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先进能源材料工程实验室（筹）成立于2017年，是中科院宁波材料所内服务国家战略需求、交叉学科特色鲜明，任务聚焦的先进能源材料研发平台。实验室融合材料物理、材料化学、金属学、陶瓷学、高分子学、计算材料学、材料信息学、机械电子，控制工程等多学科和行业领域的学术界人才与工业界人才，已建成一支规模70余人，具有合理学历和职称结构、具备从事应用基础研究和工程化技术开发的综合性科研团队。 研究方向 研究方向一：新颖二维碳化物材料研究 主要开展过渡族金属碳化物（如MXene）的新颖材料合成与性能研究。利用结构可调的三元碳化物层状材料作为先驱体，通过对亚层结构的选择性剥离，目前团队陆续合成出碳化锆、碳化铪、碳化钪等全新二维碳化物纳米片，显示出有趣的储能、吸附、催化、吸波、半导体和磁性等性质。 研究方向二：三元层状陶瓷材料结构调控及应用 主要开展具有过渡金属碳化物层状晶体结构的调控与辐照损伤性能研究。针对事故容错燃料包壳材料涂层应用，对三元层状陶瓷材料开展详细的结构调控、物性表征、辐照效应分析和腐蚀评价等工作。研究对象包括MAX相、多元含硼化合物等。 研究方向三：碳化硅纤维增强碳化硅复合材料研究 主要开展碳化硅陶瓷先驱体、连续碳化硅纤维、碳化硅基复合材料、陶瓷连接技术和碳化硅评价等研究内容。面向我国工业界关注的碳化硅包壳材料和新型极端环境能源系统迫切需求的碳化硅结构材料，攻关第三代碳化硅纤维工程化技术，提出中子辐照环境和高温腐蚀性条件下碳化硅复合材料的结构设计方案。 研究方向四：新颖能源材料的理论设计和性能预测 在材料基因工程技术框架下，通过材料理论计算和大数据分析方法，对新型能源材料进行理论结构设计，依靠计算机仿真手段，对二维纳米材料、笼型水合物、极端环境能源材料等能源材料进行理论研究，深入探索材料学现象背后的基本原理，预测新颖材料的结构和力学、磁学、光学、热学、电学等物理性质。目前团队已经建立了涵盖纳观-微观-介观-宏观的多尺度高通量理论计算方法，利用先进数据挖掘方法进行结构筛选的研究手段，以及材料专业数据库平台。在优化纳米器件设计，FeCrAl等新型先进结构材料服役性能预测等方面有重要前瞻性应用。 研究方向五：碳化硅基复合材料工艺制备过程仿真 主要开展碳化硅基复合材料工艺制备的过程仿真以及材料综合性能的多场多尺度耦合仿真研究。实现碳化硅纤维织物及其预成型的关键工艺的过程仿真，实现材料、工艺及设备参数的协调调控，满足工艺设计需求，为结构设计提供数字化输入；以材料多尺度设计为基本思路，基础理论涵盖无网格理论和元胞自动机理论，实现纤维增强多孔脆性材料的微-细-介-宏观随机建模的计算几何学新方法，建立耦合工况下材料损伤断裂的新本构和新实验表征技术。 研究方向六：面向新能源与资源利用的高温熔盐化学工艺研发 重点突破高温熔盐制备高性能新能源材料的方法，发展基于高温熔盐电解回收废料中锕系元素、稀土与贵金属的新方法与工艺，并开发基于熔盐与液态金属储能的新方法。 2019年研究进展 1新颖二维碳化物材料研究 2碳化硅先驱体中试进展 （1） 液态超支化聚碳硅烷（LHBPCS）工程化制备取得突破 3 SiC基复合材料薄壁管研究进展 环编及缠绕法制备获得250mm长纤维预成型体 4 新型含硼先驱体的设计及合成 （1） SiBCO陶瓷先驱体合成取得进展 5 抗氧化涂层制备进展 论文发表情况 全年总计发表论文29篇，其中中科院分区一区论文12篇，占比41%，二区论文10篇，占比34%。相较2018年在论文总数有所下降的情况下，论文质量相较2018年依旧有明显提升。 实验室践行“战略导向，互补交叉，多点形核，链式创新”的宗旨，加强所内所外、国内国外的交流合作。在国家战略需求的牵引下，整合专业团队的研发优势，攻克先进能源系统中的关键材料问题，期望在陶瓷纤维、复合材料、表界面工程，材料计算等多个方向有所突破，在系统组件与器件中体现应用价值，形成具有“链式反应”特征的可持续创新模式。 参考来源 实验室官网、2019年年度报告 注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！ |
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