|
搜索
搜 索
高等教育領域數字化綜合服務平臺
基于石墨烯多維多尺度結構的能源與傳感技術
1 成果簡介石墨烯是一種典型的單原子層二維材料，具有獨特的狄拉克電子結構、超高的載流子遷移率和濃度，在高速、高質量薄膜器件集成等方面顯示出潛在應用優勢。然而，本征石墨烯呈金屬或半金屬特性，限制了其在器件中的應用。本成果從石墨烯的可控生長及多維多尺度宏觀結構組裝出發，探索調控石墨烯電子結構的有效方法，推動其在納米器件中的集成與應用。 主要內容包括：石墨烯晶片的形狀、尺寸控制， 多維多尺度宏觀結構的原位生長與組裝；石墨烯的結構（拓撲）與化學改性：采用缺陷、應變和化學修飾等手段對石墨烯的能帶結構進行調控；研究石墨烯在外加電場、磁場、光激發等條件下，電子結構的演變及電子、光子、激子、聲子等的相互作用； 器件組裝與表征：晶體管、傳感器、結、異質/雜化結構等。2 應用說明基于石墨烯的二維薄膜材料已成功應用于太陽能電池和超級電容器等能源器件，顯示出優異的能量轉換與存儲性能及良好的工作穩定性。某些特色多維多尺度結構可與其它納米材料（如碳納米管、二氧化鈦、二氧化錳）構建復合結構，在吸附、水處理、傳感、光催化等領域具有廣闊的應用前景。 圖 1 石墨烯編織結構 圖2 石墨烯晶片/納米顆粒復合結構 該項目的相關研究工作已申請國家發明專利 5 項，具有自主知識產權。3 效益分析目前，石墨烯在全球范圍內尚未形成穩定的工業化需求， 但從需求市場的潛力來看，石墨烯在應用上將逐漸擴大。隨著技術研究及產業發展，石墨烯獨特的力學與電學性能，將使其在國內外應用市場，特別是電子、新材料、航天軍工等領域，發揮重要的甚至是革命性的作用，產生規模經濟效益。4 合作方式技術轉讓或合作開發，商談。5 所屬行業領域能源環境。
清華大學
2021-04-13
石墨烯基納米復合材料的制備及其光催化
石墨烯基多種納米復合材料的制備及用于光催化技術。
上海理工大學
2021-01-12
摻雜型石墨烯負載PtRu合金納米電催化劑
小試階段/n本成果屬于燃料電池催化劑技術領域。具體涉及一種摻雜型石墨烯負載PtRu合金納米電催化劑及其制備方法。直接甲醇燃料電池具有結構簡單、低溫啟動速度快、燃料廉價易得、清潔無污染、比能量高和能量轉換效率高等特點，有望成為未來便攜式電子產品以及電動汽車、飛機等化石能源替代品。Pt是已知的對甲醇電氧化催化活性較好、使用較廣泛的催化劑，然而其存在成本過高易CO中毒等問題。采用PtRu合金、以摻雜型石墨烯為載體作為直接甲醇燃料電池陽極催化劑，能有效提高催化劑的活性和利用率。本成果克服了現有技術缺陷，提供
武漢科技大學
2021-01-12
一種石墨烯片上可調電感及其制造方法
本發明公開了一種石墨烯片上可調電感及其制造方法，包括石墨烯線圈層、絕緣介質層、電極控制 層、以及襯底，石墨烯線圈層為片上電感的主體部分，設于襯底上方；絕緣介質層覆蓋在石墨烯線圈層 上；電極控制層位于絕緣介質層上并處于石墨烯線圈正上方；通過電極控制層在石墨烯線圈上施加可變 柵壓，石墨烯線圈層的電感值隨之發生改變；首先在催化膜上生長出層狀石墨烯；然后將層狀石墨烯轉 移至襯底上；將石墨烯膜圖形化成石墨烯電感線圈；在石墨烯電感線圈上淀積一層的絕緣介質層
武漢大學
2021-04-14
一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法
本發明公開了一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法。復合 電極包括 Cu/Ni 合金層和覆蓋在 Cu/Ni 合金層上的石墨烯薄膜；其中， Cu/Ni 合金層由 Ni 膜和覆蓋在 Ni 膜上 Cu 膜發生 Ni 原子與 Cu 原子的 相互擴散形成，Ni 膜與 Cu 膜的厚度比為 1:(3～10)。本發明避免了石 墨烯轉移過程和圖形化過程對石墨烯質量的破壞，減少了石墨烯缺陷 的數目，通過調整 Ni 膜與 Cu 膜的厚度，采用分段
華中科技大學
2021-04-14
一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法
本發明公開了一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法。復合 電極包括 Cu/Ni 合金層和覆蓋在 Cu/Ni 合金層上的石墨烯薄膜；其中， Cu/Ni 合金層由 Ni 膜和覆蓋在 Ni 膜上 Cu 膜發生 Ni 原子與 Cu 原子的 相互擴散形成，Ni 膜與 Cu 膜的厚度比為 1:(3～10)。本發明避免了石 墨烯轉移過程和圖形化過程對石墨烯質量的破壞，減少了石墨烯缺陷 的數目，通過調整 Ni 膜與 Cu 膜的厚度，采用分段
華中科技大學
2021-04-14
石墨烯增強金屬基復合材料制備及性能研究
石墨烯增強金屬基復合材料制備及性能研究
上海理工大學
2021-01-12
三維石墨烯體相材料的制備及其性能研究
制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨特本征性質的石墨烯三維體相材料是材料學研究中兼具學術價值和實用意義的重大挑戰。本項目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料，其由大量獨立且懸空的二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學鍵構筑而成。該材料具有良好的機械性能，在常溫可見光下作用下具有電子發射能力，在瓦特功率級別的可見波段激光或聚焦的太陽光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料樣品可以在真空條件下實現有效的直接光驅動，此現象為國內外所首次觀察及報道，為石墨烯帶來了一種激動人心的潛在應用價值。上述材料的制備及相關性能研究還可為石墨烯在催化，能源轉換與存儲等領域的應用提供材料支持與相關理論支撐。
南開大學
2021-02-01
4K深低溫超彈性三維石墨烯材料
具有較大可逆形變功能的彈性材料在各種工程應用中具有廣泛需求。然而，當溫度顯著降低時，材料延展性或彈性通常會受到損害。到目前為止，還沒有材料能夠實現在外太空等深低溫下具有高彈性。近日，南開大學陳永勝團隊報道了一種三維交聯的石墨烯材料，在4K的深低溫到1273K的高溫溫度區間材料超彈性行為幾乎不變。在4K超低溫條件下，具有與室溫相同的力學性能：幾乎完全可逆的超彈性行為（高達90％的應變），楊氏模量不變，泊松比接近零，循環穩定性好。原位實驗和模擬結果表明，這種超彈性得益于獨特結構的協同結果：單個石墨烯片層的本征彈性和片層之間的共價連接。
南開大學
2021-04-10
氧化石墨烯增強超高性能混凝土的開發和應用
本技術采用先進的氧化石墨烯分散技術，實現了氧化石墨烯在超高性能混凝土的可控分散，進而制備出超高韌性、超高耐久的水泥基材料。本技術通過從納微觀尺度上對水泥基材料水化產物的改性，克服了傳統水泥基材料本質上脆性行為的弊端，產品能夠在嚴苛的服役環境中長期（大于 100 年）保持優異的服役狀態。同時，相比于現有的納米混凝土改性技術，本技術使用的納米外加劑-氧化石墨烯制備工藝簡單，價格優勢明顯，改善效果更為顯著，使該產品具有較大的經濟優勢。
青島理工大學
2021-04-22