成果136：一种星型结构含氟磷腈类流动改性剂制备技术

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

以六氯环三磷腈与氟醇为主要原料合成的星型结构磷腈类化合物，其分子末端含有大量低表面能的氟原子，在无机粒子高填充改性聚烯烃类共混体系的加工过程中，其位于无机粒子表面及与聚烯烃基体的界面，可减少颗粒团聚及加工过程中颗粒间的摩擦阻力、体系粘度下降、加工流动性能增强，填充无机粒子分散性增强，得到的复合材料力学性能特别是韧性增加，解决了无机粒子高填充复合材料生产过程中“耗能耗时”的问题。且该材料含阻燃的氮和磷元素（氮含量为1.18%~2.90%，磷含量为2.62%~6.42%），具有一定的阻燃性，可提高复合材料的阻燃性能。本团队研发的星型结构含氟磷腈类流动改性剂具有良好的多功能性，在生产高填充复合材料时，可减少甚至不需要添加增韧剂、阻燃剂，也能使复合材料具有良好的韧性与阻燃性，简化生产过程。

产业化背景及预期介绍：

本团队制备的星型结构含氟磷腈类流动改性剂具有较低的表面能，将其应用到无机粒子高填充聚烯烃类共混改性中，可以减少无机粒子团聚、降低体系粘度、改善复合材料韧性。在提高复合材料生产效率的同时，还扩大其使用范围，在大规模工业化生产过程中，极大地降低了能源消耗，对于绿色生产、可持续性发展具有重要的意义。此外，该技术的实施有助于提高我国复合材料生产水平及相应产品的竞争力，对于实现“绿色发展”具有重要的理论价值及现实指导意义。

成果137：高性能 WC-Co 硬质合金

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

工业WC-Co基硬质合金的一般生产工艺包括钨氧化物还原、W 碳化、混合粉湿磨、混合粉干燥及造粒、生坯压制、脱脂、烧结等工序。这种工艺繁琐、生产周期长，需要两次碳化及高温烧结过程，能耗高。采用放电等离子体辅助高能球磨技术，可实现对W-C-Co粉末超短时间（1-3 小时）的快速细化和活化，球磨后得到的复合粉体经压制成型后，可以在一次固相烧结（1340-1430℃ 左右）过程中同步实现WC的碳化合成和合金块体的致密化，成功探索出“碳化烧结一步法”。利用该技术设计不同尺寸的板状WC晶粒，通过调控不同尺度 WC 相在合金基体中的比例及其定向排列状态，制备出双尺度结构的板状 WC-8Co 硬质合金，如硬度 1733/2，断裂强度 4083MPa，断裂韧性 23𝑀 ∗ 21，该 技术制备的硬质合金材料性能达到国际先进水平，且工艺显著简化。

产业化背景及预期介绍：

硬质合金具有优异的硬度、强度、耐磨性和红硬性等，在近 90 年 的发展中，硬质合金逐步发展成一个独立完整的工业体系,伴随下游产业的开拓和新材料的进步，硬质合金正朝着产品精密化、多功能化、高性能化的方向发展。全球范围看，硬质合金市场处于比较饱和的状态，行业已迈入成熟期，市场竞争十分激烈。

成果138：燃料电池铂碳和铂基合金催化剂的批量化制备技术

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

本团队采用独特的从“0 到 1”的原创水相体系制备技术路线，实现铂载量从 30-60%不同系列铂碳催化剂的小规模批量制备。以典型的50%铂碳催化剂为例，催化剂粒径2.5nm，均匀分布，BET面积2602/，电化学活性面积802/，初始质量活性0.25A/mg@0.9V；按照DOE测试标准，3万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减35%。小规模量产的铂碳催化剂一致性偏差小于5%，且制备过程环保、成本低、性价比优良。以此铂碳催化剂制备的膜电极功率密度大于1.1W/cm2@0.65V。

铂基合金催化剂包括铂镍碳和铂钴碳，催化剂中活性组分含量大于45%，平均粒径3.6nm，BET面积3052/，电化学活性面积652/，初始质量活性0.55 A/mg@0.9V；按照DOE测试标准，3万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减30%。

产业化背景及预期介绍：

2019年氢能源首次写入政府工作报告，近三年我国从事氢能源和燃料电池相关的企业每年新增上千家，预期2030年氢能源产业将达到万亿规模。我国燃料电池产业“缺芯”的状况一直无法突破，铂催化剂约占燃料电池电堆成本的 1/3，价格高昂且依赖进口。因此，催化剂国产化是解决困扰我国燃料电池发展的重要途径。燃料电池催化剂批量化制备的技术难度最高，因此催化剂批量制备的企业在燃料电池汽车产业链的闭环中所占据的位置非常重要。按照万亿级的氢能产业规划，电催化剂企业预期产值可达千亿。

成果139：低居里点轻质柔性自控温材料

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

该技术针对深空探测卫星减重控温的要求、寒冷状态下单兵作战人体和武器装备的保温需求以及需要温控系统的地面工作环境，重点解决轻质高效热控材料的制备及生产示范线建设等问题，突破了制约热控技术轻量化发展的关键新材料的生产和共性问题。提出一种热稳定性好、轻质高效的恒温加热材料制备工艺，并在实验室条件下进行自动化生产线设计，得到材料可替代温控整套 系统，可与现有的PID温控技术结合，提高热控系统的温控精度，满足其可靠性和自适应性需求。与传统热控系统相比，以自控温材料为主要成分的温控组件，减重效果可达 90%。与国外同类产品相比，本团队研发的自控温材料具有相对较低的居里温度点（低于50℃）和较窄的温控区间，可在居里温度点附近迅速达到较高的PTC强度（超过 6），材料具有较好的柔韧性和环境适应性， 可根据使用环境的不同对其进行随意弯曲裁剪，在长期使用过程中能保持较高的热稳定性和温控精度。经测试，利用自控温材料 制备的温控组件能在模拟真空条件下，在卫星搭载安全电压（5V）进行正常升温和温控，可用于深空探测中电子元器件的保温工作。

产业化背景及预期介绍：

行业内现有的热控技术都存在一定问题（如体积大、质量重、寿命短等），限制了其使用范围。本团队研发生产的自控温加热材料依靠自身电阻变化达到升温和温控目的，解决了目前PTD控制技术易受环境条件影响等缺点，具有质量轻、体积小、柔韧性好、 性能稳定、使用寿命长、适应范围广、安全可控等特点，能解决深空探测卫星续航时间长和热控体积有限的问题，填补自控温材料在深空探测领域的空白，在航空航天、航母远航、宇宙空间站等尖端领域的温控系统以及人体热疗等方面有广阔的市场前景。

本团队目前已掌握自控温材料制备工艺技术，并建立中试基地，实验室条件下可实现常低温段自控温材料的制备和测试，制备工艺简单，原料来源可控，样品具有良好的环境适应性和稳定性。但由于实验条件有限，目前材料的生产还处于手动控制阶段，由 于手动控制的误差和其他不确定因素，会对产品的效能和稳定性 产生一定影响，亟需引进自动化控制系统。通过建立自动化生产 线，可达到产品的标准化及质量均衡控制，该技术产业化后，预计达产年可实现总产值5000万元，年利润总额为300万元。

成果140：具有抗反极功能的高耐久、高性能燃料电池催化剂

技术领域：新材料（新技术）

项目简介：

燃料电池催化剂是燃料电池最重要的材料，其性能的好坏对燃料电池性能有决定性的影响。针对目前广泛使用的Pt/C类燃料电池存在的耐久性不足、缺乏抗反极功能等问题，本团队研发了一种具有良好性能的燃料电池催化剂，具有以下技术优势：

（1）催化活性可完全媲美目前国际品牌的优秀催化剂；

（2）耐久性可达商品催化剂的3-4倍，可达到美国能源部对燃料电池催化剂的耐久性要求；

（3）具有优秀的抗反极性能，其抗反极时间可比目前的商品催化剂延长3 倍左右。

（4）成本仅为目前市场上燃料电池催化剂的40%左右。

产业化背景及预期介绍：

氢能燃料电池产业将是未来10-20年我国最为重要的新兴产业，燃料电池及燃料电池汽车市场是千亿级的蓝海市场。

本团队开发的催化剂可有效克服目前燃料电池催化剂存在的问题，具有优异的市场竞争力。每公斤催化剂的材料成本为15万元，销售价格约为30-35万元，以年产催化剂1000公斤为例，产值可达3亿元人民币，利税可达8000-10000万元。

院校简介：

华南理工大学地处广州，是直属教育部的全国重点大学，正式组建于1952 年全国高等院校调整时期，为新中国“四大工学院”之一；1960年成为全国重点大学；1981年经国务院批准为首批博士和硕士学位授予单位；1993年在全国 高校首开部省共建；1995年进入“211工程”行列；2001年进入“985 工程”行列；2017年进入“双一流”建设 A 类高校行列，2020 年进入上海软 科“世界大学学术排名”前200强。

如今，华南理工大学已经发展为一所以工见长，理工医结合，管、经、文、 法等多学科协调发展的综合性研究型大学。轻工技术与工程、建筑学、食品科学 与工程、化学工程与技术、环境科学与工程、材料科学与工程、机械工程、管理科学与工程等学科整体水平进入全国前10%；10个学科领域进入ESI全球排名前1%，其中，工程学、材料科学、化学、农业科学4个学科领域跻身全球排名前 1‰，达到国际顶尖水平。

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