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太阳能光热重整甲醇制氢技术
成果简介
氢能是清洁能源，然而城市加氢站存在着巨大安全隐患。本技术成果基于新型催化材料，可利用太阳能在300℃温和条件使甲醇与水发生重整反应制氢，可以应用在加氢站等场合，即用即制，变存储氢气为存储甲醇。既安全，也可以解决当前甲醇市场饱和、库存大等压力。
创新要点
1、完全使用太阳能，无需其它能源，设备一经安装以后低功耗运行，所需人工极少；
2、设计了基于太阳能捕集利用的甲醇制氢装置，在太阳光照不强的条件下也能利用余热制氢；
3、采用新型光热催化剂材料，能够充分降低甲醇与水蒸气重整反应的温度、节约能耗；
4、产氢纯度可高达99.99%以上，完全适合在燃料电池等高端应用场合对氢气纯度的要求。
应用前景
可广泛应用在城市加氢站等场合，随着燃料电池汽车市场的不断壮大，该技术预计将有很大的市场。投资一座加氢站的设备成本有望两至三年即可回本。
技术状态
批量生产、成熟应用阶段
太阳能光热辅助煤制氢技术
成果简介
传统的煤制氢能耗大、产率低，本技术成果可充分利用太阳能使煤、矸石甚至污泥与水蒸汽在300℃以下的温和条件发生重整反应快速制氢，避免煤燃烧造成的空气污染和热量损失。每吨煤平均可产生氢气300公斤以上，高于水煤气制氢的产量；副产物二氧化碳也能制成干冰用于食品冷藏。
创新要点
1、按每吨煤产生氢气300公斤，每公斤氢气价格15～20元计算，一吨煤产值4500～6000元以上，提高了煤的附加值并且降低污染，尤其适合低品质煤（如高硫煤）增加附加值；
2、完全使用太阳能，不需要使用催化剂，设备一经安装就可以低能耗、长时间连续温度使用，人工及维护成本低。
应用前景
可广泛应用在西部地区，与燃煤电厂配合使用，有利于减少燃煤消耗，实现碳中和目标。生产出的高纯度氢气可以用来作为甲醇、化肥的原料，有着较大的应用市场。
技术状态
小批量生产、工程应用阶段
基于廉价材料的低功耗长寿命大功率电解制氢技术与装备
成果简介
氢能是一种清洁能源，常规的碱水电解制氢技术存在着能耗高、使用寿命低等不足，且大量使用贵金属材料如铂。本技术成果采用廉价的镍基高活性催化材料作为电极，能够有效降低制氢的能耗，将其从当前的普遍5.5千瓦时/标准方氢气将至4.9千瓦时/标准方。而且通过往碱水电解液中加入添加剂的方法抑制了电极界面重构与腐蚀，延长了碱水电解槽的使用寿命（从当前的2年延长至4年）。
创新要点
1、材料成本极低，是当前普遍采用的Ni、Fe电极成本的1/2以下，是铂基电极材料的十分之一以下；
2、通过加入无机盐、配位离子实现了制氢寿命的延长，减小运行能耗和更换耗材所需的时间消耗；
3、电极材料通过一步涂布工艺实现，可以流水化作业，节约了时间成本。
应用前景
碱水电解槽目前能够做到最大功率1000标准方氢气/小时，能够用于60MW燃煤发电机组配合使用，通过电网调峰，年节约煤炭1万吨以上碱水电解制氢可完全满足年产60万吨甲醇厂的氢气需求，可广泛应用在西部地区，减少燃煤消耗，实现碳中和目标。生产出的高纯度氢气可以用来作为甲醇、化肥的原料，有着较大的应用市场。
技术状态
批量生产、成熟应用阶段
异原子掺杂碳基固态动力电池产业化制备
成果简介
商用石墨负极存在与电解液相容性差，不可逆容量较大，循环稳定性能差，大电流充放电性能差等缺点，制约了石墨作为锂电池负极材料的进一步应用，有必要对石墨负极进行改性处理。因此，本项目团队开发一种采水热处理和两步煅烧工艺制备出氮硫双掺杂多孔石墨烯/天然石墨复合材料，并采用与之匹配的固态电解质，规模化制备了异原子掺杂碳基固态动力电池。
为适应产业化需求，减少生产成本，使用较为高效环保的尿素、硫代乙酰胺和抗坏血酸等作为掺杂剂和还原剂，利用一步法水热成功制备出少量氮硫共掺杂石墨烯改性天然石墨复合材料。天然石墨粒子被分散在具有丰富孔结构的3D石墨烯结构中，且它的独特结构可以提供超快的电子转移，电解质运输以及稳定的结构。这里制备的 N、S共掺杂石墨烯/石墨作为免导电剂的负极材料用于锂离子电池，大大增强了它的电化学性能。同时为提高固体电解质的离子电导率与电极的界面相容性，采用溶液浇注法制备了不同LAGP—PEO—LiX 体系固体复合电解质，确定了具有最佳综合性能的固体复合电解质的制备工艺并将其应用于全固态电池当中，研究了其电化学性能，为产业化制备提供条件。
为实现产业化制备，项目负责团队探讨了异原子掺杂碳基复合材料作负极的浆料配方和制浆方法。并对与异原子掺杂碳复合负极材料相匹配的电解液体系进行了研究，获取了具有较好安全性和与之匹配性好的电解液体系。在项目执行期内，负责团队与合作企业江苏福瑞士有限公司完成了对异原子掺杂碳基固态动力电池投产运行。
目前，该项目研发出的异原子掺杂碳材料的比容量可达到350mAh/g以上，全固态电池比能量大于180Wh/kg，循环寿命大于3200次，—20℃放电容量比超过75% 。
创新要点
1、提出利用有机硫、含杂原子聚合物或通过共价键将N、S等修饰到聚合物上获得前驱物原料，通过高温热解获得新型原位掺杂碳基材料。方法简单、原料丰富，一旦成功产品较容易规模化生产；
2、以聚合物PEO为基体，采用快离子导体、非晶聚合物对固态电解质进行改性，来降低PEO基固体聚合物电解质的结晶度，增加离子传输路径，提高锂离子浓度，从而有效的提高聚合物固态电解质的离子电导率和离子迁移数，以及全电池的循环倍率性能等；
3、提出对锂离子电池电极电解液界面特性进行研究。借此来进一步改善锂离子嵌入脱出性能及循环稳定性，以达到提升锂离子电池比容量及循环稳定性目的。
应用前景
随着动力电池产业的发展，碳材料锂离子动力电池在稳定性方面的巨大优势，使其受到国内外产业界和学术界高度重视。然而，异种原子掺杂碳材料固态锂离子动力电池的产品仍然处于研发状态，相比于国外，国内在前期研发方面相对突出。本项目的实施，可以优先占领该领域的制高点，在国内外势必产生很大的竞争优势。与此同时，异种原子掺杂碳材料锂离子动力电池研制成功可以推动相关产业的革新，其产业化前景将非常广阔，带来巨大的经济效益。投产后，年产碳材料锂离子动力电池单体超过1000万个，年均实现销售收入3000万元，利税600万元。
技术状态
小批量生产、工程应用阶段
高能量密度钠离子电池负极制备技术
成果简介
针对钠离子电池界面离子传输动力学迟缓、循环稳定性较差等关键技术瓶颈，从复合钠离子电池负极材料的结构特性出发，对其进行组分、微—纳结构、电极/电解液界面特性调控与优化，构筑三维多孔结构扩充电化学活性位点，缓解电化学过程中电极结构的塌陷，延长循环寿命；耦合高电导率载体与低电位高比能第二相，提高电池能量密度；实现赝电容与电池电化学行为协同储钠，加速氧化还原反应动力学，改善电极大倍率充放电能力。基于以上思路，我们构筑三维多孔NiCoP/Ti3C2复合材料，在1Ag—1的大电流密度下进行2000次循环，稳定提供261.7mAh g—1的比容量，长循环稳定性和倍率性能获得显著改善。基于表面修饰策略构筑NiCu双金属团簇修饰Ti3C2纳米片，在100mAg—1电流密度下展现318.6mAhg—1的放电比容量，100次循环后容量保持率为97.9%，库伦效率显著提升。
以上研究成果证明我们提出的高能量密度钠离子电池负极制备技术切实可行，可提升电池能量密度和循环寿命，有效改善钠离子电池电化学性能
创新要点
1、构筑新型纳米多孔复合电极，通过构建分级孔道结构及表面改性等策略增加电极有效表面，构建多维离子迁移通道，改善钠离子传输动力学特性；
2、对电极组分和微—纳结构进行设计优化，深入研究其储钠机理，构筑电池—赝电容协同储钠，提升能量密度，改善大倍率充放电性能；
3、对电极/电解液界面化学特性进行合理调配，解决其在电化学过程中的构效保持问题，提出电极与界面结构演化与电池优化机制。
应用前景
钠资源在地壳中储量丰富，分布广泛，且具有与锂相似的物理化学性质和存储机制，非常适合应用于电动汽车、通讯基站、数据中心等储能领域。因此，发展室温钠离子电池储能技术具有重要的经济价值和战略意义。
Ti3C2MXene作为新型二维插层型储钠材料，能量密度相比传统碳材料显著提升，可满足储能设备对小体积、大容量、快速充放电的要求。团队针对钠离子电池在应用中面临动力学迟缓、体积效应严重、结构稳定性差等关键瓶颈，基于MXene结构特性，对负极材料进行定向优化。使用简单的NaOH诱导策略构筑的三维多孔NiCoP/Ti3C2复合材料，具有电池—赝电容协同储钠机制，电池续航能力和长循环寿命显著提升。使用Lewis酸性熔融盐刻蚀策略，成功制备无氟MXene，实现电极的绿色制备过程，金属表面修饰策略优化了钠离子在电极表面的吸附结构，利于离子从电极中快速脱出，提高库伦效率。
通过对电极材料的定向结构设计以及电池结构间的优化匹配，构建高容量、长循环寿命和高安全性钠离子电池，推动其在大规模储能领域的广泛应用。
技术状态
样品、实验室阶段
成果高校简介
中国矿业大学是教育部直属的全国重点高校，由教育部、应急管理部与江苏省人民政府共建，是“双一流”建设高校、“985工程优势学科创新平台”和“211工程”建设高校。
科研平台
学校拥有8个国家级科研平台，包括2个国家重点实验室，1个国家工程研究中心，1个国家工程技术研究中心、1个国家地方联合工程实验室等，还有51个省部级科研平台以及1个国家大学科技园，为科研工作提供了坚实的基础。
科研成果
在学科领域，工程学、地球科学等10个学科领域进入ESI全球前1%，其中工程学和地球科学2个学科领域进入前1‰，矿物资源与开采工程学科领域连续8年进入全球前50强，2024年位列全球第。
以材料与化工学科为例，近五年来承担了9项国家重点研发计划和12项相关课题，发表学术论文1200余篇，获得415项国内外发明专利的授权，并荣获44项省部级以上科研奖励，包括国家科技进步二等奖、教育部特等奖和江苏省科学技术一等奖等。
科技转化
机制创新：学校成立了科技成果转移转化领导小组以及实体化运行的知识产权运营中心，出台了《科技成果转化管理办法》等一系列政策文件，优化工作流程，营造了良好的政策环境。
队伍建设：打造了“专职+兼职+挂职”的多角色、复合型技术转移转化工作队伍，选派优秀科研人员深入企业一线，并设置“产业型”专任教师岗位，出台《技术经理人管理办法》，促进了学校技术经理人队伍发展。
平台建设：加大校地校企共建研发平台的建设和支持力度，与徐州市共建了安全产业园区和省级技术创新中心等，还成立了“中国矿大—徐工矿业智能装备技术研究院”等机构，采用揭榜挂帅组织模式，聚焦破解企业“卡脖子”技术难题。此外，学校整合协同创新中心、大学科技园等平台矩阵，牵头组建淮海经济区高校技术转移联盟，联合多家高校、企业成立知识产权发展保护共同体。
质量导向：坚持以高价值专利培育和转化为主线，依托江苏省高价值专利中心，在煤炭资源智能化开发、低碳化清洁利用等领域开展高价值专利培育。同时，积极响应“千校万企”协同创新伙伴行动，以基本许可费加提成的方式推动专利开放许可，增强承担企业重大科技项目能力，与企业共同攻关行业共性关键问题。
联系方式 : 宁东技术市场 董杰 15809513834