1、無源降溫光學(xué)超材料織物技術(shù)

無源降溫光學(xué)超材料織物技術(shù)通過對(duì)織物微觀和宏觀結(jié)構(gòu)調(diào)控構(gòu)成隨機(jī)光學(xué)超材料體系，可借助大氣透明窗口增強(qiáng)散熱并對(duì)太陽輻射波段實(shí)現(xiàn)高效阻擋。本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)國(guó)際科技前沿需求研制具有無源降溫功能的超材料織物技術(shù)，可無源地滿足戶外降溫需求，是目前解決熱應(yīng)激問題和應(yīng)對(duì)能源挑戰(zhàn)的有效策略，對(duì)世界經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。

無源降溫光學(xué)超材料織物技術(shù)通過交叉學(xué)科融合顛覆傳統(tǒng)理念，順應(yīng)全球綠色低碳發(fā)展潮流。在暴曬戶外環(huán)境下，相較于棉織物，超材料織物織物可為人體皮膚無源降溫近5°C，為持續(xù)排汗的模擬皮膚降溫約4°C；可低于國(guó)內(nèi)外知名品牌防曬衣3-7 °C；且可使汽車模型內(nèi)部降溫超30°C。

基于本研究進(jìn)展，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人牽頭成立了湖北光谷實(shí)驗(yàn)室運(yùn)動(dòng)與健康智能化技術(shù)創(chuàng)新中心，加速推動(dòng)本研究的成果轉(zhuǎn)化。

1） 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

a. 核心技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)品質(zhì)量高：無源降溫光學(xué)超材料織物技術(shù)基于結(jié)構(gòu)-光學(xué)-紡織技術(shù)的跨領(lǐng)域、多學(xué)科交叉協(xié)同創(chuàng)新，形態(tài)分級(jí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效避免了不同波段光譜之間的串?dāng)_，實(shí)現(xiàn)涵蓋太陽輻射波段至中紅外波段的高效寬光譜調(diào)控，具有卓越的無源戶外降溫性能。目前已實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)先的降溫織物知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局優(yōu)勢(shì)。

b．產(chǎn)業(yè)化與規(guī)?；?/span>：基于可擴(kuò)展、高通量、全自動(dòng)的纖維制造技術(shù)及先進(jìn)紡織工藝，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，生產(chǎn)效率高，通過進(jìn)一步產(chǎn)研結(jié)合可與紡織業(yè)全鏈條完全兼容，突破從實(shí)驗(yàn)室到小試、中試階段的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)可穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)級(jí)的制備體系和大規(guī)模應(yīng)用；

c．常規(guī)成本創(chuàng)造高附加值：無源降溫光學(xué)超材料織物以常規(guī)服飾的成本創(chuàng)造了遠(yuǎn)高于其他產(chǎn)品的性能，因此具有高附加值和高性價(jià)比；且可適用于包括人體在內(nèi)的任何形狀表面，可擴(kuò)展服務(wù)于眾多領(lǐng)域，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景下的降溫需求。

2） 性能指標(biāo)

對(duì)比傳統(tǒng)紡織品：傳統(tǒng)織物無法在高溫暴曬的戶外環(huán)境為人體進(jìn)行有效的降溫防護(hù)，智能降溫織物可顯著提高人體熱舒適且不需要任何外部能量輸入。在正午時(shí)間段的模擬人體測(cè)試中（廣州，2020年11月28日），降溫織物所覆蓋的模擬皮膚相較于棉、氨綸、雪紡、麻一系列同色商業(yè)面料可低5-7 °C。在人體表面降溫測(cè)試中，相較于商用白色棉，降溫織物可對(duì)人體體表降溫近5°C（廣州，12月7日）；在模擬人體排汗降溫測(cè)試中（天津，2021年5月5日），降溫織物相較于白色棉織物可降溫4°C。

對(duì)比商用戶外產(chǎn)品：智能降溫織物具有優(yōu)異的防曬降溫性能，且非瞬時(shí)涼感，永久可控降溫。在正午時(shí)間段的模擬人體測(cè)試中（廣州，2020年11月30日），降溫織物可低于北面、狼爪、哥倫比亞、駱駝、蕉下多個(gè)國(guó)內(nèi)外知名品牌的防曬衣3-7°C；在模擬汽車測(cè)試中（廣州，2020年12月7日），相較于市售車衣，降溫織物可為汽車模型內(nèi)部降溫超27°C，相較于無覆蓋小車，可降溫超30°C，展現(xiàn)卓越的性能。

2、固體氧化物電池發(fā)電/制氫系統(tǒng)

固體氧化物電池（SOC）是一種全固態(tài)電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換裝置，以燃料電池（SOFC）模式運(yùn)行時(shí)，它可將燃料中的化學(xué)能清潔高效地轉(zhuǎn)換為電能；以電解池（SOEC）模式運(yùn)行，它可將電能通過電解水（和/或二氧化碳）以化學(xué)能（H₂和/或CO）的形式儲(chǔ)存起來。SOC具有清潔、高效、靜音、可模塊化、燃料來源廣等優(yōu)點(diǎn)，用于智能電網(wǎng)削峰填谷以及海水制氫等。被認(rèn)為是為碳中和而生的根本性能源變革技術(shù)，在服務(wù)我國(guó)氫能戰(zhàn)略和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

1、大面積單電池：尺寸15×15 cm²，功率密度1.14 W/cm²，衰減率0.6%/1000h；

2、電堆：功率300 W-2.5 kW，功率密度0.4 W/cm²，發(fā)電效率55%，7次以上熱循環(huán)；

3、發(fā)電系統(tǒng)：功率300 W-5 kW，發(fā)電效率46.5%，能量利用率80%；

5、制氫系統(tǒng)：電解功率1 kW-10 kW，直流能耗3.5kWh/Nm³，水蒸汽轉(zhuǎn)化率≥70%，電解效率≥85%。

3、全息打印技術(shù)及其裝備

全息打印是利用激光相干存儲(chǔ)三維實(shí)物全部信息后，通過全息打印設(shè)備輸出可裸眼觀察的三維圖像的打印過程。彩色全息打印關(guān)乎國(guó)家安全和民生安全。激光全息光聚合物材料和全息打印裝備是實(shí)現(xiàn)全息打印的關(guān)鍵，全息光聚合物材料長(zhǎng)期被美國(guó)杜邦、德國(guó)科思創(chuàng)等少數(shù)外國(guó)企業(yè)壟斷，全息打印裝備也由美國(guó)斑馬公司控制，無論是打印材料還是打印裝備我國(guó)均受到嚴(yán)密的技術(shù)封鎖。成果基于“光引發(fā)阻聚劑”的全息光聚合物制備思路，通過具有光引發(fā)與光阻聚功能兩種不同自由基的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同，實(shí)現(xiàn)全息光聚合物的可控相分離，制備出衍射效率高、光散射損失小的全息光聚合物材料；創(chuàng)制了母版全息、實(shí)物全息、數(shù)字全息等多種彩色全息圖像存儲(chǔ)技術(shù)；依靠全息打印工藝、控制與裝備集成化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了裸眼三維彩色全息圖像和多功能圖像存儲(chǔ)。

國(guó)內(nèi)唯一的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。全息記錄材料廣泛，包括：光降解高分子材料、光導(dǎo)熱塑性材料、光折變材料、光聚合材料、光致異構(gòu)化材料；物光和參考光的強(qiáng)度：0.1-10 mW/cm²；激光波長(zhǎng)：380-800nm；功率：1-1000mW；全息記錄材料的邊長(zhǎng)：10-500mm；曝光時(shí)間：50 ms-50秒?？蓪?shí)現(xiàn)母版、實(shí)物、數(shù)字圖像的彩色全息存儲(chǔ)。

4、液態(tài)金屬電池儲(chǔ)能新技術(shù)

儲(chǔ)能技術(shù)是解決大規(guī)?？稍偕茉锤咝刖W(wǎng)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的重要途徑。新型液態(tài)金屬電池，采用液態(tài)金屬和無機(jī)熔鹽作為電極和電解質(zhì)，具有壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、成本低、安全可靠等優(yōu)勢(shì)，是規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域的理想選擇。電池設(shè)計(jì)與工作原理為：電池正負(fù)極均為金屬，電解質(zhì)為無機(jī)鹽，運(yùn)行時(shí)正負(fù)極金屬和無機(jī)鹽電解質(zhì)均為熔融態(tài)，液態(tài)金屬與無機(jī)熔鹽互不混溶，且由于密度差自動(dòng)分為三層。在設(shè)計(jì)電極和電解質(zhì)材料時(shí)，上層負(fù)極液態(tài)金屬密度最小，下層正極液態(tài)金屬密度最大，中間熔鹽電解質(zhì)層密度居中，熔鹽電解質(zhì)兼作正負(fù)極間隔離層。

近年來，團(tuán)隊(duì)先后開發(fā)了環(huán)境友好、成本低廉的鋰-銻-錫體系，以及電壓較高，成本更低的鋰-銻體系，可以實(shí)現(xiàn)150 Wh/kg的能量密度，高電壓、高比能的鋰-碲-錫等液態(tài)金屬電池新體系；攻克了大容量液態(tài)金屬電池構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了300 Ah大容量液態(tài)金屬電池單體；解決了大容量電池界面的穩(wěn)定性難題，實(shí)現(xiàn)大容量電池的長(zhǎng)效服役（運(yùn)行4年/2200圈，容量無衰減，目前仍在運(yùn)行）；突破了電池成組與高效管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了5kW/30 kWh電池堆的示范驗(yàn)證。

液態(tài)金屬電池在規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)：無須考慮傳統(tǒng)固態(tài)電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題，同時(shí)摒棄了成本較高的電池隔膜，液態(tài)金屬電池壽命長(zhǎng)（預(yù)期壽命20年/15000循環(huán)以上）；電池材料成本和制造成本較低，可以滿足大規(guī)模儲(chǔ)能的低成本要求（預(yù)期低于1000元/kWh）；電池采用不可燃的熔融無機(jī)鹽作為電解質(zhì)，安全性高；全液態(tài)結(jié)構(gòu)的液/液界面電荷轉(zhuǎn)移速度快，反應(yīng)過電位低，能量轉(zhuǎn)換效率高，可以實(shí)現(xiàn)較高倍率充放電；特別值得一提的是，全液態(tài)電極/電解質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)自裝配，電池容易放大和生產(chǎn)。因此，液態(tài)金屬電池技術(shù)在面向大規(guī)模的電網(wǎng)儲(chǔ)能，中長(zhǎng)時(shí)間尺度（若干小時(shí)及以上）的出力平滑、可再生能源入網(wǎng)、調(diào)峰及分布式系統(tǒng)能量管理等應(yīng)用場(chǎng)景中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

5、高效、環(huán)保太陽熱反射材料

針對(duì)瀝青路面的高溫病害以及產(chǎn)生的熱島效應(yīng)問題，通過研制一種應(yīng)用于瀝青路面具有相變儲(chǔ)能功能且綠色環(huán)保的水性聚氨酯熱反射涂料（WPUR）。WPUR通過相變樹脂與功能填料同時(shí)對(duì)太陽輻射進(jìn)行吸收或反射，達(dá)到協(xié)同降溫效果。

WPUR可以降低瀝青路面20℃左右，具有較好的耐候、耐磨和粘接性能。目前，WPUR涂料的研制處于中試階段，已在重慶交通大學(xué)南岸、雙福校區(qū)鋪設(shè)試驗(yàn)路段。

WPUR不僅在道路方面具有較好的應(yīng)用，在房屋建筑表面涂刷WPUR可降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)使用，節(jié)約能耗；在公園步道鋪設(shè)WPUR可降低環(huán)境溫度，提高舒適性；在化工儲(chǔ)罐涂刷WPUR可降低內(nèi)部溫度，減少安全事故的發(fā)生。

以上成果為經(jīng)過個(gè)人篩選，認(rèn)為有一定應(yīng)用前景的成果或技術(shù)，僅供大家參考。如果有哪方面領(lǐng)域的技術(shù)信息需求，可以聯(lián)系我，我定向征詢并發(fā)送，并推動(dòng)與技術(shù)負(fù)責(zé)人的對(duì)接，促進(jìn)成果的實(shí)施應(yīng)用。相關(guān)企事業(yè)單位在經(jīng)營(yíng)過程中有任何需求都可以聯(lián)系，我利用各種渠道謀求解決或聯(lián)系相關(guān)單位，合作共贏。趙暉（18622028255，微信號(hào)：zhao07180608）

• 鉆瓜網(wǎng)
• 技術(shù)展會(huì)
• 專利詞庫
• 專利權(quán)人
• 專利榜
• 在售專利
• 公布日期
• 熱門專利