技术成果

长续航无人机氢燃料电池技术

当前工业级氢燃料电池无人机在续航时间与耐低温能力方面优势较为显著。氢燃料电池 的能量转化效率超过50%，功率密度可达1kW/kg，并且其耐低温性能支持在极端环境（如- 20℃）下稳定运行，解决了传统动力无人机续航时间短、低温性能衰减等行业痛点。凭借 长续航与低温适应性的双重突破，氢燃料电池正逐步成为工业无人机动力系统的核心解决方 案。 项目阶段与进展 本项目围绕氢能燃料电池无人机动力系统的开发，重点突破小型化与轻量化技术瓶颈， 取得阶段性成果： （1）燃料电池核心技术创新：通过创新性双极板流场设计与集成化膜电极架构优化， 开发出高功率密度燃料电池系统。该技术方案在保持结构紧凑性与轻量化的同时，展现出优 异的综合性能表现，为燃料电池系统的工程化应用提供了创新技术路径。 （2）氢动力无人机系统构建：构建3kW级燃料电池电堆，集成自研控制器，工作温度 范围扩展至-20~40℃，寿命突破3000小时；完成25kg级无人机平台适配，空载续航150分 钟（12L储氢瓶），巡航作业下续航可达120分钟。物流载重型燃料电池无人机（100kg级） 处于开发阶段，将搭载10kW级燃料电池电堆组，计划于2025年内完成试飞。 （3）产业化推进：通过覆盖核心材料、关键部件到整机系统的全产业链技术体系，实 现燃料电池系统制造成本的降低，显著提升市场竞争力。目前已完成氢动力无人机在低空经 济领域的示范验证，并衍生开发出氢能观光车等应用产品。后续将聚焦连续化生产工艺开发 与电堆功率密度升级，加速商业化进程。 图无人机用氢燃料电池电堆与无人机巡检示范 -154-  知识产权情况 已授权专利5件，5件发明专利

微生物合成法尼烯技术

法尼烯（Farnesene, C H ）是一种无环倍半萜烯，在能源化工、医药和保健品等领域 15 24 有重要的应用前景。在能源化工方面，法尼烯衍生物的能量密度远高于3号航空煤油，可作 为燃油助剂显著提高其性能，有效延长航程、增加载弹量，具有重要的军事意义和战略意义。 在医药生产中，法尼烯可以作为生产维生素E侧链（异植物醇）的中间体，可实现维生素E （VE）生产工艺的创新性变革（侧链异植物醇合成由11步缩短至3步）。此外，β-法尼烯是 主要的蚜虫报警外激素，可以用于新型农药的创制。法尼烯的化学合成方法受原料来源、产 品得率、污染排放等因素制约已被生物合成全面取代。目前该产品被美国合成生物学先驱 J.D.Keasling主导的Amyris公司垄断，其以酿酒酵母为宿主连续式发酵产率达到8.67g/L/d， 但发酵周期长达360小时，且对我国实行技术封锁。而我国在法尼烯生物合成领域尚属空白， 产品完全依赖进口，严重制约了相关产业的发展，亟待突破。

新型木质纤维绿碳缓冲材料

具有高孔隙率、低密度、轻质的多孔材料在包装、建筑、医疗卫生、化工、汽车、航天、 军工等领域具有广泛的应用前景。根据Global market Insights（GMI）调研报告，至2025年， 软质泡沫塑料市值将超过650亿美元。但石油基泡沫塑料存在原料不可再生，生产能耗高、 碳排放高，产品不可生物降解等问题，造成了严重的白色污染，已成为全人类可持续生存和 发展的痛点。 因此，我国于2008年发布了限塑令，并于2020年升级为禁塑令。欧盟的环境保护产品认 证（CEP）与美国的《洁净竞争法案》已竖起环境保护税壁垒，对进入欧美市场的非绿色产 品征收高额关税；2023年11月15日，中美两国发表关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声 明，决心终结塑料污染。而且，苹果、索尼等众多头部企业已开始使用100%可生物降解包 装材料，约三分之一欧洲最大的上市公司已承诺到2050年实现净零碳排放。这一趋势是可持 续包装材料需求不断增长的关键驱动因素之一，因为企业在其产品中使用优秀的可持续包装 有助于实现碳中和。所以，利用可再生、可生物降解的天然木质纤维资源制备多孔材料已成 为近年来的研究热点。 中国科学院青岛生物能源与过程研究所建立了具有自主知识产权的生物质预处理协同增 强、模仿植物细胞壁多孔和天然交联结构、材料功能化等一系列新技术，开发出系列木质纤 维绿碳缓冲材料新产品。这是一种新型木质纤维绿碳环保材料，原材料（纸浆、秸秆、废纸、 蔗渣、竹粉等）可再生，常温常压物理发泡，过程清洁、能耗低，产品可实现功能性定制化 加工。该材料有望替代石化基泡沫塑料用于绿色包装、绿色建材、车用吸音等领域，其推广 应

质子交换膜（PEM）燃料电池电堆

质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells, PEMFCS）是一种将氢气 （H ）和氧气（O ）中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置，其具有能量效 2 2 率高、功率密度大、无腐蚀和环境污染等诸多优势，已然成为当前最具发展前景的新能源技 术之一。作为一种具有巨大潜力的清洁能源技术，氢燃料电池将成为工业脱碳过程中不可或 缺的一环。氢燃料电池属于国家重点发展的战略性新兴产业。到2025年为止，氢燃料电池已 经广泛应用于重型燃料电池车辆、航天器、数据中心和仓储等领域。未来，氢燃料电池的潜 在应用领域将进一步拓展，包括便携式电子设备、医院和军事等领域。燃料电池在中国乃至 世界的发展前景均十分广阔。 氢能装备先进制造中心可为客户量身定制不同功率的氢燃料电池电堆和系统，包括催化 剂、膜电极、石墨和复合双极板、密封件及模具等电堆关键零部件。  项目阶段与进展 可以与企业合作开发不同功率的世界技术领先的氢燃料电池电堆  知识产权情况 量身设计自主知识产权  应用前景 氢能交通、无人机、热电联供系统  合作方式 共同开发、技术许可、技术转让、技术服务等 -53- 新能源

氢能与燃料电池项目

及进展 双碳目标下，国内氢能源具有巨大的发展空间，氢能将主要应用于交通运输、工业、电 力、建筑等领域。在“碳达峰碳中和”（3060）的目标导向下，氢能作为一种最清洁无碳的二 次能源，凭借着来源丰富、灵活 高效、应用场景广泛等优点，在全球都迎来了巨大的发展 机遇。 聚焦绿色规模化制氢和氢气纯化，开发出系列离子传导膜材料及相应中空纤维膜、管状 膜、平板膜、催化剂等，用于电解水制氢、工业副产氢提纯等领域，完成10kW级再生燃料 电池开发及与太阳能电池联用。在电解海水制氢方面开发了一系列高价阴离子插层、原位刻 蚀生长的催化剂，展现出杰出的抗氯离子腐蚀性能。面向氢燃料电池核心关键部件双极板国 产化的重大产业需求，突破高性能超薄（1.4-1.8mm）柔性石墨双极板关键技术，完成批量 化生产工艺开发（年产能20万片），技术指标处于同类产品领先水平。推进燃料电池系统产 业化，开发燃料电池电堆（产能10MW），功率不小于50kW、功率密度大于3kW/L。燃料 电池系统集成技术，完成特殊领域用大功率发电系统开发和地面联试，开发无人机氢燃料电 池可以有效提高无人机的巡航时间3-5倍。在甲醇燃料电池方面，成功研发出千瓦级甲醇燃 料电池、便携式甲醇燃料电池（50-100W）并且通过了现场实证。  知识产权情况 累计布局专利及技术秘密10余项。  应用前景 户用燃料电池热电联供系统，氢能汽车（大巴、集卡等），无人机、港口机械等  合作方式 共同开发、技术许可/转让等 -43- 新能源

生物质气化合成高品质航空煤油关键技术

航空业是唯一完全依赖液体燃料的交通领域。生物质是唯一可转化为液体燃料的可再生 能源。发展绿色航油制备技术是我国保障能源安全、优化能源结构的重大需求，对促进我国 航空产业升级、应对气候变化和“双碳目标”具有重要意义。 为了实现以上所述目标，研究所针对现有生物航油制备技术中存在的原料种类复杂、成 本高、所得油品组分不全等问题，提出生物质气化经低碳烯烃制备高品质航空煤油创新解决 方案。本技术主要特点包括：通过开发高效洁净生物质化学链气化及调制净化技术，实现不 用纯氧气化制合成气，降低合成气制备成本；研制具有自主知识产权高效合成气制航空煤油 催化剂，选择合成气经低碳烃及低碳烃齐聚方式实现产物碳数可控和组成定向调节（定向调 控产物碳数分布及芳烃、环烷烃等族组成），突破传统合成气FT合成过程中产物受ASF分布 限制、组成以链烃为主等特点，解决航油生产的选择性及组分要求等问题。本技术路线原料 适应性广、无需空分，成本低，全组分产品可提高调和比例甚至独立使用，大幅提升航空碳 减排能力，具有良好的社会经济效益，有望为生物质洁净能源利用、绿色替代航油及航空业 碳减排带来变革性变化。 图1生物质气化合成高品质航油技术路线

ZKAH 油脂基生物航煤（SAF）产业化技术

欧盟已要求起落欧盟机场飞机所使用的航空燃料必须掺混可持续航空燃料（SAF），预 计2030年使用460万吨SAF；到2050年需求量达3500万吨。生物航油恐将成为能源行业的“芯 片战争”，发展生物航油技术和产业，是中国航空业应对欧洲、国际民航组织生物航油政策 的有效反制措施。中国民航局深入研究论证SAF在2035年消费占比力争超过10%、2050年接 近50%的可行性。 生物航煤生产技术有六种，包括发酵加氢（SIP）、低碳醇（ATJ-SPK）、催化水热裂 解（CHJ）、费托合成（FT-SPK）、轻质芳烃烷基化（SPK/A）和油脂/脂肪酸加氢HEFA。 HEFA是目前世界上唯一实现产业化的技术路线。先进且原料适应性高（特别对餐厨废油 UCO）的二代生物柴油技术及其衍生生物航煤技术尤其为市场和企业所关注。为了实现二 代生物柴油的稳定生产，保障加氢脱氧催化剂不至于快速中毒和失效的原料预处理工艺是关 键，否则高盐、高碘值、高金属的原料将极大地影响加氢装置的稳定运行。另外，油脂原料 加氢过程产生的水和本身的高酸性对固体加氢催化剂的刻蚀会极大地缩短催化剂寿命（芬兰 奈斯特固定床加氢催化剂稳定使用的周期为11个月）。 研发团队在前期生物柴油产业化技术的基础上，继续着先进生物质能源技术的创新发展 和工程化技术迭代，包括：第三代均相加氢耦合技术及迭代催化剂（高活性脱氧剂及高适应 性多元复合液态均相催化剂）；过程工艺技术及生物质加氢反应器设计（单一的低成本低能 耗生物柴油-生物航煤联合装置）；生物航煤工艺及催化剂制备技术（先进复合异构分子筛 合成，高选择性异构剂及高度集成的可灵活生产的SAF生产

多旋翼无人机

未公开（摘自长春市工信局2019公开汇编目录）

Hex-Rotor 多旋翼无人机

未公开（摘自长春市工信局2019公开汇编目录）

生物质可持续航空燃料（SAF）的绿色制备产业化技术

采用乙醇催化转化路线(ATJ)，以秸秆为原料先制备生物乙醇，再经脱水、聚合、加氢制成航油，相比FT路线具备更优投资与运营经济性。

阻燃型玻纤增强热塑性复合材料的可控制备技术

技术简介及特点 玻纤复合材料以其质量轻强度高的性能特征正成为新一代的结构材料，广泛 应用于航空航天、轨道交通、机械制造、建筑等多个领域。然而，作为纤维复合 材料中最常用的聚丙烯树脂，如何克服就是耐高温性差的不足，使玻纤复合材料 具有阻燃性，从而提高安全性和减少火灾损失，是玻纤复合材料拓宽应用市场亟 需解决的关键性问题。但卤素阻燃剂燃烧时烟雾大、放出有毒和腐蚀性气体等， 造成二次污染。研究新的高效无卤阻燃剂成为阻燃研究的重要方向，但IFR 添加 量相对较大，会影响阻燃LGFPP 的力学性能，因此，同时兼顾力学性能与阻燃性 能成为一个制约其推广应用的重大难题。本项目采用 IFR阻燃 LGFPP复合材料， 研究了不同的 IFR及其添加量对 LGFPP复合材料阻燃性能、燃烧性能和力学性能 的影响。阻燃测试结果表明，阻燃剂垂直燃烧等级达到 UL94V0级，但流动性略 有降低。目前可批量生产力学和阻燃性能均达标的玻纤复合材料，用于汽车内饰 件、电池箱体等。 项目进展情况 目前阻燃造粒产能 150公斤/小时，阻燃玻纤增强 pp产能 18公斤/小时，可 批量生产力学性能和阻燃性能均能达到参考标准的长玻纤复合材料，产能达 2200 吨/年，用于汽车内饰件、电池箱体等。 产业化前景分析 随着风电、轨道交通、城市基建、环保等领域的市场需求增加，带动复合材 料制品市场持续升温。2015 年，纤维增强热塑性产品产量为 176.4 万吨，同比 增长 9.23%。因此，对其阻燃性能的研究具有重大的市场潜力。本项目以非卤的 膨胀系阻燃剂（IFR）为研究对象，通过对不同阻燃剂阻燃性能筛选及配方优化， 生产的复材

可加工聚酰亚胺的制备及其产业化关键技术

技术简介及特点 常规的聚酰亚胺树脂难溶解、难熔融，因而限制了其工业上广泛应用的可能 性。目前，商业化的聚酰亚胺树脂及产品的生产技术主要由美国、日本、欧洲、 韩国等少数发达国家进行技术垄断，相关产品因为涉及到军工应用而对我国限售。 本项目通过采用先进的合成工艺，优化聚酰亚胺树脂制备路线，降低了生产成本。 所制备的聚酰亚胺树脂具有优异的可溶解加工性、耐热稳定性、良好的机械性能 等，可加工成薄膜、纤维、泡沫、涂料及胶粘剂等产品形态，可在气体分离、介 电、隔热、隔声等领域应用。另外，相关技术打破了国外的技术垄断。 专利及进展情况 本项目已申请相关国家发明专利 3项，获得授权专利 1项。 产业化前景分析 在众多的聚合物中，聚酰亚胺是唯一在每一个先进应用领域都显示出突出性 能的聚合物。目前，聚酰亚胺的应用领域主要包括：薄膜、涂料、先进复合材料、 纤维、泡沫塑料、工程塑料、胶黏剂、分离膜、光刻胶等，可广泛应用于航空航 天、微电子、原子能、电气绝缘、液晶显示、汽车、医疗、卫星、核潜艇、精密 机械包装、膜分离技术等领域。近年来，国家出台了一系列的政策支持聚酰亚胺 行业的发展，2016 年，工信部印发了《纺织工业发展规划（2017-2020 年）》，提 出：推进碳纤维、芳纶、聚酰亚胺纤维品种开发及应用。2016 年，国家发展改 革委、财政部、商务部三部门联合下发了《关于发布鼓励进口技术和产品目录的 通知》（2016 年版）。该鼓励进口技术和产品目录包括：聚酰亚胺纤维及材料成 套装备的设计制造技术、聚酰亚胺纤维。随着中国航空、航天、微电子、纳米、 液晶、分离膜等行业发展规模的扩大，对于聚酰亚胺的需求

高性能农业植保无人机锂电池制备技术

技术简介及特点 无人机因其低成本、高机动性等特点，广泛应用于农林植保、巡检、警用安 防、物流运输、探测等方面。农业植保无人机既可喷药，也可喷施叶面肥；既适 用于小麦、大豆、水稻等低秆作物，也适用于玉米、棉花、高粱等高秆作物和林 业果树；同时还适用丘陵山区作业，适应性强，易于推广普及应用。不同应用领 域对于无人机的动力供应也提出了不同的需求。农业植保需要负载喷洒药液，相 对于巡检和航拍设备具有更高的载重要求，再加上操作人员素质参差不齐，难以 掌控，作业环境恶劣，对于电池的性能提出了更高的要求。本技术通过对无人机 动力电池正负极材料、隔膜、电解液等的优选，电池制备工艺的改进，开发出成 熟的无人机电池制备工艺。 专利及进展情况 已申请 1项中国发明专利。完成了电池的小批量制备和上机试验工作，电池 性能如下：1.电池能够实现15C 持续放电，25C 脉冲放电；2.1C/5C 循环500 周， 容量保持率＞95%；3.能量密度比市场情况高 5%～20%；4.内阻低至1mΩ 。 产业化前景分析 随着无人机应用领域的逐渐扩大，无人机市场需求逐渐提升，2015 年中国 民用无人机市场销售规模达到 24亿元，预计 2018年将突破 100亿元大关。据预 测，2018年至 2022年植保无人机整机市场空间约 200亿元，植保服务每年市场 空间约 500亿元，到植保服务普及期，仅中国市场空间就将达到万亿元。无人机 市场及服务的发展促进了无人机电池需求量的快速增长，本技术能够满足无人机 的负载飞行，技术成熟，市场需求大，产业化前景广阔。 转化方式 技术转让 合作开发 无人机电池上机试验 高性能钛酸锂材

航空大尺度弱刚性复合材料构件干式-水导激光复合加工技术与装备

未公开（摘自宁波材料所科技成果册2023目录）

耐油、耐高低温聚烯烃弹性体制备技术

研究团队制备的 AEM 替代材料是由二元乙丙与丙烯酸酯化合物通过反应熔融接枝制备而 成，具有低VOC和无气味的特性，是目前被美国杜邦公司技术和产品垄断的乙烯- 丙烯酸酯聚合 物（AEM）的最佳替代材料。目前该材料已经进入批量生产阶段（5吨/年以上），批产产品的耐高温 性能及耐油性能与国外同类产品相近，环保性能和经济性优于国外产品。材料已在华为4G、5G 基 站外防护冷收缩管，新能源汽车进气管，新能源汽车线束，汽车油气管和柴油发动机热收缩管中成 功应用，未来将在航空燃油热收缩管和航空液压油密封产品中得到广泛应用。

高纯度半导体CMP纳米氧化硅磨料的放大生产

CMP（化学机械抛光）技术广泛应用于精密铸造、航空航天、半导体、电子通讯等各个领域，尤 其在半导体芯片加工工艺中有着不可替代得作用，贯穿半导体加工的前道工艺和后道工艺，是目 前芯片全局平坦化的唯一技术。CMP 工艺中的核心材料是抛光液和抛光垫，其中又以抛光液的占 比最高达到49%。抛光液主要由纳米颗粒、氧化剂、分散剂、除菌剂、pH调节剂组成，核心组成是 纳米颗粒。纳米氧化硅颗粒的使用占芯片抛光液总量的80%以上。 目前本项目组已经实现高纯度纳米氧化硅颗粒的中试制备，球形颗粒的制备尺寸可控 （20~120nm），粒度分布集中（PDI：0.01~0.2），金属杂质含量≤500 ppb，一立方米放大连续生产 50 批次以上。拥有自主知识产权，独立工艺路线开发，在对单晶硅，金属W，TEOS 等外延片抛光结 果与国际产品相当。

聚甲基丙烯酰亚胺（PMI ）泡沫制备技术

聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫由甲基丙烯酸（MAA）与甲基丙烯腈（MAN）共聚物发泡得到的 闭孔、刚性硬质泡沫。PMI 泡沫呈白色或浅黄色，具有轻质、高强、环保、耐高温、低介电、易加工、耐 疲劳、易粘接、高闭孔率等特点。PMI泡沫与碳纤维，玻璃纤维，铝合金等通过三明治结构组成的新 型复材料，可以简化工艺，缩短周期，解决蜂窝芯材所面临的孔格粗、易吸潮、易脱粘的问题和传统 泡沫芯材强度低、模量低、耐热性差的问题，提升复合材料夹层结构件的寿命可靠性。在航空航天 领域，某些部件泡沫夹层结构已取代蜂窝夹层结构，成为飞行器减重增强的手段之一，PMI泡沫在 适当高温处理后，能承受复合材料固化工艺的高温要求，使得PMI泡沫在航天航空领域得到了广 泛的应用；雷达天线系统中，PMI 泡沫在电气性能上具有良好的电磁波穿透特性，机械性能上也 能经受外部恶劣环境的作用；PMI 泡沫与碳纤维，玻璃纤维，铝合金等通过三明治结构组成的新 型复材，更可应用于无人机，风力发电，汽车制造，轨道交通，船舶游艇等多个领域。 本项目研发了一种独特的 PMI 制备工艺技术，制备的 PMI 泡沫高分子链具有完整的酰亚胺 环结构及链间交联结构，极大地提高了材料的耐热压性能，并且，我们的PMI泡沫具有优异的高温 尺寸和重量稳定性，为复合夹芯材料制备工艺提供了必要的质量保证，克服了PVC、PUR 等芯材在 热压成型过程中可能出现的泡沫崩塌以及面料结合不牢、闭气鼓包等质量问题。目前得到产品经 过检验指标远高于市售高品质产品。

高速流体控制技术

高速流体控制技术在航空航天、能源化工、汽车工程、燃动系统等领域具有广泛应用。针对高 速流体控制技术在各领域技术难点，实现了超音速喷管、超高音速喷管的研发，流场均匀性控制技 术、边界层控制技术研发和超音速混合控制技术研发等，拥有相应的软件著作权和发明专利。 应用领域：航空航天、能源化工、汽车工程、燃动系统等

2,6-萘二甲酸生产技术

2,6-萘二甲酸（2,6-NDCA）是制备多种高级聚酯、高级塑料以及液晶聚合物的重要单体，尤其 是与乙二醇缩聚制得的聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）是一种新型的高性能聚酯材料。PEN 的耐热性 能、化学性能、力学性能、气体阻隔性能、机械性能等都优于目前广泛使用的聚对苯二甲酸乙二醇 酯（PET），在电子元件、航天航空、原子能材料等领域具有巨大的应用前景。 开发了萘经烷基化、空 气氧化制备2,6-NDCA催化剂及工艺，完成了全流程工艺性试验，获取了千吨级萘制备萘二甲酸 工业示范装置工艺包编制的基础数据，形成了完整的萘烷基化及氧化制备2,6-NDCA新技术，综 合性能指标优异。

制备工艺研究

我国石油化工催化裂解装置副产大量 C4 资源，主要成分为丁二烯、叔丁醇、异丁烯等。经 过分离丁二烯等其他成分后，可得到大量叔丁醇、异丁烯，而且在催化剂作用下叔丁醇可脱水 得到异丁烯，因此以异丁烯为原料制备其高附加值下游产品甲基丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯是充 分利用C4的有效途径。目前，工业上以异丁烯为原料直接制备甲基丙烯腈是高温气相反应工艺。 甲基丙烯酸甲酯的制备工艺主要是三步法，并且国外垄断现有的主要工艺技术。由异丁烯催化 氧化得到甲基丙烯醛，再由甲基丙烯醛直接氧化氨化（或酯化）为甲基丙烯腈（或者甲基丙烯 酸甲酯）；该工艺路线简化了甲基丙烯醛氧化过程及分离中间产物的设备，原子经济性高，可实 现甲基丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的绿色化生产。目前，异丁烯制备甲基丙烯醛技术已经成熟， 本项目为甲基丙烯醛一步液相催化氧化氨化（或者酯化）为甲基丙烯腈（或者甲基丙烯酸甲酯）。 甲基丙烯腈：甲基丙烯腈是一种重要的有机合成原料，尤其是制备聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）的 原料⸺重要的芯层材料，用于航空航天、车辆、船舶等高科技领域。研发了一种含锰催化剂材 料用于制造塑料、涂料、粘合剂、PVC 改性剂、高档轿车漆、纺织浆料、高级酯类油品添加剂 等精细化学品。研发由一种甲基丙烯醛分钟氧选择氧化同时和甲醇发生酯化反应生成甲基丙烯 酸甲酯的新型纳米金催化剂材料，与已有工业化催化材料相比，本项目催化材料制备过程简单， 催化剂成分简单，反应条件温和，催化剂效率高等特点。

氧化剥离法规模化制备高质量石墨烯

石墨烯是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道构成六角型蜂巢状晶格的二维碳纳米材料，具有高 比表面积、高杨氏模量、高电子迁移率和优异导热率等理化性质。石墨烯被认为是一种先进基础材 料、关键战略材料和前沿新材料，在新能源、国家安全、航空航天、信息技术等领域具有重要应用前 景。高质量石墨烯的宏量制备是其性质研究和应用的前提和保障。氧化剥离法是一种低成本、规模 化生产石墨烯的方法，有望在工业上得到广泛应用。508 组基于前期在氧化剥离法制备石墨烯的 积累，进行了工艺路线配套设计并建立石墨烯生产设备及设施，建成了基于氧化剥离法的年产能 吨级石墨烯生产线，完成工艺调试交付企业使用。产品技术指标：石墨烯层数（单层率大于90%）、 2 含氧量（20%-40%）、尺寸（2-50 µm）、比表面积（500-2000 m /g），现在已具备年产十吨级石墨烯 生产线设计与建设能力。

丙酸甲酯制备甲基丙烯酸甲酯（MMA）技术

甲基丙烯酸甲酯（MMA）是一种重要的基础有机化工原料，其聚合物广泛应用于航空航天、电 子信息、光导纤维、光学镜片、机器人等高端材料领域。目前MMA生产技术主要有丙酮氰醇（ACH） 法、异丁烯直接氧化法、乙烯法（LiMA工艺和Alpha工艺）等。国内MMA主要通过剧毒高污染的 ACH法进行生产，MMA先进生产技术目前由国外公司独家垄断，不对外转让技术。 本技术以丙酸 甲酯和甲醛为原料，通过所研制高性能催化剂，实现MMA一步高效制备。该技术反应条件温和，且 不产生剧毒副产物或中间体，生产过程绿色环保。该技术可与多种丙酸甲酯制备技术相结合，形成 成套工艺技术，适合以多种大宗化工品（如：乙烯和醋酸甲酯等）为原料的技术路线。本技术中目 标产物选择性选择性>90%，MMA时空产率＞300 g/Kgcat/h。

甲基丙烯腈绿色清洁制备工艺研究

甲基丙烯腈是一种重要的有机合成原料，尤其是制备聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）的原料⸺重 要的芯层材料，用于航空航天、车辆、船舶等高科技领域。还可用于制造塑料、涂料、粘合剂、PVC改 性剂、高档轿车漆、纺织浆料、高级酯类油品添加剂等精细化学品。目前，工业生产技术被国外垄 断，主要是以异丁烯为原料直接制备甲基丙烯腈是高温气相反应工艺，该步骤存在异丁烯成本高， 能耗大，流程复杂，选择性差（副产氢氰酸、乙腈、丙烯腈、二氧化碳和聚合物等），污染大，对催化剂 的设计和制备要求高等问题。本项目开发了甲醛和丙醛为原料，经Mannich缩合法得到甲基丙烯 醛，再由甲基丙烯醛一步液相催化氨氧化制备甲基丙烯腈的两步工艺技术。第一步甲醛和丙醛缩 合法制备甲基丙烯醛工艺，具有反应条件温和、操作简单、副产物少等优点，具有良好的工业应用 前景。第二步工艺开发的甲基丙烯醛催化氨氧化制备甲基丙烯腈的新型廉价金属催化剂材料，具 有制备简单，反应条件温和（<100 ℃）、催化剂效率高、循环稳定性好等特点。 本项目研发的液相 制备甲基丙烯腈工艺路线，以甲醛和丙醛为原料，具有反应条件温和，后处理简单，原子经济性高， 绿色环保等优点，可实现甲基丙烯腈的绿色化生产。该工艺路线中试放大生产的产品纯度高，色度 低，适合于下游产品PMI 的制备，具有很强的经济效益和市场竞争力。

油脂加氢制烷烃类生物柴油/航空煤油技术

在“ 双碳 ”背景下，生物质转化制液体燃料成为备受关注的新能源技术之一。动植物油脂、 餐饮废油等含有脂肪酸甘油酯、脂肪酸酯和脂肪酸的原料经过加氢脱氧可转化为性质类似于石 化柴油、航空煤油的产品。生物柴油产品具有十六烷值高、热值高、稳定性好等优点，生物航煤冰点 低、热值高，可作为绿色替代燃料使用。大连化物所开发出油脂高效加氢脱氧催化剂和加氢异构/ 可控裂化催化剂，以及配套的加氢脱氧和加氢异构成套工艺，实现油脂高效加氢转化为异构烷烃 （柴油、航空煤油），并解决目前已有工艺中存在的含硫气体分离和加氢异构选择性低等问题。在 280-380 ℃，2-8 MPa，氢油比500-1500 nL/nL等反应条件下，油脂转化率 100%，异构化选择性 大于88%。制得的航煤产品冰点低于 -50℃，达到RP-3、RP-4、RP-5和Jet A-1航煤标准；制得的 生物柴油产品十六烷值大于 70，凝点低于 -30℃；产品可直接使用或作为调和组分极大地改善我 国石化柴油、航煤性能，助力“ 双碳”目标的实现。该技术灵活性强，可根据用户需要，选择不同的 加氢系列催化剂及配套工艺，单独进行油脂的加氢脱氧生产C11-C20的直链烷烃，或单独进行加 氢脱氧油（C11-C20 直链烷烃）的加氢异构，或将两者串联进行生产，还可直接从油脂一步加氢制 得目标产物。 目前，该技术已经完成中试试验，产品收率和性能超过国际同类技术水平，具有显著的应用前 景，正在进行万吨级工艺包编制。

柔性硅薄膜太阳电池

柔性硅薄膜太阳电池是指在柔性衬底上沉积制备的一种薄膜电池。结合不同的柔性衬底（不 锈钢、高分子聚合物等），其具有低成本、低耗材（电池厚度仅为晶体硅的百分之一）、高工艺兼容 性、可弯曲、高功率质量比等巨大的优势。这使制备的柔性硅基薄膜组件具有可卷曲、折叠收纳， 便携性强、耐损伤等诸多特点。因此，柔性硅薄膜电池组件在光伏建筑一体化（BIPV）、临近空间 飞行器，可移动电子设备等诸多特殊领域中发挥不可替代的作用。本组结合柔性硅薄膜的特性， 开发出高沉积速率、高稳定性、低成本、高功率质量比的柔性硅薄膜太阳电池组件。选用30um厚 2 的不锈钢为衬底，结合优异性能的单结电池和良好的遂穿结技术，制备出面积为200cm 效率高 达 11.9% 的非微双结电池。制备出的柔性硅薄膜太阳电池可固定于飞机翼上，代替充电电池；可 做成充电纸应用于充电宝、平板电脑等需要充电的器件。并且电池经枪击实验后依然可以正常工 作，说明本组制备的柔性硅薄膜电池不仅结构简单，而且耐损性极强。本组目前致力于研究大面 2 积（不低于250cm ）高分子聚合物柔性衬底硅薄膜太阳电池，效率可达12%以上，通过开发新 2 型封装工艺以及级联技术，制备面积大于 1m 组件，效率可达 10% 以上，并可以通过严格的环 境可靠性测试。当前我组已授权的代表性专利：1. 一种结合柔性太阳能电池可发电自给的成像 装置。专利号：ZL.201720257860.22. 一种基于柔性薄膜太阳能电池的卷轴式充电宝。专利号： ZL201620296917.53.一种可折叠可太阳能充电的平板电脑外壳。专利号：2016204215581.

锂/氟化碳电池

项目介绍 锂/氟化碳一次电池以金属锂和氟化碳为活性物质的化学电源，具有能量密度高、安全性好、 储存寿命长、环境适应性强等特点，其工作无需氧气环境，可在陆海空天等多种领域使用。 大连化 物所研制的锂/ 氟化碳一次电池，电芯能量密度已达940 Wh/kg，是常规锂离子电池的3倍以上； 可在-55℃~85℃各种极端环境下使用；储存寿命10年以上。 应用领域：便携式电源，无人机，无人车，海上浮标，深海探测，深空探测，免维护智能仪表等。 先进程度：国内领先。

高功率电容型锂电池及模块

项目介绍 针对特种设备对兼具高比能量、高比功率电源的迫切需求，多年来，大连化物所持续进行技术 开发。 目前性能达到：放电平均功率密度高达10 kW/kg时，能量密度大于130 Wh/kg，功率密度 比肩超级电容器，能量密度直追锂离子池。使用温度范围是 -40℃~70℃，80s 即可完成额定容量 60% 的快速充电。完成无人装备试飞及多套激光用电源示范应用。 应用领域 适用于无人机，可提供无人起飞、平飞、降落的动力电源，特别适合高寒地区使用，也适用于便 携式激光器电源及特种设备启动电源。

锂金属固态电池

（1）动力电池是新能源汽车的心脏。为践行国家“十三五”新能源发展战略，推动新能源汽车 的进一步推广和使用，开发高比能、长寿民、高安全的动力锂电池是关键。目前，传统动力电池面临 着续航里程低、安全性差等棘手问题。基于此，本项目主要从高比能正负电极材料设计、新型固态 电解质开发、电极电解质界面结构稳定化技术、锂离子固态电池结构构建以及原位机理分析等方 面，深入探索影响高性能锂电池的关键性因素，旨在开发高比能、长寿命、高安全的新能源动力电 池，尤其是全固态动力锂电池，进一步提升我国动力电池技术的发展，促进其在新能源汽车领域的 广泛推广和使用。 （2）技术指标：发展比容量>230mAh/g的高镍三元正极或>280 mAh/g富锂锰基正极材料， 比容量 >500 mAh/g 的过渡金属硫化物或 >1000 mAh/g 碳硫纳米复合正极材料；发展长循环金 属锂负极的结构设计及制备关键技术，开发预锂化新技术，有效抑制锂枝晶的形成；建立高离子 -3 电导率（>10 S/cm）固体电解质材料及隔膜的可控制备技术，合成出高稳定固态电解质。 （3）应用领域：新能源汽车、便携式电子设备电源、无人机、军事坦克。

非食用油脂悬浮床加氢制生物柴油和航煤技术

非食用油脂是重要的生物质资源，包括非食用植物油（小桐子油等）、非食用动物油（病死动 物油脂等）、餐饮废油（地沟油等），经过化学转化可生产生物柴油和航空煤油，变废为宝作为绿色 能源使用，在“双碳”目标背景下具有重要意义。该类油脂由于价值较低，一般不进行精炼处理， 往往含有较多的矿物离子以及胶质等杂质，在采用现有固定床加氢装置转化前，需要先进行繁琐 的预处理工序。 大连化物所开发出非食用油脂悬浮床高效加氢脱氧催化剂和加氢异构 / 可控裂 化催化剂，以及创新的组合悬浮床和固定床的成套加氢工艺，实现非食用油脂高效加氢转化为生 物柴油和航空煤油产品。该工艺不仅免除了繁琐的预处理工序，还可利用悬浮床反应器热量分布 均匀、无需移除反应热的特点，解决了传统固定床反应器中强放热造成的瞬时剧烈温升问题。在 250-380 ℃，2-10 MPa，氢油比500-1500 nL/nL等反应条件下，油脂转化率 100%，异构化选择性 大于88%。制得的航煤产品冰点低于-50℃，达到RP-3、RP-4、RP-5和Jet A-1 航煤标准；制得的 生物柴油产品十六烷值大于70，凝点低于-30 ℃；产品可直接使用或作为调和组分极大地改善我 国石化柴油、航煤性能，为生物质转化利用提供了一条切实可行的路径，为我国“双碳”目标的实 现提供重要的技术支撑。 目前该技术处于中试放大阶段，产品收率和性能达到国际同类技术水平， 具有显著的应用前景，正在开展万吨级工艺包编制。

新一代氢燃料电池关键技术及应用

发展氢燃料电池是我国重大战略需求。氢燃料电池在新能源汽车、分布式 电站等领域应用前 景广阔，其规模化应用将产生巨大的经济和社会效益。大连化物所新一代氢燃料电池技术研发与 应用团队持续深耕氢燃料电池领域，突破氢燃料电池高性能催化剂、增强复合膜、高性能低铂膜电 极、耐蚀薄层金属双极板、高比功率电堆、耐低温系统集成等核心技术，申报国家发明专利700 余 件（已授权400余件），形成氢燃料电池关键材料、核心部件、系统与控制等完善自主知识产权体 系。 2017 年以来，项目团队形成了研发基地，中试基地，产业化基地的完整布局，通过技术开发、 技术许可、技术入股等形式实现关键技术示范及应用，特别是通过普通许可实现成果转移转化。目 前，项目团队已转让应用专利近30件，牵头或参与制定国家标准 42 件、牵头制定国际标准1件（国 内唯一），有力促进了氢燃料电池产业的国产化进程，取得显著社会效益和经济效益，获中国科学 院科技促进发展奖。 膜电极中试线、电堆、系统及技术许可的国内首个金属板电堆产线 氢燃料电 池技术汽车/ 船舶/飞机应用及国内首个兆瓦级发电系统示范应用。