#新闻[超话]##江苏#省战略性新兴产业发展专项资金支持重点-一对一服务
一、支持重点新一代信息技术、高端软件和信息服务、生物技术和新医药、新材料、高端装备、绿色低碳等优势产业和人工智能、量子计算及量子通信、区块链、第三代半导体、基因技术与生物安全、氢能、空天与海洋开发等前沿高端产业领域的新兴产业项目,集中攻克一批“卡脖子”核心技术,开发一批“杀手铜”技术,支持一批具有先导性、基础性、突破性的重大产业化项目以及为行业发展提供开放性技术公共服务的创新平台,推动我省战略性新兴产业向高端攀升。
二、项目类别
1.重大核心关键技术攻关项目
2.重大战略性新兴产业化项目
3.重大载体(省级产业创新中心等创新及公共服务平台)项目 https://t.cn/z8ApYTD

【电极材料新突破!借助3D打印制备石墨泡沫获成功】
为实现高效的能量存储设备,3D 打印正被广泛应用于电化学领域。近日,西北工业大学团队和新加坡国立大学增材制造实验室合作新成果让业界为之一振。

联合团队利用数字光处理(DLP)和化学气相沉积(CVD)两种现代工业技术,研制出一种独特的 3D 中空石墨泡沫(HGF),其具有周期性的多孔结构和良好的力学性能,成功实现了电极的高机械强度和超高活性材料负载量。成果论文发表在 《探索》上 。论文传送门:https://t.cn/RmTDepv 10.34133/2020/7304767

图:电极材料机械性能展示

“该成果不仅为制备具有优秀机械强度和电化学性能的电极材料提供了一种新的方法,同时也为先进能源存储设备的规模化应用提供了一条新的道路。”论文通讯作者、中国科学院院士、西北工业大学柔性电子前沿科学中心首席科学家黄维告诉《中国科学报》。

△ 异军突起

随着社会的高速发展,人们对能源的需求不断增加,希望找寻一种可循环再生的绿色能源。3D 打印可以实现快速成型,成本相对较低,因此广受关注。

在过去几年中,大量研究使用 3D 打印来创建电化学能量转换和存储的电极/设备,专家们在该领域已经取得了不小的进步,但仍有许多挑战和缺点需要去被解决。

自2018年起,西北工业大学团队便致力于开发具有更高精度和独特结构设计的新型 3D 打印电极。

“团队自成立以来,通过3D打印技术实现高性能电极的定制化和产业化是一直以来奋斗的目标。通过选择不同的打印技术、结构设计和打印材料用于实现电极材料多样化的定制。” 论文通讯作者、西北工业大学柔性电子研究院教授官操介绍说。

目前,由于3D打印电极可以提供更高的活性材料负载量从而实现更高的能量密度和功率密度,3D打印技术在包括金属离子电池、金属空气电池和超级电容器等能源存储领域的研究逐渐火热起来。

3D 打印技术包括熔融沉积建模(FDM)、喷墨打印(Ink jetting)、选择激光熔融(SLM)和立体光刻(SLA)等。

电极作为导电介质中输入或导出电流的组件,多年来科学家们不断调整其组成及其产生的化学反应,以追求更好的电池性能。而常用的电极材料包括金属、金属氧化物、金属碳化物、金属硫化物、碳基材料、导电聚合物、金属有机框架材料 (MOFs) 及其复合材料等。

其中碳基材料,如石墨烯和碳纳米管(CNTs)是柔性透明导电电极(FTCEs)最常用的电极材料之一,有着优异的电学、光学和机械性能。高质量的石墨烯以其导电性好、机械柔韧性强和光学透明度高、化学稳定性好的特点被广泛应用于制备 FTCEs。

然而,本文作者之一、新加坡国立大学团队带头人丁军教授表示,目前针对3D打印技术的实际运用的探索依旧存在一定局限。

△ 机械稳定性压倒一切

目前,3D 打印技术制备薄膜电极主要有挤出式和喷墨式两种方法,两种方法的工作原理尽管较为类似,但所用墨水的性质有较大差异。

而由于越来越多对于三维电极构筑的需求,3D 打印石墨烯 / 石墨电极材料的制备大多采用直写墨水打印方法(挤出式)。

由于该技术分辨率较低通常大于 200μm,只能实现某些简单的 3D 结构如网格、叉指结构等,因而限制了其应用。此外,对于包装,运输而言,这种 3D 碳材料的机械性能也是必不可少的,然而之前的研究却较少关注。

开发出什么样的电极更具前途,并能带来优秀的机械性能和电化学性能呢?

“开发具有更高精度和独特结构设计的新型 3D 打印电极将是非常有前途的。”官操表示。

在DLP和CVD的帮助下,该团队设计出了一种结构简单、多孔性好的轻质HGF。

“有限元计算和压缩试验证明,采用回转体多孔结构的多孔HGF可以有效地防止应力集中引起的结构失效,从而保持机械的稳定性。”官操介绍说,机械的稳定性压倒一切。

在石墨泡沫上进一步包覆MnO2 纳米片,可以直接用作超级电容器的电极材料,而不需要额外的黏合剂和集流体。而受益于其独特的中空多孔结构,不仅可以实现活性物质的高质量负载,而且还具有显著的高面积和体积电容。

有限元分析结果证实,预先设计的螺旋状多孔结构可提供均匀的应力区域,并减轻应力集中引起的潜在结构破坏趋势。实验结果显示在较低的材料密度下,制备的石墨泡沫可以实现高的机械强度。

当石墨泡沫表面覆盖超高载量的 MnO2时,MnO2/ HGF 可以同时实现高的面积、体积和质量比容量。

此外,组装的准固态不对称超级电容器同样显示出优秀的机械性能和电化学性能。这种具有良好力学和电化学性能的三维多孔和坚固材料的策略将为先进储能器件的实际应用铺平道路。

△ 未来与期许

谈及之后的科研计划,黄维说,“今后,研发多功能电极3D 打印技术,开发适合的 3D 打印材料体系,实现能源存储器件的一步打印是我们不断探索的课题。”

“探讨最合适的打印工艺参数和结构参数,推动能源存储器件技术与产业的发展,实现新型能源存储器件的工业化和产业化是我们最终的目标。”黄维进一步介绍说,在电极材料制造的同时,对研发高比容量和高比功率的能源存储器件要求越来越高,同时低成本,简易制造程序的工艺方法也能够帮助3D打印电池生产企业在市场占有一席之地。”

毋庸置疑,与工业相关的、坚固耐用的金属电极仍然是大多数原型设备的首选材料。与传统方法相比,一些 3D 打印原型设备显示出可比或更好的性能,从独特的电极结构(例如,表面孔隙率和粗糙度)到与打印能力相关的电化学电池设计。

然而,不同类型的 3D 打印电极和不同打印技术的器件之间的差异还没有系统的研究,这方面的知识差距仍然很大。同样,目前关于传统系统和工业系统的比较数据也很有限。



官操则认为,随着我国“中国制造2025”发展战略的提出,制造技术将面临巨大的提档升级与更新换代的历史机遇。3D打印技术是对传统加工技术的有效补充,是一项具有划时代意义的战略性技术。目前,3D打印技术在能源存储领域的成果已初见端倪,多种打印技术和材料不断用于3D打印技术中,这将为3D打印技术在能源存储领域的发展带来机遇。

“可以相信的是,随着打印技术和材料的不断发展,未来具有良好耐久性、优异安全性以及更高能量密度和功率密度的 3D 打印电池最终将在更多领域中得到广泛应用。”官操表示。
https://t.cn/A6qdHNXj

[辉煌“十三五” 出彩看淅川] 丹江水,为啥这样清?。
编者按:“十三五”时期是淅川发展极不平凡的五年,淅川县委、政府带领全县党员干部群众,紧紧围绕建设水清民富县强新淅川目标,按照“一条主线,四大战略”总体部署,顽强拼搏,开拓创新,推动脱贫攻坚、水质保护、经济发展、城乡建设、民生事业及党的建设等迈上了新台阶。为展示“十三五”取得的新成就、新变化,特推出“辉煌十三五 出彩看淅川”系列报道,敬请关注。

冬日的丹江水库波光粼粼。位于淅川县九重镇的陶岔渠首枢纽,清澈的丹江水穿过水闸滚滚流入南水北调中线长渠,一路向北……
相关数据显示,截至2021年1月7日8时,南水北调中线工程渠首陶岔闸累计入渠水量352.80亿立方米。丹江口水库水质常年稳定保持在Ⅱ类以上标准,出库水质85%以上稳定保持在Ⅰ类标准。

问渠哪得清如许?作为南水北调中线工程渠首所在地和核心水源区,十三五以来,淅川县积极服务南水北调工作大局,以生态文明建设为统揽,以水质安全为底线,强力推进污染治理,大力实施造林绿化,不断探索长效机制,确保了一库清水永续北送。
重拳治污 呵护一库清水
一渠清水,离不开淅川县的重拳治污。
积极推进“点源污染”治理。严厉打击非法冶钒、违法排污等行为。先后关停并转污染企业380多家,取缔“小散乱污”企业200余家。投入6亿多元,建成治污设施300余台套,完成20余家工业点源治理任务,不让一个有污染的项目落地建设。
大力开展面源污染治理。在环库区乡镇,推广农业清洁生产技术、测土配方施肥技术、秸秆综合利用技术,累计推广施用生物有机肥40余万亩,建设农村沼气池3.9万座,大力开展环库乡镇和村庄环境综合整治。

全面取缔库区污染源。淅川县明确要求一级保护区内禁止一切与保护水源无关的活动。在无项目资金支撑的情况下,县里不等不靠,多方筹措资金,将5万多网箱全部拆解上岸。对禁养区内的畜禽养殖企业进行关停、搬迁,共关停养殖场(户)613家(户)。对禁养区外的养殖企业加强监管,督促规范建设环保设施,禁养区外154个规模养殖场已全部完成治污配套,确保各项污染物全部得到有效处理。拆除非法拦汊筑坝29座、违法建筑35处。投资300多万元,对环库区周边50家农家乐、餐饮饭店建设湿地型污水处理设施进行污水处理。
张小伟是香花镇一农家乐的老板。得益于山清水秀的天然环境,他的农家乐生意十分红火。前些年,张小伟曾尝试了网箱养鱼、开办水上餐饮船等谋生方式,却都因水质保护而被县里拆除关停。“后来开了农家乐,政府给配套了污水处理设施,再也不担心破坏水质了。”张小伟笑着说。

全面提升治污能力。完成淅川县污水处理厂改扩建,日处理量达到6.5万吨,出水水质达到一级A标准,第二污水处理厂也建成投运。配套建设污水管网71.98公里,内河治理完成四河两沟污水管道建设。同时,在重点区域、人口聚集村,建成了一批村级污水处理设施,完成11个乡镇22个农村生活污水治理项目。累计投资4200万元,在313个行政村建设了垃圾收集转运系统。常态化、规范化运行的县乡两级污水、垃圾处理设施,有效保护了丹江水库水质。
随着一组强有力的“组合拳”的打出,淅川县县域治污能力得到全面提升。
造林绿化 筑起生态屏障
水质如何,表现在水里,根子在岸上。环抱着丹江口库区全部一级水源保护区的淅川,承担着涵养水源的重要任务。

近年来,淅川县大力实施“生态立县”战略,始终把林业生态建设作为重中之重,坚持造林绿化与水质保护、产业发展相结合,取得明显成效。累计完成营造林170余万亩,造林合格面积连续13年位居全省县级首位,“淅川经验”“淅川模式”全省推广。丹阳湖湿地公园顺利通过国家验收,创成了首批省级森林城市,全县林木覆盖率达到47.6%以上,成功入围国家森林城市创建序列。
成绩的背后,是淅川县艰辛的付出。由于历史原因和自然条件的限制,淅川县植被覆盖率低,生态基础脆弱,水土流失严重;境内沟壑纵横,荒山连绵,石漠化严重……

困难面前,淅川县知难而上,围绕创新做文章。通过建立合同造林、专业队造林等机制,每年以10万亩的速度推进造林绿化。采取合同造林的形式,与乡镇林站或造林大户签订荒山造林合同,县里依据造林成活率兑现造林资金,通道造林、景区造林、城镇绿化造林等林业工程快速推进。还通过公开招标的办法,引进和培育造林专业队,保证了造林质量,使树苗成活率大大提高。目前,全县活跃着30多支造林专业队,每年造林成活率达90%以上。

1月6日,在马蹬镇葛家沟造林点,造林队员李国峰正与几十名队员一起在寒风中植树。虽然天气冷,但他们干劲十足。“我们要抢抓冬季植树造林的有利时机,多种树,种好树,为绿化荒山做贡献。”李国峰说。
绿色来之不易,淅川倍加呵护。为加强森林资源管护力度,淅川县对通道两侧第一山脊线以内山地、环库周围第一山脊线以内林地,全部实行封山育林。特别是对新造林,做到造林结束、管护跟进,严格落实管护人员、管护措施、管护制度,避免损坏苗木。还配备400多名专业护林员,组建300余人的县、乡、村三级专业防火队伍,结合水上巡逻艇、森林防火无人机,形成了“陆、水、空”三位一体的森林资源管护网络。不定期开展林业严打、林地保护等专项行动,五年共办理涉林案件490起。

栽下一片绿,收获满盆金。除生态林之外,淅川县还通过发展经济林,既绿了荒山,又富了群众。发展软籽石榴、杏李、大樱桃等生态林果38万亩,带动贫困户年均增收3000元以上,3万多名贫困群众端上了“绿饭碗”。
如今,渠首大地树木越来越多,绿色愈来愈浓,构筑了一道道生态屏障,有力地保护了丹江口水库水质。
创新机制 力保永续北送
1月4日上午7时,在淅川县香花镇宋岗码头,淅川县库区综合执法大队的队员们带上装备,登上船,开始了一天的巡河工作。该大队副队长王其海站在船头手搭凉棚:“工作虽苦,看到丹江水美河清,作为一名库区群众,内心感到非常自豪。”

淅川县库区综合执法大队于2020年4月成立,将交通海事、农业农村、水利、生态环境、林业等7个职能部门的职权委托于库区综合执法大队实施,在丹江口水库淅川库区及库区周边海拔172米以下近水域,对144个事项开展综合执法行动,实现库区联合执法制度化、常态化。
库区水上综合执法大队是淅川县探索实施跨部门跨区域水环境联合执法监管模式的一个缩影。水质保护不是一蹴而就的事,需要持续努力、久久为功。淅川县不断创新工作方法,着眼于用法治思维和法治方式推进水质保护工作,建立健全日常巡查、综治联防、应急处置、联席会商等水质保护长效机制,实现常态化、制度化治水。
投资1亿多元,在库区安装视频监控探头1500多个,开创信息化保水质护运行先河,“互联网+护水”模式属全国首例。在淅川县境内,大家都可以在家里通过遥控器进入护水平台菜单,观看所有河流、水库的实时镜头,可主动接受群众对保水质护运行工作的监督,既节省综合成本,又扩大宣传范围,增强全民护水意识。

在淅川县,有2000多名专业护水队员,通过网格化的保水护水责任体系,常年守护着库区水面和库周沿岸。为充实护水队伍,淅川县创新设立扶贫公益性护水员岗位,从建档立卡贫困户中选聘符合条件的群众从事公益护水工作,建立了2900余人的扶贫公益护水员队伍,既有效保护了库区水质,又促进了脱贫致富。

淅川县还与三省五县市检察机关建立了服务南水北调水源地生态保护联席会议制度,与三省六县市区法院建立了生态保护司法联动机制,实现了信息共享、部门联动,形成齐抓共管的强大合力。
此外,还建立县乡村三级河长体系,编制“一河一策”方案,聘请人大代表担任河湖保护监督员,监督各级河长、相关职能部门履职情况。完善保水质护运行巡查制度和饮用水水源地风险应急防控制度……

一库清水,千里碧波,水质保护工作,任重而道远。站在“十四五”的新征程上,淅川县将继续扛稳保水质护运行重大政治责任,坚守职责,牢记使命,砥砺奋进,书写一渠清水永续北送的崭新篇章。(作者:王晓燕)


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