近日，由教育部科技委組織評選的2021年度“中國高等學校十大科技進展”結(jié)果揭曉。中國礦業(yè)大學趙躍民教授團隊完成的“難篩分礦物高效篩分關(guān)鍵技術(shù)及應用”，南京工業(yè)大學黃維院士、陳永華教授團隊完成的“高效穩(wěn)定鈣鈦礦光伏器件研究”成功入選。
礦產(chǎn)資源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是我國國家安全與經(jīng)濟發(fā)展的重要保障。礦產(chǎn)資源清潔高效低碳利用是國家重大戰(zhàn)略需求，難篩分礦物高效篩分是礦物加工工程領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。
趙躍民教授團隊在國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體項目、重點項目等資助下，堅持產(chǎn)學研聯(lián)合自主創(chuàng)新，建立了篩體-粒群耦合作用篩分理論，發(fā)明了分布激振篩分技術(shù)與剛?cè)狁詈蠌椥院Y分技術(shù)，研制了難篩分礦物高效篩分裝備，提出了粘濕動力煤3mm深度篩分與重介分選工藝，解決了難篩分礦物大規(guī)模細粒篩分的技術(shù)難題，實現(xiàn)了從理論、實驗、裝備、工藝技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化，達到國際領(lǐng)先水平，在礦山、冶金、電力、化工、建材、環(huán)保行業(yè)廣泛應用，并出口一帶一路國家，獲2020年度唯一的教育部科技進步特等獎。
日益凸顯的氣候變化問題促使全球加速向低碳化深入發(fā)展，以“光伏”為代表的可再生能源逐漸成為“雙碳”戰(zhàn)略的主力軍。傳統(tǒng)的硅基和無機薄膜光伏效率高、穩(wěn)定性強，但成本高昂。鈣鈦礦光伏因具有性能優(yōu)異、成本低廉等突出優(yōu)勢，是當前光伏領(lǐng)域發(fā)展的重要方向之一，引起了學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注，并入選了美國《科學》雜志2013年十大科學突破。但鈣鈦礦光伏穩(wěn)定性差，這一技術(shù)難題的掣肘限制了其快速發(fā)展。
針對這一關(guān)鍵科學技術(shù)難題，南京工業(yè)大學黃維院士、陳永華教授團隊以離子液體為主線，針對鈣鈦礦光伏電池的穩(wěn)定性，進行了深入系統(tǒng)的研究，取得了一系列重要研究進展。提出了質(zhì)子型離子液體溶劑取代傳統(tǒng)極性非質(zhì)子溶劑制備鈣鈦礦薄膜的新方法，實現(xiàn)了空氣中高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的制備；探索了離子液體前驅(qū)體溶液化學調(diào)控新策略，穩(wěn)定了二維層狀鈣鈦礦骨架，制備了相純的二維層狀鈣鈦礦薄膜，實現(xiàn)了二維層狀鈣鈦礦穩(wěn)定性的突破；發(fā)展了離子液體構(gòu)筑“離子通道”反應新方法，降低了反應勢壘，在室溫和高濕度下形成了穩(wěn)定的甲脒基鈣鈦礦薄膜，獲得了高效穩(wěn)定的鈣鈦礦光伏電池。該系列突破性成果，將有助于推動鈣鈦礦光伏電池產(chǎn)業(yè)化的進程，在清潔能源自主可控、高效利用、可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要意義。
據(jù)悉，為充分發(fā)揮高等學校作為基礎(chǔ)研究主力軍、重大科技突破策源地的作用，及時宣傳高等學校重大科技成果，集中展示高等學校科技創(chuàng)新實力，教育部科學技術(shù)委員會自1998年起開展了“中國高等學校十大科技進展”評選工作，每年評選一次。
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