中国粉体网讯  先进能源材料工程实验室成立于2017年，是中科院宁波材料所内服务国家战略需求、交叉学科特色鲜明，任务聚焦的先进能源材料研发平台，是一支充满活力的中国先进能源材料研发生力军。

实验室融合材料物理、材料化学、金属学、陶瓷学、高分子学、计算材料学、材料信息学、机械电子，控制工程等多学科和行业领域的学术界人才与工业界人才，已建成一支规模70余人，具有合理学历和职称结构、具备从事应用基础研究和工程化技术开发的综合性科研团队。

（来源：先进能源材料工程实验室官网）

实验室践行“战略导向，互补交叉，多点形核，链式创新”的宗旨，加强所内所外、国内国外的交流合作。在国家战略需求的牵引下，整合专业团队的研发优势，攻克先进能源系统中的关键材料问题，期望在陶瓷纤维、复合材料、表界面工程，材料计算等多个方向有所突破，在系统组件与器件中体现应用价值，形成具有“链式反应”特征的可持续创新模式。

研究方向

一、新颖二维碳化物材料研究

1、研究内容

主要开展过渡族金属碳化物（如MXene）的新颖材料合成与性能研究。利用结构可调的三元碳化物层状材料作为先驱体，通过对亚层结构的选择性剥离，目前团队陆续合成出碳化锆、碳化铪、碳化钪等全新二维碳化物纳米片，显示出有趣的储能、吸附、催化、吸波、半导体和磁性等性质。

（来源：先进能源材料工程实验室官网）

2、承担项目

（1）国家自然科学基金面上项目，新型MXene材料的合成及其表面与硫作用机制研究，项目号21671195 ，2017.1-2020.12，主持人：黄庆；

（2）国家自然科学基金青年基金，半导体型MXene热电性能理论机制研究与调控，项目批准号：11604346，2017.1-2019.12，主持人：查显弧；

（3）国家自然科学基金青年基金，镍锌铁氧体原位包覆MXenes复合材料的制备及吸波机理研究，项目批准号：51502310，2016.1-2018.12，主持人：周小兵；

（4）国家自然科学基金面上项目，新型二维过渡金属碳化物纳米片层材料对放射性元素的吸附及其机理研究，项目批准号：21577144，2016.1-2019.12，主持人：石伟群；

（5）国家自然科学基金面上项目，MXene纳米压电器件的材料设计与性能研究，项目批准号：21875271，2019.1-2022.12，主持人：都时禹；

（6）国家自然科学基金青年基金，新型半导体型MXenes的合成及物性研究，项目批准号：21805295，2019.1-2021.12，主持人：周洁；

（7）国家自然科学基金青年基金，SiC/SiC复合材料MAX相界面层的优化设计，项目批准号：51902320，2020.1-2022.12，主持人：李勉；

（8）国家自然科学基金青年基金，功能化新型含铜MAX相的合成及其“类酶”性能研究，项目批准号：51902319，2020.1-2022.12，主持人：陈科。

二、三元层状陶瓷材料结构调控及应用

1、研究内容

主要开展具有过渡金属碳化物层状晶体结构的调控与辐照损伤性能研究。针对事故容错燃料包壳材料涂层应用，对三元层状陶瓷材料开展详细的结构调控、物性表征、辐照效应分析和腐蚀评价等工作。研究对象包括MAX相、多元含硼化合物等。

2、承担项目

（1）国家自然科学基金重点项目，熔盐环境下结构材料辐照损伤机制及其高温熔盐腐蚀特性研究，项目号91226202，2013.1-2016.12，主持人：薛建明；

（2）先进压水堆重大专项，ATF技术研究MAX相涂层子任务，项目批准号：2015ZX06004001，2015.1-2019.12，主持人：黄庆。

三、碳化硅纤维增强碳化硅复合材料研究

1、研究内容

主要开展碳化硅陶瓷先驱体、连续碳化硅纤维、碳化硅基复合材料、陶瓷连接技术和碳化硅评价等研究内容。面向我国工业界关注的碳化硅包壳材料和新型极端环境能源系统迫切需求的碳化硅结构材料，攻关第三代碳化硅纤维工程化技术，提出中子辐照环境和高温腐蚀性条件下碳化硅复合材料的结构设计方案。

（来源：先进能源材料工程实验室官网）

2、承担项目

（1）国家自然科学基金重大研发计划‘先进裂变能的燃料增殖与嬗变’集成项目，SiCf／SiC复合材料结构设计与离子辐照评价，项目号91226202，2015.1-2018.12，主持人：黄庆；

（2）中科院 ‘加速器驱动次临界系统研究’，碳化硅纤维增强碳化硅复合材料关键技术研发，项目批准号：XDA03010305，2014.10-2016.12，主持人：黄庆；

（3）国家自然科学基金面上项目，碳化硅陶瓷无缝连接及其离子辐照损伤机理研究，项目批准号：11975296，2020.1-2023.12，主持人：周小兵；

（4）国家自然科学基金青年基金，SiC/SiC复合材料MAX相界面层的优化设计，项目批准号：51902320，2020.1-2022.12，主持人：李勉。

四、新颖能源材料的理论设计和性能预测

1、研究内容

在材料基因工程技术框架下，通过材料理论计算和大数据分析方法，对新型能源材料进行理论结构设计，依靠计算机仿真手段，对二维纳米材料、笼型水合物、极端环境能源材料等能源材料进行理论研究，深入探索材料学现象背后的基本原理，预测新颖材料的结构和力学、磁学、光学、热学、电学等物理性质。目前团队已经建立了涵盖纳观-微观-介观-宏观的多尺度高通量理论计算方法，利用先进数据挖掘方法进行结构筛选的研究手段，以及材料专业数据库平台。在优化纳米器件设计，FeCrAl等新型先进结构材料服役性能预测等方面有重要前瞻性应用。

（来源：先进能源材料工程实验室官网）

2、承担项目

（1）国家重点研发计划，先进燃料包壳的材料基因组多尺度软件设计开发和应用示范，项目号2016YFB0700100，2016.7-2021.06，主持人：都时禹；

（2）中国科学院交叉创新团队，2014.01-2016.12，主持人：都时禹；

（3）中国科学院知识创新工程重要方向项目，基于多种储能互补的协调控制系统研究与示范，2011～2016，主持人：张一鸣；

（4）国家自然科学基金青年基金，半导体型MXene热电性能理论机制研究与调控，项目批准号：11604346，2017.1-2019.12，主持人：查显弧；

（5）国家自然科学基金面上项目，基于材料信息学方法的事故容错复合燃料服役性能研究与设计参数优化，项目批准号：51872302，2019.1-2022.12，主持人：张一鸣。

五、结构与专用设备设计

1、研究内容

主要开展碳化硅基复合材料工艺制备的过程仿真以及材料综合性能的多场多尺度耦合仿真研究。结合计算几何学和动力学求解器，实现碳化硅纤维织物及其预成型的缠绕、2.5维编织等关键工艺的过程仿真，实现材料参数、工艺参数和设备参数的协调调控，满足工艺设计需求，为结构设计提供数字化、自动化、智能化输入接口；以材料多尺度计算为基本思路，拓展基础研究领域并涵盖无网格理论和元胞自动机理论，着重提出并实现纤维增强多孔脆性材料的微-细-介-宏观随机建模的计算几何学新方法，建立电、热、磁、力、辐照等工况耦合作用下材料损伤断裂的新本构关系，以及新实验表征技术。

2、承担项目

（1）宁波市3315创新团队，2017-2019，主持人：徐剑；

（2）中科院宁波所“团队行动”计划，2017-2020，主持人：徐剑。

六、面向新能源与资源利用的高温熔盐化学工艺研发

研究内容

重点突破高温熔盐制备高性能新能源材料的方法，发展基于高温熔盐电解回收废料中锕系元素、稀土与贵金属的新方法与工艺，并开发基于熔盐与液态金属储能的新方法。

（1）利用高温熔盐的极端条件（高温与腐蚀），发展在高温熔盐体系中制备高性能新能源复合材料，如：析氢纳米材料、气体储存材料、CO2还原催化材料及同位素分离材料等。

（2）开发基于熔盐电解高效回收乏燃料中锕系元素、镧系元素与贵金属的技术与工艺，其结果对我国极端环境能源可持续发展与先进燃料循环体系的建立将有积极影响。

参考来源：先进能源材料工程实验室官网

（中国粉体网编辑整理/山川）

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