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新型高熵合金催化剂
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果名称
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分类
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所属单位
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联系人
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联系电话
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成果简介
90%的化工品生产需要高性能催化剂，清洁能源汽车及燃料电池的商业化也离不开高性能催化剂。然而，现有商用催化剂一般为贵金属（价格昂贵）或简单合金（性能及稳定性差），无法实现高效、节能、环保的催化过程及清洁能源利用。 高熵合金催化剂，通过将4-5种不同非贵金属混合成高熵合金态，革命性地提高了催化剂的活性、稳定性，且材料及制造成本价格低廉，非常易于连续化快速制造生产，对传统化工行业和清洁能源催化提供了优异的新材料平台和巨大的可预见的前景。该发明成果在2018年在国际顶级杂志《科学》以封面文章报道（Science 2018, 359, 1489.），并获得了美国工业界2020年发明创造100奖（工业界的奥斯卡奖）。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
姚永刚，华中科技大学教授，博导。师从美国马里兰大学胡良兵教授，并与多名国内外知名学者合作。长期从事材料的超高温合成与制造技术，特别是多元高熵材料及其在能源、催化、环境领域的应用研究。成果在《Science》(封面)、《Nature Nanotechnology》、《Nature Catalysis》、《Science Advances》等学术期刊发表，总被引用10000余次，授权美国发明专利多项，并获得美国“2020 R&D 100 award”。担任Metals、 Frontiers in Energy Research期刊的编委会成员，Nano Research的客座编辑，并参与多个杂志的青年编委。 该项成果属于基于现有科技成果再创新设计，研发基础扎实，目前处于工程化阶段。该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控，技术先进，相较于国内外同类产品，竞争优势明显。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
新型高熵合金催化剂可以直接代替原有的贵金属催化体系，大大减少催化剂价格及成本，可广泛应用于传统化工催化及新能源电催化领域。 以化工催化中氨气氧化制硝酸为例，工业界使用贵金属PtPdRh催化剂网格，价格高昂，并且反应温度为900℃。使用纳米分散的高熵合金催化剂（PtPdRhCoCe）,整体贵金属用量减小90%以上，且反应温度降低200℃，可同时实现性能优异及高度稳定。 因此，通过针对不同反应进行高熵合金催化剂的开发，有望代替贵金属催化剂，大大提升反应活性及能源效率及产品产出率等。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
该成果技术成熟，需要根据具体化工催化反应或清洁能源催化反应相结合，针对性开发高性新型高熵合金催化剂体系。 （1）传统化工催化：已经开发的高性能高熵合金催化剂用于NH3氧化，NH3分解，NH3合成，CO氧化，CH4氧化，CH4燃烧等，其他反应也可以进行快速开发。 （2）清洁能源电催化：已经开发的高熵合金体系用于水分解（H2, O2），氢能源燃料电池，甲醇燃料电池，乙醇燃料电池，CO2还原等，其他反应也可以进行快速开发。 （3）高性能下一代电池：已经开发的高熵合金体系用于Li-空气电池，Li-CO2电池，Li-O2电池等，其他反应也可以进行快速开发。 该发明成果在2018年在国际顶级杂志《科学》以封面文章报道（Science 2018, 359, 1489.），并获得了美国工业界2020年发明创造100奖（工业界的奥斯卡奖）。基于相关研究研究成果，申请了多项发明国外专利，如Nanoparticles and systems and methods for synthesizing nanoparticles through thermal shock、Thermal shock synthesis of multielement nanoparticles，在生产和科研中起到了重要作用，意义重大。 后续将进行继续研发并与企业合作，实现落地转化，该技术先进，与同类产品相比，竞争优势明显，预计取得的经济收益和社会效益将十分可观。
不少于150字
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评价专家组综合意见
高熵合金催化剂代表了一项重大的科技创新，通过将多种非贵金属元素组合成高熵合金结构，提高了催化剂的性能和稳定性，同时降低了成本。该技术已经在国际顶级科学期刊上发表，获得了广泛认可，并赢得了工业界的重要奖项。 高熵合金催化剂在化工和清洁能源领域有广泛的应用前景，因为市场对低成本、高效率、环保的催化剂需求迫切。将高熵合金催化剂从实验室推向市场，需要制定明确的产业化路径。这包括生产工艺的优化、质量控制、市场定位和市场推广等方面的考虑。建议密切合作产业界，加速产业化进程，确保催化剂能够尽早应用到实际生产中。 尽管高熵合金催化剂有着广泛的应用前景，但产业化和市场推广仍然涉及一定的投资风险。建议寻找合适的投资伙伴，同时进行充分的市场研究，以降低潜在风险。一旦成功产业化并获得市场份额，投资回报将非常可观。 总的来说，高熵合金催化剂代表了一项具有巨大潜力的科技成果，具有创新性、市场前景广阔，但需要谨慎规划产业化路径和投资战略。在克服一些风险和挑战的同时，该技术有望为化工和清洁能源产业带来显著的变革和增长。
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