重庆大学
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重庆大学与中国城市规划设计研究院签订战略合作协议

2023年2月24日,重庆大学与中国城市规划设计研究院(简称“中规院”)签订战略合作协议。签约仪式在一大楼213会议室举行,中规院院长王凯、总规划师张菁,重庆大学常务副校长刘汉龙、科发院副院长贾云健等领导出席签约仪式。学校科发院副院长贾云健主持仪式。 学校科发院副院长贾云健和中规院总规划师张菁分别代表重庆大学和中规院签署了战略合作协议,刘汉龙和王凯见证签约。 在签约前,刘汉龙和王凯分别致辞,对前期工作进行了总结回顾,就进一步深化合作达成了共识。 刘汉龙向王凯一行的到来表示欢迎。刘汉龙简要介绍了学校的历史沿革与特色学科专业体系等基本情况,学校是中国建筑领域“老八校”之一,是我国重要的建筑、规划、景观等领域科学研究和人才培养基地。刘汉龙提到学校近段时间以来在校企合作方面的成绩,并表示,中规院是我国最有影响力的规划设计机构,一直引领着我国的城乡空间规划、设计、研究和学术交流,长期以来大力支持学校事业的发展,双方签订战略合作协议,将充分发挥双方的优势,推动教产学研深度融合和高质量发展。 王凯对刘汉龙及学校的热情接待和精心安排表示感谢。王凯详细介绍了中规院的主要职能、工程业绩,以及与学校的合作渊源。王凯表示,重庆大学是我国久负盛名的高等院校,在建筑、土木等学科领域优势明显,为国家培养了无数的栋梁之才,为西部地区开发开放作出了历史性的贡献,希望双方能发挥各自优势,以战略合作协议的签署为契机,各抒所长,凝聚合力,通过多领域的合作推动教产学研深度融合,为中规院“国家智库”建设和重大“双一流”建设注入强劲动力。 中规院综合办、科技处、总工室、西部分院,学校科发院、建筑学部、建筑学院、土木学院、环境学院、管科学院等相关负责人参加签约仪式。

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重庆大学召开全面从严治党工作会

2023年2月27日下午,重庆大学在A区民主湖报告厅召开全面从严治党工作会。校党委书记舒立春讲话,会议由校长、中国工程院院士王树新主持。 校党委副书记、纪委书记、监察专员陶举虎在会上传达了习近平总书记在二十届中央纪委二次全会上的重要讲话精神以及二十届中央纪委二次全会、六届市纪委二次全会、2023年教育系统全面从严治党工作视频会议精神,并结合学校近年来发生的违纪违法典型案例开展警示教育。 会议播放了由重庆市纪委监委宣传部制作的警示教育视频《自我革命永远在路上》。 校党委书记舒立春回顾总结了过去一年学校全面从严治党工作。2022年,学校党委全面贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想,按照上级党组织和上级纪检监察机关的工作部署,认真落实全面从严治党主体责任,持续推动政治监督具体化精准化常态化,持续压实“两个责任”,持续一体推进“三不腐”,持续提升巡视工作质量,持续健全完善学校监督体系,充分发挥全面从严治党的引领保障作用,推动学校各项事业良好健康发展。 舒立春表示,一年来,在大家的共同努力下,全面从严治党的治理效能进一步凸显,为学校高质量发展营造了更好的环境和氛围。2023年,学校全面从严治党工作要坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,牢记“两个永远在路上”,落实全的要求、严的基调、治的理念,围绕落实党的二十大战略部署强化政治监督,健全校园全面从严治党体系,充分发挥巡视利剑作用,坚持深入纠治“四风”问题,全面加强党的纪律建设,在反腐败斗争上久久为功,推动学校始终保持风正劲足、心齐气顺的良好发展态势,努力为新时代新征程学校事业高质量发展作出新的更大的贡献。 王树新在总结讲话中强调,各级领导干部尤其是党政一把手要提高政治站位,始终把推进全面从严治党作为一项重大政治任务,经常抓、用心抓、长期抓。要主动加强谋划,努力把党的二十大精神、习近平总书记重要讲话精神,中央纪委、教育部、市纪委重要会议精神转化为干事创业的强大奋进力量,坚持党建引领,锚定目标航向,明晰思路举措。要强化责任担当,切实把学校党委关于全面从严治党的具体部署不折不扣认真贯彻好执行好,为全方位落实学校第十四次党代会精神,高水平实施“十四五”规划,高质量推进新一轮“双一流”建设,更好服务国家重大战略和经济社会发展需要提供坚强保障。 全体校领导、党委常委、校长助理、校党委委员、纪委委员和副处级以上领导干部参加会议。

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学习贯彻党的二十大 建设百年新重大 重庆大学召开新学期干部大会

2023年2月27日下午,重庆大学新学期干部大会暨校领导年度考核、选人用人“一报告两评议”会议在民主湖报告厅召开。校党委书记舒立春主持干部大会,校长、中国工程院院士王树新作主题报告,结合深入学习贯彻党的二十大精神和市委六届二次全会精神,全面部署新学期重点工作。 王树新指出,党的二十大报告深刻阐释了新时代坚持和发展中国特色社会主义的一系列重大理论和实践问题,描绘了全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图,全校干部师生要深刻领会中国式现代化的中国特色和本质要求,深刻领会关于教育、科技、人才的新部署新要求,深刻领会新时代新征程我国高等教育的新使命,切实增强高质量推进中国特色世界一流大学建设的责任感紧迫感。 王树新指出,学校当前正处于聚焦高质量、奋进“双一流”的关键时期。他对标党和国家新的要求,对比新重庆建设新的需要,对照学校百年发展愿景,结合世界高等教育发展新的格局变化和竞争形势,深入分析了学校下一步发展面临的主要问题和挑战,强调要切实提高工作的方位感和方向感,增强工作的系统性、整体性、协同性,深化办学基本规律认识,厘清问题背后的治理逻辑与发展链条,找准改革的关键突破口,注重从办学理念、体制机制、本领能力等根本性方面解决制约学校高质量发展的各种障碍。 王树新强调,新学期要紧紧围绕深入学习贯彻党的二十大精神,加强战略实施,坚定主攻方向,努力在持续深化学科内涵建设、全面提高人才自主培养质量、加快提升服务高水平科技自立自强能力、大力加强高素质教师队伍建设、积极拓展高水平开放办学格局、不断强化办学资源条件保障、高质量服务新时代新征程新重庆建设、着力推进治理体系和治理能力现代化、坚定不移加强党对学校工作的全面领导等9个重点方面取得新的更大突破,在新时代新征程上奋力谱写“百年新重大”高质量发展新篇章。 舒立春要求,深刻领悟“两个确立”的决定性意义,将增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”切实落实在思想和行动上,学懂弄通做实习近平新时代中国特色社会主义思想和党的二十大精神,推动中央决策部署与上级工作部署在学校落地生根。坚持不懈用习近平新时代中国特色社会主义思想铸魂育人,上好“开学第一课”,压实就业工作责任。持之以恒加强党的建设和全面从严治党,发挥巡视利剑作用,建设堪当民族复兴重任的高素质干部队伍。加快建设中国特色、世界一流大学和优势学科,深度融入成渝地区双城经济圈建设和新时代新征程新重庆经济社会发展,打造国家战略科技力量,培养党和国家急需的拔尖创新人才。 他强调,领导干部要旗帜鲜明提升政治能力,对党绝对忠诚,严明政治纪律和政治规矩。要持之以恒增强专业本领,坚持生成性学习,不断增强推动高质量发展本领、服务师生员工本领、防范化解风险本领。要久久为功练就担当肩膀,树立赛马意识,保持团结姿势,压实党政同责、一岗双责,以“时时放心不下”的责任感、钉钉子精神真正推动学校各项事业取得新突破新成就。 会前召开了校领导年度考核及选人用人“一报告两评议”会议,重庆市委组织部干部侯小波受中组部干部监督局委托到场指导。舒立春代表校领导班子作了2022年度工作总结,党委常务副书记王时龙作了选人用人工作报告。现场参评人员认真填写了年度考核民主测评表,对学校选人用人工作和新提任干部进行了民主评议。 全体校领导、院士、党委常委、校长助理、离任未退休校领导、各二级单位主要负责人参加了干部大会。 校领导班子成员、院士、离任未退校领导、全体中层领导人员、民主党派代表、离退休老同志代表、教师代表、校工会、教代会代表、学生代表等参加了校领导年度考核、选人用人“一报告两评议”会议。

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学高身正立轨范大德昭彰爱无疆

江 泽 佳 江泽佳先生青年时期即深受周恩来抗战演讲、马寅初怒斥贪腐等革命故事的教育,又长期受到冯简等重大老一辈学人的熏陶,养成清正廉洁、敬业奉献的品格。作为德高望重的老教授和老共产党员,他毕生以重庆大学校训之“尚俭朴”“爱国家”为荣,生活上淡泊节俭,工作中勇于进取。轻物质、重精神,清操厚德,堪为典范。重大75周年校庆,他积攒重金捐助母校;又留遗嘱将遗体捐献医学事业,表现出渊深海阔的赤子情怀。德厚山岳壮,风高流云远,先生的大美情操与高尚人格,受到重庆大学师生的深切缅怀。 抗战洗礼 初建信仰 江泽佳原籍安徽旌德,长于湖北,抗战期中随流民入川,就读于著名的合川国立二中。1939年,江泽佳进入重庆大学电机系学习。虽然痴心向学,但抗战救亡的时代声浪时刻启迪着江泽佳对国家命运作出思考。读书及从事教育工作的初期,江泽佳不断受到爱国精神的洗礼:马寅初怒斥贪腐不惜深陷囹圄的故事,周恩来两赴重大演讲的故事,都曾给予江泽佳以深切的影响,使其青春的志气更加奋发,读书报国的目标更加明确,也坚定了为国家、为民族奋斗拼搏的信念。 合川定林寺:国立二中旧址 受教恩师 古道热肠 江泽佳在重庆大学求学和参加工作初期,曾长期师从于重大工学院院长、著名无线电专家冯简。恩师钟情学术事业的拼命精神,奖掖后学的博大胸怀,热情诚朴、厉行节俭的优美品格,深刻影响了江泽佳的一生。 曾任国际广播电台台长和重大工学院院长的冯简先生 生活中的江泽佳古道热肠,热心公益。2004年,他捧着省吃俭用积攒的5万元现金,将其作为校庆75周年的捐款,亲手送到时任校长的手中。他用朴实、真诚的话语道出了心声:“我的钱是重大给的,我要交给重大”。感人至深的情怀,让在场师生流下眼泪。据不完全统计,江泽佳生前各种捐款捐助,仅实名现金捐献即达10万多元,无论是“希望工程”、抗御“非典”,还是扶贫救灾,他都留下了自己力所能及的关爱。 江泽佳为赈灾捐款 江泽佳为母校校庆捐款 江泽佳为“非典”捐款 居家节俭 律己严苛 江泽佳省吃俭用、简朴居家的故事,至今还在重大流传。这个常用银行账号匿名捐钱捐物的老人,自己在生活上却极度节俭。生了病,他舍不得用价格稍贵的药。为了节约几度电,他家里不装大一点的灯泡。为了购买一款便宜的家电,他和老伴几乎跑遍了沙坪坝。江泽佳一生两袖清风,还严守税法,自1989年9月开始缴纳个人所得税起,至死从未间断。 严于律己,事事认真,是江泽佳的做人原则。他对自己要求很严格,无论大会小会,不管是隆重的盛会还是小型聚会,他是请则必到,到则守时。即便是退休后,历年历次的政治学习、组织生活都没迟到过。每个月他都会准时交纳党费,恪尽一名党员的责任与义务。 江泽佳2004年手书校训 德高望重 师德标兵 重庆大学师生忆及敬爱的江校长,都认为他为重庆大学发展做出了很大贡献,却责己严苛,自奉菲薄,清操厚德,回报社会。无论是作为老教授,还是老共产党员,重大历代学人的优良传统在他身上都有所体现,堪称修为深广的师生楷模。 2000年教师节,拥有57年教龄的江泽佳被评为重庆市“十佳师德标兵”。颁奖会上,教育主管部门领导全体起立致敬,年届耄耋的江泽佳当场表示:“党和人民给予我们崇高的荣誉,也对我们提出了更高的要求。我们要努力为国家培养更多的高素质人才。” 重庆市十佳师德标兵 大贤其萎 风范永存 2013年11月10日,江泽佳因病逝世,享年93岁。遵照他的遗愿,家人将他的遗体捐献给了医学事业。5天后,重庆大学为他举办了缅怀追思座谈会,代读了其夫人刘家骐写给母校的答谢信。字里行间深情切切,感人肺腑,道出了这对重大学子伉俪对母校的心声: 追思会现场图 泽佳在灾难深重的抗战时期,随逃难人流来到重庆并就读重庆大学,在重大度过了70余年时光,见证了学校和祖国的艰难发展过程,并贡献了他的全部精力。在他离开我们的今天,重大已是一所高水平研究型综合性大学,而中国已经屹立于世界民族之林,我相信他是带着欣慰离开的……泽佳一生都在尽力奉献,包括最后的遗体捐献,他很少接受别人的给予,但我相信今天,他会真诚地接受大家的祝福。 ——刘家骐 努力崇明德 随时望景光——全国人大副委员长许德珩给江泽佳题词

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重大人物志——江泽佳:工作任职、兼职、学术科研人才培养、人物影响

工作任职、兼职 曾任中国电机工程学会理事、高级会员、荣誉会员(1991年11月)、四川省电机工程学会副理事长、四川省电工技术学会副理事长、重庆市科学技术协会副主席、重庆市电机工程学会理事长。 学术科研人才培养 由人民教育出版社和高等教育出版社出版教材、专著5种(11册),其中主编重庆大学电工原理教研室集体编写的《电路原理》第二版于1987年获国家教育委员会优秀教材一等奖。在国内外各类刊物上发表高水平论文近100篇。 在教学和科研中,指导博士生结合学位论文进行的科学研究工作先后于1988年、19994、1996年获国家教委科技进步一等奖二次、二等奖二次。 培养研究生70多名,其中已获得博士学位26人,进入博士后流动站9人,有近20人是国内各高等院校的教授、副教授,多名学生已成为博士生导师、学科带头人。 人物影响 1996年电气工程学院院庆60周年,在江泽佳教授的倡议下,建立了“电气工程教育基金”,并亲自担任基金理事长。该基金不仅加强了与校友的联系,也大大促进了学院在教学科研方面的发展。 “努力崇明德,随时望景光”是社会学家、政治活动家许德珩先生给江泽佳教授的题词。江泽佳教授用奋斗不息、追求不止的精神,实践着一名共产党员的光荣誓言,树立了党员先锋的光辉形象。

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重大人物志——江泽佳:生平概述、个人简介

生平概述: 江泽佳, 男,1920年11月生,安徽省旌德县人。重庆大学电气工程学院教授。原重庆大学校长。 我国首批博士生导师、著名电工理论专家。2013年11月10日5时30分因病逝世,享年93岁。 个人简历 1943年毕业于重庆大学电机系,留校任教; 1947-1948年赴加拿大McGill大学攻读硕士学位; 返国历任重庆大学副教授、教授兼系主任(1951-1982)、校长(1982-1986)、博士生导师(1981-); 曾任第一届国务院学位委员会电工学科评议组电机、电力分组召集人(1982-1990); 国家教育委员会第二届电工课程教学教导委员会主任委员(1985-190); 第二届全国人大会代表,四川省人民政治协商会议第一到同委员会委员。 2013年11月10日5时30分,中国共产党优秀党员、著名电工理论专家、重庆大学原校长、第七届全国人大代表、博士生导师江泽佳同志,因病医治无效,在重医附一院逝世,享年93岁。根据江泽佳教授生前遗愿及家属意见,江教授的遗体捐献医学事业,不举行追悼会和遗体告别仪式。

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重大人物志——江泽佳:参考阅读

参考阅读 努力崇明德,随时望景光 ——记重庆大学党员先锋江泽佳同志 党员先锋江泽佳同志事迹介绍 江泽佳,1920年11月出生于汉口,原籍安徽省旌德县,1943年7月获重庆大学工学院电机系工学学士学位,1949年5月获加拿大McGill大学电机系工学硕士学位。1949年任重庆大学电机系副教授,1957年加入中国共产党,1978年任重庆大学电机系教授。现为重庆大学电气工程学院教授,博士生导师。 1943年江泽佳以优异的成绩在重庆大学电机系取得了工学学士学位,满怀对学校的感激和对教育的热爱,留校任教。1957年他光荣加入了中国共产党,至今已拥有近50年的党龄。在半个多世纪的岁月中,他始终以一名党员的标准严格要求自己,树立了作风上求真务实,精神状态上昂扬奋进,职业态度上敬业奉献,行为准则上严谨规范的楷模形象。多年来江泽佳在教育战线和在电工理论与新技术学科领域兢兢业业耕耘,进行了卓有成效的工作,在高等工程教育管理的理论和实践方面卓有建树,为人民的教育事业做出了重要的创造性贡献。 严谨治学 ——我国理论电工领域的著名专家和教育家 江泽佳教授一生严谨治学,勤于思考,细心研究。他认为,学问来不得半点马虎,“业精于勤荒于嬉”,必须打牢基础,对基础理论和原理一定要学透彻和学扎实。他将自己的学习体会和感受用在教学中,用换位思考的理念,成功运用于教学和教材编写的实践中。经过多年的呕心沥血、辛苦积累,以江泽佳教授为代表的重庆大学理论电工教师受教育部的委托主持了“文革”后首届全国高校理论电工学科师资培训班,为全国的理论电工学科师资队伍建设做出了积极贡献。江泽佳教授担任国家教育部高等工科教育电工学科教材编审委员会(后改名为教学指导委员会)主任多年,在我国高等学校电工类教材建设的组织工作中,他取得了教材和专著撰写卓越性的成果,为重庆大学赢得了极高的声誉,他主编的《电路原理》是国家恢复高考制度以来的教育部第一批全国统编教材,其中第二版于1988年获国家教委高校优秀教材一等奖。据统计,在教学和科研中,他共获得国家教委(科技进步奖、优秀教材奖)一等奖3项,国家教委、省部级(科技进步奖、优秀教材奖)4项,由人民教育出版社和高等教育出版社出版教材、专著5种(11册),在国内外各类刊物上发表高水平论文近100篇。 从严执教、教书育人是江泽佳教授遵循教育规律,尊重、关心、爱护学生,把学生的成长、成才、成人放在首位的深刻实践。他在教学工作中一丝不苟,以严谨、朴实的教风深受同行称赞和学生的爱戴。1981年11月,国务院学位委员会批准重庆大学为首批学位授予单位,批准理论电工学科拥有博士学位授予权(是重庆大学第一个博士学位授权点),批准江泽佳教授为博士生指导教师。他成为重庆大学历史上第一批博士生指导教师,也是国内首批博士生导师。多年来,他已培养研究生70多名,其中已获得博士学位26人,进入博士后流动站9人,已有近20人是国内各高等院校的教授、副教授,多名学生已成为博士生导师、学科带头人。在多次举行的国际学术会议中,他担任了中方主席,在国内、外同行学术界中产生了深远影响,成为我国理论电工领域的著名专家和教育家。 德高望重 ——师生敬重的楷模 他胸怀共产主义理想,在日常的教学科研工作中实践着共产主义理想,对学校的建设和发展鞠躬尽瘁,倾其全力。在1982年至1987年任校长期间,学校的面貌发生了巨大的变化,博士点由1个增至10个,研究生增加近五倍。1951至1982年,江泽佳连续担任了32年的电机系主任。担着管理和教书的双重重任,他不断求索和耕耘,形成了严于律己、一丝不苟的作风,对历届电机系的师生产生了重大而深远的影响,形成了电机系优良的教学传统和严谨治学的作风,培养了一大批富有影响力的学生,形成了重庆大学宝贵的人力资源。现在,江泽佳教授虽然已年迈八旬,仍时时刻刻心系重大,关心重大的成长和进步,给学校和学院发展提出了许多宝贵的建议。 严于律己,事事认真,是他做人的原则。他对自己要求很苛刻,无论大会小会,不管是出席隆重的场合还是小型聚会,他是请则必到,到则守时。即使是现在,每次的政治学习、组织生活都没迟到过。每个月他都会准时交党费,恪尽一名党员的责任和义务。 他公私分明,奉公守法。对于私事,哪怕是一张纸一个信封都是他自己买,从不受礼,从不接受任何来历不明的财物。他是重庆大学认认真真老老实实执行国家的法令,按时交纳个人所得税的第一人。他从1989年9月开始一直到今,从不间断地交纳个人所得税,自觉地履行一个公民应尽的义务。 谈到江泽佳,大家都会深有感触地说,他为学校的建设和发展作出了卓越的贡献,功不可没;作为德高望重的老教授和共产党员,他对党和国家具有深厚的感情,体现了优秀知识分子的爱国情怀,其精神难能可贵,其品格令人敬佩,可以说重庆大学许多优良传统风格都深刻着江泽佳校长时代的痕迹。 无私奉献 ——为党的教育事业奋斗终生 江泽佳教授对党和国家具有深厚的感情,是学校“永不退休”的教授。他忠诚于自己心爱的教育事业,将自己的一生与党的教育事业紧密相连。 2004年,他捧着省吃俭用积攒的5万元现金,将其作为校庆75周年的捐款,亲自送到校长的手中,表达对学校的深情关爱。他用朴实、真诚的话语道出了心声:“我的钱是重大给的,我要交给重大”。他感人至深的情怀,让许多同志都情不自禁地流下了眼泪。众所周知,他一贯生活简朴,省吃俭用,为买便宜的家电跑遍了沙坪坝;生病时舍不得买价格稍高的药品……走进江泽佳教授的家,最值钱的东西可能就是电脑和书柜里厚厚的书籍了。江泽佳教授从不收取不属于个人的劳动所得,家庭收入几乎完全他的工资。目前,他已捐献了10万多元现金,面对“非典”、对于贫困学生和灾区,他留下了自己力所能力最深切的关爱。

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何金良:为输电线“穿上防雷外套”

他在国内最早提出采用线路避雷器来改善输电线路防雷性能,在国际上最早研制出110—500kV免维护的固体绝缘线路避雷器,为输电线路防雷提供了最为关键的设备。 大众眼中,科学家大多是不苟言笑、神秘严肃的,他们的生活大概也是单调无趣的……而眼前这位“抱怨”加班是为了躲避在家做饭、被同事戏称“活得像神仙”的何金良教授本尊,让“科学家”多了几分亲近感。 近日,清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长何金良在葡萄牙艾斯特里托召开的第33届雷电防护国际会议上,获得2016年鲁道夫?海因里希?戈尔德奖,表彰其在电力系统雷电防护领域作出的杰出贡献。 特高压、三峡和青藏铁路等输变电工程,以及奥运场馆等10余项国家重大工程中,都蕴含着何金良的智慧。 坚持源于责任 何金良的幽默感与他的智慧和才华一样,隐藏在他的个性中。初冬北京一个周日的下午,清华园明德路边上的三层小红楼里,何金良正在办公室准备第二天要讲授的两门课的内容。本就不大的办公室堆满了专业书,何金良打趣地说:“我的专业书都在这里,家里放的是文学类的书。等我退休了,这些专业书我一本也不带回家,或许潜心写点小说。” 何金良最早接触到雷电防护是其在武汉水利电力学院本科学习期间。1988年,何金良本科毕业设计时跟着老师开展了全封闭变电站的雷电侵入波过电压的研究,算是踏进雷电防护研究这道门槛。 “刚开始能有什么兴趣?不过是有了一些感性认识、跟着老师学了点专业知识。但我觉得,既然选择这门科学,就有一份责任在,也就努力坚持下来了。长久以往,责任变成了一方坚守。”何金良告诉科技日报记者。 其实我们对雷电并不陌生。雷电是联合国公布的十大自然灾害之一,是自然界最具破坏性的力量之一。资料显示,地球上平均每天会发生大约800万次闪电。 在不断研究学习中,何金良了解到雷击是造成输电线路闪络的主要原因之一。在我国跳闸率较高地区,高压线路运行的总跳闸次数中,由雷击引起的次数约占40%—70%。何金良说:“如何有效地提高输电线路的防雷性能对电力系统的安全稳定运行有着十分重要的意义。” 有这样一组触目惊心的数字。2008年南方电网110kV及以上输电线路共计跳闸2599次,其中雷击跳闸1588次,占总跳闸数的61.1%;2012年8月11日,南方电网发生交流单相跳闸,最终导致五回直流系统换相失败的严重事故,广东地区瞬时负荷损失近一半。“雷电的强破坏能力,造成了雷电防护的难度,而雷击的随机性则使科学家难以有效、系统地进行研究。”何金良说。 技术难题逐个击破 “输变电系统的接地系统是雷电防护的基本措施,它提供了雷击时雷电流的泄流通道。接地系统的畅通性直接决定了防雷性能的好坏,也是雷击及电力系统故障时人身和设备安全的基本保证。”何金良说。 然而,很长一段时间,输变电系统的接地问题不被重视,因此存在巨大事故隐患。随着研究的逐渐深入,何金良意识到雷电流流过时接地系统的电磁暂态特性、降低暂态接地电阻是确保接地系统“畅通”的关键。 可接地系统的雷电冲击特性还没有被充分了解,更别提分析和计算了。 如何从地表测量获得地下土壤的结构模型?如何在实际复杂土壤结构模型下计算接地系统的电磁暂态特性?这些都是解决接地系统问题的关键。 在经过大量研究和实践的基础上,何金良在接地系统数值分析理论方面,提出了从地表电阻率测量结果反演任意分层土壤参数的计算方法,实现了任意层状/块状媒质中接地系统电磁暂态特性的快速、精确计算。他和他的研究团队还开发了自主知识产权的接 地分析软件包,已被国内外近百家单位广为应用。 过去人们很难“看到”雷电流作用时接地装置周围土壤中的放电图像,于是何金良采用X光成像技术,在国际上首次获得了土壤中清晰的雷电放电图像,揭示了土壤介观雷电冲击放电机理,获得了接地装置雷电冲击特性。 何金良说,“如何准确预测雷击输变电系统引起的故障率,是雷电防护的另一项关键技术。”他在国内率先开展的考虑雷电动态发展过程的雷击分析方法,目前已写成国际大电网会议的技术导则,在全世界推广应用。 实现避雷产品零的突破 有技术还得有产品,技术的价值才得以最大化。当时还在清华大学读博士的何金良认识到这一点,便开始从事先进避雷器技术的研究。 避雷器是电力系统最为重要的雷电防护装备,整个电力系统的电气安全是建立在避雷器的保护基础上。但何金良发现,过去的瓷套避雷器存在内部容易受潮及发生爆炸的缺陷。 于是,他参与国家重大科技攻关项目,在国际上最早研制出安全型的全固体绝缘的110-500kV复合外套避雷器,从结构上消除了避雷器内部受潮的可能性,开创了氧化锌避雷器应用的新领域。 何金良还在国内最早提出采用线路避雷器来改善输电线路防雷性能,在国际上最早研制出110-500kV免维护的固体绝缘线路避雷器,为输电线路防雷提供了最为关键的设备。 为了提供避雷器的保护特性,在国家杰出青年基金和国家科技支撑计划课题的资助下,何金良突破技术瓶颈研制出高非线性及高能量吸收能力的新一代金属氧化物压敏电阻,将其电位梯度从200V/mm提高到492V/mm,达国际领先水平。 研究领域也“跨界” 何金良自称很欣赏“斯坦福”的研究模式,绝不做无关痛痒的研究。“或许正在研究的是看似无用的、很基础的内容,但其成果却可能会带动未来某种产业的跳跃式发展。”何金良说。 2012年,在深入思考电网未来发展的基础上,何金良毅然决然进入自己完全不熟悉的研究领域,开展直流电缆和直流输电管道的研究。 究其原因,何金良说:“电网承担着为社会发展提供坚强电力保障的使命,而电力线路是电能输送的载体,是电网的基础。” 我国电力需求快速增长,而风电、水电等资源所处的地理位置远离负荷中心,电力输送通道问题是制约我国电力发展的重大问题之一。“解决我国电能输送通道面临的问题,必须发展具有输送容量大、损耗低、环境影响小、可埋入地下等优点的直流电缆和管道输电。直流电缆和管道输电技术的推广,将解决电力与自然环境、电力与城市化之间的矛盾。”何金良说。 2013年底,作为首席科学家的何金良获批“973”计划项目《大容量直流电缆输电和管道输电关键基础研究》,带领8个单位的30名科学家开展协同创新研究,重点解决多场耦合作用下介质空间及界面电荷的产生、输运、积累及消散过程,绝缘介质多性能协同调控的理论及方法两方面重大科学问题。 “通过研究,实现绿色环保、可回收的非交联纳米复合聚烯烃类电缆绝缘材料体系和替代具有温室效应的SF6气体的管道输电混合绝缘气体体系,形成500kV高压直流电缆和直流输电管道原型。”何金良说。 “比别人先走半步”;每天工作16小时。三十多年前,这个叫何金良的年轻人就是这样坚持下来的,在快乐中研究,在研究中获得快乐。如今,他的学生也多次荣获国际奖项,成为所在领域佼佼者的大有人在。谈到这儿,何金良又笑开了花。

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清华大学李琦副教授、何金良教授等《Nat. Commun.》:首次研制成功200摄氏度高效介电储能薄膜

8月6日,清华大学电机系李琦副教授、何金良教授等在《自然·通讯》(Nature Communications)期刊上发表了题为“基于聚合物-分子半导体全有机复合材料的高温电容薄膜”(Polymer/molecular semiconductor all-organic composites for high-temperature dielectric energy storage)的研究论文,首次研制出200摄氏度高效介电储能的全有机复合薄膜。这类全有机复合介电材料在200摄氏度高温条件下的介电储能性能不仅远超过目前最好的高温聚合物及聚合物纳米复合介电材料,并接近商业化聚合物电容薄膜室温下性能;在大幅提升高温介电储能特性的同时还实现了大面积、性能均匀的薄膜制备,为实现薄膜电容器在200摄氏度严酷温度环境下应用提供了可能。 聚合物薄膜电容器具有介电强度高、能量损耗低以及自愈性好等优点,在全球工业电容器市场占有率超过其它类型电容产品。然而,聚合物介电材料的绝缘性能对温度极其敏感,在高温、高电场作用下泄漏电流呈指数上升、放电效率急剧下降,最终造成电容器过热损坏。目前主流商业薄膜电容器仅在105摄氏度以下工作,长期工作温度低于70摄氏度。另一方面,随着电子器件和电力、能源设备功率不断增大以及对小型化和紧凑型功率模块的持续追求,电子材料的工作温度要求快速提高,薄膜电容器介电材料已成为高温电子器件和设备的技术瓶颈。 a:聚合物-分子半导体复合体系能级与电荷转移示意图 b:分子半导体静电势分布 c:电极/聚合物界面表面电势分布 该论文采用了一种与前期方法截然不同的技术路线——利用有机光伏中电子受体材料的强得电子能力,实现了在高温聚合物中构筑深电荷陷阱。这种有机分子半导体型的电子受体材料具有极高的电子亲和能,被广泛应用于有机光伏中激子在异质结界面高效分离。它们可通过其表面静电势分布的极不均匀特性,对自由电子产生强束缚作用。通过向耐热聚合物中掺杂极少量高电子亲和能有机分子半导体制备了全有机复合高温介电材料。这类材料在200摄氏度和200kV/mm电场条件下,电阻率比高温聚合物提升两个数量级以上;200摄氏度、放电效率90%以上的能量密度是目前最好的聚合物高温介电材料的2.3倍。此外,全有机复合体系解决了传统有机-无机复合体系中高表面能粒子分散不均和引入界面缺陷等问题,在薄膜品质和规模化制备等方面具有显著优势。 a:聚合物-分子半导体全有机复合介电薄膜 b:全有机复合介电材料(PEI/DPDI、PEI/PCBM、PEI/ITIC)高温储能特性远优于传统高温介电聚合物(PEI) c:高温高场下全有机复合介电薄膜长期工作循环性能 论文第一作者为清华大学电机系博士后袁超,通讯作者为电机系李琦副教授和何金良教授。该研究得到了国家自然科学基金优秀青年基金和创新研究群体项目的资助。 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-020-17760-x

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清华电机系学术委员会主任委员何金良当选意大利科学院院士 任中天科技董事

据清华电机消息,2022年10月25日,意大利博洛尼亚科学院(Academy of Sciences of the Institute of Bologna)沃特尔·忒格院长向清华大学电机系何金良教授发来贺信:“在2022 年10月11日举行的博洛尼亚科学院全体院士大会上一致同意你为自然科学类外籍通讯院士(Foreign Corresponding Academician),我相信你被科学界所熟知和赞赏的学术成就和才能将有助于提高我们这一古老学术协会所倡议的质量。” 意大利博洛尼亚科学院院士分为自然科学和人文科学两大类,自然科学类包括数学、物理、化学及地理学部,工程科学学部,生命科学学部和医学科学学部。何金良教授是该科学院历史上首位自然科学类中国籍院士。2022年博洛尼亚科学院共增选了三位外籍院士,另外两位是著名城市建筑和设计专家、美国麻省理工学院(MIT)卡洛·拉蒂教授,以及著名哲学家、法国弗朗索瓦·拉伯雷大学玛丽亚尼·齐尼·福斯卡教授。 博洛尼亚是“大学”的发源地。博洛尼亚科学院成立于1690年,其历史跨越了三个多世纪。阿尔伯特·爱因斯坦、玛丽·居里等国际著名学者都是博洛尼亚科学院外籍院士。二十世纪二十年代,博洛尼亚科学院和林赛国家科学院曾一度被合并为意大利皇家科学院,1943年解散,博洛尼亚科学院和林赛国家科学院作为意大利的“两院”并立。 图片 电能革新/命号了解到,何金良为中天科技董事。中天科技是光电缆和储能等新能源的领先供应商。 2022年10月28日,中天科技收盘市值为754亿元,2022 年上半年实现营业收入200.42 亿元,归属上市公司股东的净利润 18.24 亿元,同比增长 628.62%。 何金良1966年出生,博士。1984年在武汉水利电力学院(现为武汉大学)获学士学位,1990年在重庆大学获硕士学位,1994年在清华大学获博士学位,2001年提升为教授,现为清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长,博士生导师。曾在韩国电气研究院、美国斯坦福大学作为客座教授工作。主要从事先进电能传输技术、信息感知及大数据、纳米电介质材料及制备等领域的研究。先后入选国家杰出青年基金,教育部长江学者特聘教授,科技部973项目首席科学家,享受政府特殊津贴专家。入选美国电气电子工程师协会会士(IEEE Fellow)、英国工程技术协会会士(IET Fellow)、国际高功率电磁会士(HPEM Fellow)、中国电机工程学会会士。荣获国家科技进步二等奖2项,国家发明家1项,省部级科学技术奖15项,国际个人奖励8项,包括IEEE Herman Halperin奖、IEEE技术成就奖、日本第6届星野奖、欧洲Rudolf Heinrich Golde奖、亚太电磁兼容国际会议大会奖、亚太雷电国际会议杰出贡献奖等,发表代表性论文500余篇,中英文著作7部,授权发明专利100余项,荣获世界知识产权组织“最佳发明奖”。何金良教授先后担任上海证券交易所第一届科技创新咨询委员会委员、全国雷电防护标委会副主任、主任,北京市电机工程学会高压专委会主任,中国电机工程学会输电线路专委会副主任及高电压专委会副主任、国家环保部核安全与环境专家委员会委员、全国避雷器标准化技术委员会委员等职务。他是亚太雷电国际会议(国际组织)主席、雷电防护国际会议(国际组织)科学委员会委员。2019年6月至今任江苏中天科技股份有限公司董事。 2022年5月18日,清华电机系召开线上正高职称教师代表大会,来自教研系列、研究系列、教学系列及未入系列的32位教师对任期届满的学术委员会进行换届改选。经投票选举产生了15位新一届电机系学术委员会委员(按姓氏笔画排序):于歆杰、卢强、闵勇、肖曦、何金良、李永东、陆超、赵争鸣、郭庆来、袁建生、康重庆、梁曦东、梅生伟、韩英铎、董新洲。经过新一届电机系学术委员会第一次会议讨论并投票,选举产生学术委员会主任委员何金良、副主任委员于歆杰、秘书陆超。 据电能革新/命号了解,1966年1月出生的何金良教授主要从事交直流输变电技术、电磁环境与电磁兼容技术、电介质材料技术等领域的教学和研究工作。在线路避雷器、电力系统接地技术、电力系统雷电防护技术等方面取得了许多国际上有影响的研究成果。近几年来的研究重点是高性能压敏电阻器件、雷电防护技术和特高压输变电关键技术。 在清华电机系公布的11个科研团队中,何金良任负责人的为先进电磁材料及系统团队。 先进电磁材料及系统科研团队愿景是面向智能电网及能源互联网,开展关键材料基础研究,实现核心设备及全景信息感知系统的技术突破,构建技术先进、安全可靠的智能电网及能源互联网;同时带动国内企业的技术升级,实现弯道超越国际知名企业;最终构建国际化的电磁材料与系统研究中心。 先进电磁材料及系统科研团队的主要研究方向包括:纳米电介质材料及装备;半导体开断器件及装置;电磁传感材料、传感器网络、大数据挖掘。近三年的目标是通过材料的突破,实现高压直流电网关键设备创新性技术和能源互联网全景信息实时监测技术,将重点解决直流电网建设中急需解决的直流电缆及直流断路器两大关键问题,同时在能源互联网急需解决的传感器、储能及能量转换两大关键问题上取得阶段突破。 先进电磁材料及系统科研团队对负责人何金良的简单介绍为:教研系列,教授,IEEEFellow,杰青,主要研究方向为纳米电介质材料及装备、电磁传感网络及信息感知。先进电磁材料及系统科研团队主要成员有:曾嵘、党智敏、胡军、余占清、庄池杰、李琦。

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清华大学李琦、何金良《ACS Nano》综述:如何认知介电聚合物纳米复合材料的界面

介电聚合物广泛应用于电能存储、传输和转换。随着能源需求的不断增加和新能源技术的迅速发展,要求介电聚合物具有更加优异的电学、热学和力学特性。通过向介电聚合物中掺入纳米尺寸的无机颗粒,可以得到具有卓越综合性能的介电聚合物纳米复合材料。目前,大量研究将这类纳米复合材料特异性能的起源归结为基体和颗粒之间的界面效应,因此,界面微区的结构-性能关系已成为该领域的研究热点。然而,不同领域的研究人员对界面问题采取的研究策略、表征方法存在较大差异,得到的研究结论不尽相同,导致对界面的认知程度仍远不能满足新材料的研发需求。   日前,清华大学李琦、何金良等发表综述文章,系统介绍了不同领域针对介电聚合物纳米复合材料中基质/颗粒界面的三类主要研究策略(图1),重点分析了这三类实验策略的独特优势与局限,以及如何联合及合理选择不同研究手段,从而能够更好地认知界面。 图1 界面研究的的三种策略:基于纳米复合材料的体相研究、基于扫描探针显微镜的原位研究和基于模型聚合物的研究   首先,在基于纳米复合材料的体相研究策略中,按照研究界面分子结构、界面分子的动力学过程和电荷输运特性的顺序,介绍了FTIR、XPS、SFG、SAS、TGA、PALS、DSC、NMR、NSE、QENS、BDS、DMA、I-V、TSDC、ISPD、PEA等技术在界面研究中的应用。作为最经典的研究策略,这一策略采用了与实际应用中相似的体相复合电介质进行了表征,测量结果也将受到基体和填料等因素的影响,因此,这类方法的关键是从整体信号中提取界面特性的分析过程。在这一部分的最后,作者总结了这一策略的主要挑战,指出了在基于体相纳米复合材料进行界面研究时,需要仔细辨别材料体相特性的变化与界面区域的关系。 图2基于体相纳米复合物的界面分子动力学过程研究   其次,介绍了基于扫描探针显微镜的原位研究策略。该策略是在暴露界面的样品上利用扫描探针显微镜的高空间分辨率和多功能直接检测界面的结构和性能。按照研究界面分子结构、界面的机械特性、界面的极化和电荷积聚特性的顺序,介绍了NanoIR、Nanoindentation、AM-AFM、BE-AFM、ImAFM、Peakforce QNM、nanoDMA、DC-EFM、AC-EFM、nanoDS、τ mapping、KPFM、open-loop KPFM、PFM、nanoISPD等技术在界面研究中的应用。作为一种正在兴起的研究策略,本部分详细介绍了这一策略中样品的制备方式和具体测试方案。在这一部分的最后,总结了将扫描探针技术应用于界面探测中面临的探测理论可靠性和空间分辨能力问题,指出了在采用这一策略进行界面研究时,应该重点关注样品的形貌、测试环境、信号的来源与扫描探针显微镜对界面的分辨能力等关键问题。 图3基于扫描探针显微镜的界面电荷传输特性研究   第三类策略基于模型聚合物。该策略的基础是认为不同形式的界面具有相似性,因此可以在更简单的界面模型体系中进行界面的实验研究。该策略实际采用的体系一般是具有更稳定和更大比例界面相的特殊样品(例如平板上的纳米薄膜),这将大大简化分析过程。该策略主要根据研究界面化学键、官能团、分子链取向、密度、厚度、结晶相、分子动态过程的具体需求,将成熟的测试技术微调后应用到模型样品中。这一策略是一类已被广泛用于高分子物理领域的界面研究策略,将有助于理解介电聚合物纳米复合材料中的界面问题,作者在该部分最后总结了使用这类策略研究界面时不应忽视的表面效应和尺寸效应等问题。 图4基于一维模型聚合物的界面结构特性研究 图5三种实验策略的总结与比较   在全文的最后,作者从多个方面总结和比较了上述三类实验策略(图5),并指出它们的优缺点、关键问题以及有待建立的实验方案。此外,文章对现有实验策略的挑战进行了分析,并对未来的界面研究提出了建议。   本文旨在为来自不同领域的界面研究者搭建沟通的桥梁,打破研究的壁垒,从而突破对介电聚合物纳米复合材料中界面的认知,并最终促进在介观甚至微观尺度设计和开发高性能介电聚合物纳米复合材料。成果以“Polymer Nanocomposite Dielectrics: Understanding the Matrix/Particle Interface”为题发表在《ACS Nano》(DOI: 10.1021/acsnano.2c07404)。论文第一作者是清华大学2018级博士生王少杰,通讯作者为清华大学李琦副教授和何金良教授。该工作得到了国家优青项目和创新研究群体项目的支持。   论文链接:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.2c07404

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清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术

研究背景 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图1 聚合物电介质的主要应用领域 在众多聚合物中,例如,低密度聚乙烯(LDPE)、交联聚乙烯(XLPE)、聚丙烯(PP)和聚酰亚胺(PI)等聚合物具有高击穿强度、高电阻率、重量轻、制造成本低等优势,在电能存储、印刷电以及柔性可穿戴电子等领域有广泛的应用。电子电气设备的故障通常发生在承受强电场和高电位的电介质或绝缘元器件中。尽管气体或液体材料在电损伤后具有高度的可自愈合性,特别是,一些半液态半固态硅凝胶表现出自愈行为。通常人们认为,聚合物中的电损伤长期以来被认为是永久性缺陷,但快速增长的电力和电子产品需求和消费都要求高介电聚合物具有高可靠性和长寿命。因此,具有自愈功能的柔性电介质正成为一个新兴的研究领域,并引起研究者们的广泛关注。 成果简介 近日, 清华大学何金良教授、李琦副教授 等在聚合物基电介质自愈合方面进行综述和展望。本研究首先系统地介绍了具有自修复特性聚合物电介质的合成、关键技术以及最新进展。在此基础上,作者详细分析了采用机械损伤修复方法实现聚合物电介质在电损伤修复中的可行性、修复机理。此外,作者还重点介绍了近些年出现的聚合物电介质电损伤的自愈方法,提出了开发新型自修复介质聚合物的关键机制。最后,作者对自修复聚合物电介质材料的未来应用方向进行了展望。 该工作以标题“ Self-Healing of Electrical Damage in Polymers ” 发表于国际顶级学术期刊 Advanced Science 上。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图文详解 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图2 聚合物电介质的电树枝损伤 电树枝主要是由于电介质材料的内部缺陷所引发。在高电场下,空间电荷注入电介质中,加速电树枝的形成,并从电介质材料的缺陷区域开始发展。在初始阶段之后,电树枝的生长过程通常缓慢发展,并呈现间歇性的、逐步的生长趋势。最后进入一个相对缓慢的传播期,并伴随着树枝的分裂。值得注意的是,分支通道的形成削弱了树梢的局部电场,并可能导致电树枝的生长停止。但在电树枝持续发展阶段,当最前端的树枝接近相反的电极时,电树枝的生长速度加快。最后,在失控阶段,加速的增长的电树枝变成灾难性的崩溃,形成了一个微米到毫米级的通孔。实际上,电树枝是涉及多尺度的损伤,在树枝末端含有微尺度裂缝和纳米级空隙,所以,作者认为自愈合的尺度应该涵盖从纳米到毫米的范围。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图3 非本征自修复聚合物电介质的早期研究和应用前景 对于外源性自愈方法,当材料基体因损伤而破裂时,嵌入聚合物基质中的液体修复剂通过毛细管效应释放到受损区域,然后在金属催化剂作用下使其聚合。然而,电树通道通常非常细(纳米级到几微米直径),并且在其生长之前具有有限的分支长度(低于或毫米级)进入不受控制阶段,因此电树枝裂缝与催化剂结合的机会很低,与机械裂缝的愈合相比,产生的有效愈合效率要低得多。此外,加入含金属催化剂会降低介电聚合物的绝缘性能,带来额外的绝缘缺陷,并增加出现电树枝的可能性。利用可在外部刺激下或与其他反应物接触后固化的愈合剂,开发了各种无催化剂的单组分外部自愈系统,为开发无催化剂自愈性介电聚合物提供了参考。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图4 本征自修复聚合物电介质的早期研究和应用前景 本征自修复材料通常可以在有/无外部能量输入(如热、光和电磁场)的情况下实现分子水平和微尺度的愈合。动态自愈材料可以在没有外部刺激的情况下自动修复损伤,而可逆和不可逆共价键合自愈网络通常需要外部能量来引发愈合的化学反应。对于容易电离并在高电场下产生高泄漏电流的离子和金属配体相互作用网络,可能的低压情形下有广泛应用,包括柔性电子学、水凝胶离子电子学、软机器人、有机场效应晶体管等。另外,还有将金属-配体配位作为交联位点引入到PDMS介质中,赋予聚合物在环境条件下的快速自愈能力。一般来说,大多数本征自愈热塑性塑料只能修复玻璃化转变温度(T g )以上的损伤,使得聚合物链能够流入裂纹区域并重建网络。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图5 热固性树脂电树枝损伤的微胶囊原位自愈合 基于植入式愈合剂的自愈方法可以修复电树生长阶段的微尺度损伤。为了消除催化剂对绝缘性能的不利影响,Gao等人设计了一种无催化剂微胶囊自愈方法,利用电树枝过程产生的原位电致发光(UV光发射)来触发愈合剂的固化。为了尽量减少液体愈合剂对聚合物基体电绝缘性能的不利影响,复合材料设计了介电不均匀性,它引导电树枝向最近的微胶囊传播,并使愈合剂的添加量相对较低。此外,将SiO 2 纳米粒子与固化剂混合,以减少微胶囊对电绝缘性能的负面影响,使自修复复合材料保持了原始环氧聚合物的90%左右的介电击穿强度。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图6 介电薄膜击穿的自愈性 “自愈”薄膜电容器电介质具有耐受电击穿的能力。“电介质自我修复”通常被称为“自我修复”的“电介质损伤”,各种超薄单分子膜(厚度为几纳米)和薄膜聚合物(厚度小于数十微米)可以自动修复有或无可逆键的击穿点。以离子交联自愈网络为例,薄膜的击穿孔非常小(小于10 μm),离子部分能够流入孔中并在高温下愈合材料。据报道,一种介电弹性体能够通过分子间的静电相互作用下修复510 μm厚的巯基乙酸甲酯改性丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物薄膜中的电击穿孔。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图7 自愈合体系的概念设计 自Tanaka发现“体积相变”现象(凝胶因环境变化而发生体积可逆变化)后,凝胶材料引起了广泛的研究兴趣。一些聚合物凝胶可以在外界刺激下引起弯曲运动和溶胀扩张变化,包括温度、光照、电场、磁场变化等。在这一概念设计中,刺激反应性聚合物可作为外壳材料来组成智能微胶囊系统。智能微胶囊可以响应局部放电的电场畸变、磁场和紫外线辐射,然后主动释放嵌入的愈合剂/增强剂,修复/强化受损区域。除了自我修复外,多应力耦合刺激响应策略可用于触发智能绝缘复合材料系统,以实现自修复、自适应强化和其他功能,这为电子和能源应用中的智能聚合物电介质设计创造了条件。 总结展望 介电聚合物电损伤自修复作为一个新兴的领域,它与传统的电介质和绝缘材料研究有很大的不同,并使自愈概念从机械断裂扩展到聚合物电损伤。电介质的可靠性和电学性能的可持续性大大提高了电介质的电学性能,为电介质的可持续发展和电学性能的全面恢复提供了思路。 文献信息 Self-Healing of Electrical Damage in Polymers, Advanced Science , https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202002131

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清华大学何金良教授一行到访我司进行技术交流,共同探讨能源互联网技术创新

2020年9月19日,清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长何金良教授、清华大学电机系胡军教授、清华大学四川能源互联网研究院欧阳勇博士一行到访我司进行参观和技术交流。我司中能电气集团董事长陈添旭先生、福建中能GIS及电缆附件事业部总经理翟鹏飞先生、福建中能电缆附件事业部副总经理方建勇、中能汉斯技术总监严澍先生及相关技术人员参与了此次接待与技术交流。 期间清华大学的何金良教授一行参观了我司各产品的生产线,与我司就能源互联网发展、传感器技术创新及双方合作进行了深入细致地探讨、互动和交流。 经过双方交流,欧阳勇教授对无线测温传感器系列产品、企业的高效生产管理、产品工艺的技术创新给予高度评价及赞扬,并对双方合作前景充满信心。 此次技术交流,我司与清华大学就智能传感器应用和新材料发展确定双方合作战略方向和内容。未来,我司将一如既往地坚持走“科技兴业”的发展道路,加强与各高校的科研技术交流与合作,充分利用双方各自的优势,加快科研成果的转化与应用,提高公司科研实力与创新能

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清华电机系学术委员会主任委员何金良当选意大利科学院院士 任中天科技董事

据清华电机消息,2022年10月25日,意大利博洛尼亚科学院(Academy of Sciences of the Institute of Bologna)沃特尔·忒格院长向清华大学电机系何金良教授发来贺信:“在2022 年10月11日举行的博洛尼亚科学院全体院士大会上一致同意你为自然科学类外籍通讯院士(Foreign Corresponding Academician),我相信你被科学界所熟知和赞赏的学术成就和才能将有助于提高我们这一古老学术协会所倡议的质量。” 意大利博洛尼亚科学院院士分为自然科学和人文科学两大类,自然科学类包括数学、物理、化学及地理学部,工程科学学部,生命科学学部和医学科学学部。何金良教授是该科学院历史上首位自然科学类中国籍院士。2022年博洛尼亚科学院共增选了三位外籍院士,另外两位是著名城市建筑和设计专家、美国麻省理工学院(MIT)卡洛·拉蒂教授,以及著名哲学家、法国弗朗索瓦·拉伯雷大学玛丽亚尼·齐尼·福斯卡教授。 博洛尼亚是“大学”的发源地。博洛尼亚科学院成立于1690年,其历史跨越了三个多世纪。阿尔伯特·爱因斯坦、玛丽·居里等国际著名学者都是博洛尼亚科学院外籍院士。二十世纪二十年代,博洛尼亚科学院和林赛国家科学院曾一度被合并为意大利皇家科学院,1943年解散,博洛尼亚科学院和林赛国家科学院作为意大利的“两院”并立。 电能革新/命号了解到,何金良为中天科技董事。中天科技是光电缆和储能等新能源的领先供应商。 2022年10月28日,中天科技收盘市值为754亿元,2022 年上半年实现营业收入200.42 亿元,归属上市公司股东的净利润 18.24 亿元,同比增长 628.62%。 何金良1966年出生,博士。1984年在武汉水利电力学院(现为武汉大学)获学士学位,1990年在重庆大学获硕士学位,1994年在清华大学获博士学位,2001年提升为教授,现为清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长,博士生导师。曾在韩国电气研究院、美国斯坦福大学作为客座教授工作。主要从事先进电能传输技术、信息感知及大数据、纳米电介质材料及制备等领域的研究。先后入选国家杰出青年基金,教育部长江学者特聘教授,科技部973项目首席科学家,享受政府特殊津贴专家。入选美国电气电子工程师协会会士(IEEE Fellow)、英国工程技术协会会士(IET Fellow)、国际高功率电磁会士(HPEM Fellow)、中国电机工程学会会士。荣获国家科技进步二等奖2项,国家发明家1项,省部级科学技术奖15项,国际个人奖励8项,包括IEEE Herman Halperin奖、IEEE技术成就奖、日本第6届星野奖、欧洲Rudolf Heinrich Golde奖、亚太电磁兼容国际会议大会奖、亚太雷电国际会议杰出贡献奖等,发表代表性论文500余篇,中英文著作7部,授权发明专利100余项,荣获世界知识产权组织“最佳发明奖”。何金良教授先后担任上海证券交易所第一届科技创新咨询委员会委员、全国雷电防护标委会副主任、主任,北京市电机工程学会高压专委会主任,中国电机工程学会输电线路专委会副主任及高电压专委会副主任、国家环保部核安全与环境专家委员会委员、全国避雷器标准化技术委员会委员等职务。他是亚太雷电国际会议(国际组织)主席、雷电防护国际会议(国际组织)科学委员会委员。2019年6月至今任江苏中天科技股份有限公司董事。 2022年5月18日,清华电机系召开线上正高职称教师代表大会,来自教研系列、研究系列、教学系列及未入系列的32位教师对任期届满的学术委员会进行换届改选。经投票选举产生了15位新一届电机系学术委员会委员(按姓氏笔画排序):于歆杰、卢强、闵勇、肖曦、何金良、李永东、陆超、赵争鸣、郭庆来、袁建生、康重庆、梁曦东、梅生伟、韩英铎、董新洲。经过新一届电机系学术委员会第一次会议讨论并投票,选举产生学术委员会主任委员何金良、副主任委员于歆杰、秘书陆超。 据电能革新/命号了解,1966年1月出生的何金良教授主要从事交直流输变电技术、电磁环境与电磁兼容技术、电介质材料技术等领域的教学和研究工作。在线路避雷器、电力系统接地技术、电力系统雷电防护技术等方面取得了许多国际上有影响的研究成果。近几年来的研究重点是高性能压敏电阻器件、雷电防护技术和特高压输变电关键技术。 在清华电机系公布的11个科研团队中,何金良任负责人的为先进电磁材料及系统团队。 先进电磁材料及系统科研团队愿景是面向智能电网及能源互联网,开展关键材料基础研究,实现核心设备及全景信息感知系统的技术突破,构建技术先进、安全可靠的智能电网及能源互联网;同时带动国内企业的技术升级,实现弯道超越国际知名企业;最终构建国际化的电磁材料与系统研究中心。 先进电磁材料及系统科研团队的主要研究方向包括:纳米电介质材料及装备;半导体开断器件及装置;电磁传感材料、传感器网络、大数据挖掘。近三年的目标是通过材料的突破,实现高压直流电网关键设备创新性技术和能源互联网全景信息实时监测技术,将重点解决直流电网建设中急需解决的直流电缆及直流断路器两大关键问题,同时在能源互联网急需解决的传感器、储能及能量转换两大关键问题上取得阶段突破。 先进电磁材料及系统科研团队对负责人何金良的简单介绍为:教研系列,教授,IEEEFellow,杰青,主要研究方向为纳米电介质材料及装备、电磁传感网络及信息感知。先进电磁材料及系统科研团队主要成员有:曾嵘、党智敏、胡军、余占清、庄池杰、李琦。

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何金良任清华电机系学术委员会主委 担626亿中天科技董事不取酬

​​2022年5月30日是中国第六个“全国科技工作者日”,电能革新/命号向全国电能技术创新的科技工作者致敬! 5月30日,在2022年全国科技工作者日主场活动上,由中国电机工程学会组织编写的中国科协“双碳”系列丛书之一——《新型电力系统导论》正式发布。《新型电力系统导论》由中国工程院院士、中国华能集团有限公司党组书记、董事长,国际电工委员会主席,中国电机工程学会理事长舒印彪担任主编,清华大学电机工程与应用电子技术系(清华电机系)主任康重庆担任执行主编。电能革新/命号在此特向舒印彪院士和康重庆主任致敬!谢谢他们为中国的新型电力系统建设提供及时的好图书,为人才的培养提供了权威精神食粮。 电能革新/命号主编肖吉德在此还想向广大电能领域的关注者介绍一位电能技术创新高水平专家,就是清华电机系新任学术委员会主任委员何金良。 2022年5月18日,清华电机系召开线上正高职称教师代表大会,来自教研系列、研究系列、教学系列及未入系列的32位教师对任期届满的学术委员会进行换届改选。经投票选举产生了15位新一届电机系学术委员会委员(按姓氏笔画排序):于歆杰、卢强、闵勇、肖曦、何金良、李永东、陆超、赵争鸣、郭庆来、袁建生、康重庆、梁曦东、梅生伟、韩英铎、董新洲。经过新一届电机系学术委员会第一次会议讨论并投票,选举产生学术委员会主任委员何金良、副主任委员于歆杰、秘书陆超。 图片 据电能革新/命号了解,1966年1月出生的何金良教授主要从事交直流输变电技术、电磁环境与电磁兼容技术、电介质材料技术等领域的教学和研究工作。在线路避雷器、电力系统接地技术、电力系统雷电防护技术等方面取得了许多国际上有影响的研究成果。近几年来的研究重点是高性能压敏电阻器件、雷电防护技术和特高压输变电关键技术。 在清华电机系公布的11个科研团队中,何金良任负责人的为先进电磁材料及系统团队。 先进电磁材料及系统科研团队愿景是面向智能电网及能源互联网,开展关键材料基础研究,实现核心设备及全景信息感知系统的技术突破,构建技术先进、安全可靠的智能电网及能源互联网;同时带动国内企业的技术升级,实现弯道超越国际知名企业;最终构建国际化的电磁材料与系统研究中心。 先进电磁材料及系统科研团队的主要研究方向包括:纳米电介质材料及装备;半导体开断器件及装置;电磁传感材料、传感器网络、大数据挖掘。近三年的目标是通过材料的突破,实现高压直流电网关键设备创新性技术和能源互联网全景信息实时监测技术,将重点解决直流电网建设中急需解决的直流电缆及直流断路器两大关键问题,同时在能源互联网急需解决的传感器、储能及能量转换两大关键问题上取得阶段突破。 先进电磁材料及系统科研团队对负责人何金良的简单介绍为:教研系列,教授,IEEEFellow,杰青,主要研究方向为纳米电介质材料及装备、电磁传感网络及信息感知。先进电磁材料及系统科研团队主要成员有:曾嵘、党智敏、胡军、余占清、庄池杰、李琦。 从上面介绍可看出,清华电机系先进电磁材料及系统科研团队将为新型电力系统的创新做出核心贡献。 清华电机系先进电磁材料及系统科研团队任务中有带动国内企业的技术升级,实现弯道超越国际知名企业。何金良在这方面有行动,出任中天科技董事。 据中天科技2021年报,何金良1994年在清华大学获博士学位,2001年提升为教授,现为清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长,博士生导师。曾在韩国电气研究所作为访问科学家、美国斯坦福大学作为客座教授工作。主要从事先进电能传输技术、雷电防护技术、传感网络及大数据、纳米电介质材料及系统等领域的研究。先后入选国家杰出青年基金,教育部长江学者特聘教授,科技部973项目首席科学家,享受政府特殊津贴专家。入选美国电气电子工程师协会会士(IEEEFellow)、英国工程技术协会会士(IETFellow)、国际高功率电磁会士(HPEMFellow)。先后担任上海证券交易所第一届科技创新咨询委员会委员、全国雷电防护标委会主任,北京市电机工程学会高压专委会主任,中国电机工程学会输电线路专委会副主任及高电压专委会副主任、国家环保部核安全与环境专家委员会委员、全国电磁兼容标准化技术委员会大功率暂态现象分技术委员会副主任、全国避雷器标准化技术委员会委员等职务。他是亚太雷电国际会议(国际组织)主席、雷电防护国际会议(国际组织)科学委员会委员。2019年6月至今任中天科技董事。 电能革新/命号补充一些信息。何金良1988年毕业于武汉水利电力学院电力工程系高电压技术与设备专业,1991年1月在重庆大学电气工程学院获工学硕士学位。2021年4月23日,入选中国工程院2021年院士增选有效候选人名单,6月2日,进入第二轮评审候选人名单。何金良2021年在中国科技内获得的税前报酬总额为0元。何金良的籍贯不明。 图片 何金良担任董事的中天科技专注于在绿色能源、通信网络等领域为客户创造价值,争当“双碳”超长赛道主力军,进一步践行“光电网联美好生活”的使命。何金出任董事时的2019年6月中天科技开盘价为8.64元,2022年5月31日收盘价为18.35元,涨幅惊人。5月31日,中天科技收盘市值为626亿元,而在过去较长时间市值高于中天科技的江苏另一家直接竞争的企业亨通光电5月31日收盘市值为290亿元,亨通光电曾经收购了华为海洋业务。 中天科技市值的真正上升是在2021年8月以来,626亿元的市值在电能技术领域也是处在较前列的。中国领先的输配电供应商中国西电、许继电气市值都在250亿元以下,平高电气市值才104亿元。 图片 何金良在2021年以通讯方式亲自参加中天科技全部的董事会9次,为中天科技做出的贡献应该不会小,但他从中天科技获得的报酬为0元。电能革新/命号特想评估何金良2019年6月来为中天科技的发展做出的贡献,但这个任务实在没能力完成,请电能界的朋友们发表自己的高见。

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清华大学李琦/何金良等《Nano Lett.》:基于超低含量纳米线掺杂的电场自适应介电高分子复合材料

目前先进电子材料的一大发展趋势是与人体的深度融合以实现高效便捷的信息交互与即时准确的体征监测,因此电子材料在人类所处复杂电磁环境中的可靠性尤为重要。静电效应是复杂电磁环境中常见的物理现象,电子材料在静电作用下发生异常放电甚至绝缘失效可能危害人体健康。即使对于常规电子器件或材料而言,静电放电问题也尤为严峻:全球电子器件产业每年因静电损坏器件造成的经济损失数以亿计。传统的静电保护方法主要基于电路中少量防护元件或具有高电导的封装材料,无法实现电子器件全面有效的静电防护。 针对上述问题,清华大学李琦、何金良等报道了一种基于超低含量纳米线掺杂的新型电场自适应介电高分子复合材料,能够在低于0.5 vol%的超低填料掺杂比例下达成优异的非线性电导和介电特性,以实现电场自适应调控。该复合材料在正常工作电场下可维持高绝缘性能与低介电常数(与高分子基体相近),因而不影响电子材料的信号传输与响应特性;当外电场超过材料阈值电场时,其电导率能迅速提升3个数量级(非线性系数高于15)且介电常数提升4倍以上,从而实现异常电应力(强电场或电荷累积)的高效泄放。同时,材料透光度在可见光波段可达75%以上,不会影响电子器件的显示功能。这与传统基于氧化锌微球的非线性介电复合材料截然不同:传统材料掺杂比例需在30%以上才能达成较好的非线性特性,导致材料整体不透光且介电常数较高,将严重影响电子材料的显示与通讯等功能。 图片 这类超低掺杂含量电场自适应介电高分子复合材料的实现得益于新型“hand-in-hand”双肖特基势垒结构的构筑。利用该原理,设计制备了高长径比ZnO@Bi2O3/CoxOy核壳结构纳米线;配合电场诱导作用下纳米线在高分子材料基体内取向排布,实现了超低掺杂比。该“hand-in-hand”双肖特基势垒结构与传统非线性电介质材料的“back-to-back”势垒结构具有不同的物理机制,使得材料阈值电场可调范围更广,因而对于不同电子器件具有更好的适应性。ZnO纳米线的新型双肖特基势垒结构及其非线性电导原理如图1所示。传统ZnO非线性陶瓷材料中,偏析在晶界处的铋、锰、钴等金属离子在晶界处引入界面能级,因而形成“back-to-back”双肖特基势垒结构,其在晶界偏压及界面能级填充的共同作用下两侧本征势垒高度同时降低,使得跨越势垒运动的载流子电导电流增高,从而形成非线性电导行为,如图1(a)-(d)所示。而研究团队首次通过在ZnO纳米线上包覆Bi2O3、CoxOy等氧化物,从而在核壳结构界面处由于晶面位错等原因引入界面能级,所形成的能带结构如图1(j)(k)所示,这一新型势垒结构可称为“hand-in-hand”双肖特基势垒结构。这一新型势垒结构的两侧势垒高度由各自界面能级及偏压分别调控,因此其同样具有非线性介电特性,同时阈值电压比传统肖特基势垒结构更高。 图片 研究团队采用微探针测量技术直接对所得ZnO纳米线的非线性介电性能进行了测量表征,如图2所示。测试发现纳米线在轴向、径向以及不同电压极性下均具有优异稳定的非线性特性,证明在纳米线表面成功构建了稳定的双肖特基势垒结构,同时测量纳米线的晶界电容-偏压曲线能够定量获得所形成的本征势垒高度。另外,通过控制纳米线表面氧化物层的包覆厚度,也能够对其表面势垒高度(0.7~1.2 eV)以及阈值电场实现调控,使纳米线的非线性性能满足设计需求。 图片 研究采用电场诱导法制备得到了基于ZnO纳米线的高分子复合材料(基体为PDMS)。由于纳米线自身具有较高纵横比,同时电场诱导法能够使其在高分子材料基体中沿电场线排列,因此0.5 vol%掺杂含量的ZnO纳米线即可在复合物中形成稳定搭接,如图3(a)(b)所示。这一纳米线搭接结构使复合材料整体具有类似于单根纳米线的非线性介电性能。图3(c)(d)中所示高分子材料在阈值电场以下的电导率与介电常数均较低,表示其具有良好的绝缘特性;而在阈值电场之上材料电导率及介电常数陡增,这一开关特性使材料具有优异的电应力释放功能。同时材料中超低的填料掺杂使其具有高透明度,在可见光波段透光率可达75%以上。 图片 最后,研究在OLED显示器件上验证了该高分子材料的电场自适应介电功能。在无保护或普通绝缘材料保护下,静电枪产生的电弧放电将使大量电荷传导至OLED芯片中造成损坏,如图4所示。而在电场自适应高分子材料的保护下,由于材料能够在放电瞬间自动产生高电导及介电常数而释放电应力,使得电荷可沿所设计的接地路径泄放,从而起到了有效的防护作用。 研究不仅实现了电场自适应介电高分子材料性能的突破,还为功能高分子材料的原理及应用发展提供了新的思路:通过表面改性等方式可以将无机晶体材料的功能特性移植到低维纳米材料上,而将纳米材料与高分子基体复合可获得具有超低填料掺杂的功能高分子材料,从而使聚合物材料能够在维持自身基体性能(柔性、透光性、绝缘性能等)的同时获得优异稳定的目标功能。 相关研究成果以“A Dielectric Polymer/Metal Oxide Nanowire Composite for Self-Adaptive Charge Release”为题发表在《Nano Letters》。论文共同第一作者是清华大学博士毕业生杨霄(现任职于华北电力大学)与清华大学胡军副教授,通讯作者为清华大学李琦副教授和何金良教授。该工作得到了国家重点研发计划与国家自然科学基金的支持。 论文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c00887

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清华大学李琦副教授、何金良教授等《Nat. Commun.》:首次研制成功200摄氏度高效介电储能薄膜

8月6日,清华大学电机系李琦副教授、何金良教授等在《自然·通讯》(Nature Communications)期刊上发表了题为“基于聚合物-分子半导体全有机复合材料的高温电容薄膜”(Polymer/molecular semiconductor all-organic composites for high-temperature dielectric energy storage)的研究论文,首次研制出200摄氏度高效介电储能的全有机复合薄膜。这类全有机复合介电材料在200摄氏度高温条件下的介电储能性能不仅远超过目前最好的高温聚合物及聚合物纳米复合介电材料,并接近商业化聚合物电容薄膜室温下性能;在大幅提升高温介电储能特性的同时还实现了大面积、性能均匀的薄膜制备,为实现薄膜电容器在200摄氏度严酷温度环境下应用提供了可能。 聚合物薄膜电容器具有介电强度高、能量损耗低以及自愈性好等优点,在全球工业电容器市场占有率超过其它类型电容产品。然而,聚合物介电材料的绝缘性能对温度极其敏感,在高温、高电场作用下泄漏电流呈指数上升、放电效率急剧下降,最终造成电容器过热损坏。目前主流商业薄膜电容器仅在105摄氏度以下工作,长期工作温度低于70摄氏度。另一方面,随着电子器件和电力、能源设备功率不断增大以及对小型化和紧凑型功率模块的持续追求,电子材料的工作温度要求快速提高,薄膜电容器介电材料已成为高温电子器件和设备的技术瓶颈。 图片 a:聚合物-分子半导体复合体系能级与电荷转移示意图 b:分子半导体静电势分布 c:电极/聚合物界面表面电势分布 该论文采用了一种与前期方法截然不同的技术路线——利用有机光伏中电子受体材料的强得电子能力,实现了在高温聚合物中构筑深电荷陷阱。这种有机分子半导体型的电子受体材料具有极高的电子亲和能,被广泛应用于有机光伏中激子在异质结界面高效分离。它们可通过其表面静电势分布的极不均匀特性,对自由电子产生强束缚作用。通过向耐热聚合物中掺杂极少量高电子亲和能有机分子半导体制备了全有机复合高温介电材料。这类材料在200摄氏度和200kV/mm电场条件下,电阻率比高温聚合物提升两个数量级以上;200摄氏度、放电效率90%以上的能量密度是目前最好的聚合物高温介电材料的2.3倍。此外,全有机复合体系解决了传统有机-无机复合体系中高表面能粒子分散不均和引入界面缺陷等问题,在薄膜品质和规模化制备等方面具有显著优势。 图片 a:聚合物-分子半导体全有机复合介电薄膜 b:全有机复合介电材料(PEI/DPDI、PEI/PCBM、PEI/ITIC)高温储能特性远优于传统高温介电聚合物(PEI) c:高温高场下全有机复合介电薄膜长期工作循环性能 论文第一作者为清华大学电机系博士后袁超,通讯作者为电机系李琦副教授和何金良教授。该研究得到了国家自然科学基金优秀青年基金和创新研究群体项目的资助。 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-020-17760-x

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清华大学何金良教授、李琦副教授提出利用超顺磁纳米颗粒实现聚合物电损伤自修复的方法

2018年12月31日,清华大学电机系何金良教授、李琦副教授及合作者在《自然•纳米技术》(Nature Nanotechnology,影响因子37.49)杂志上在线发表了题为《利用超顺磁纳米颗粒实现聚合物电损伤自修复》(Self-healing of electrical damage in polymers using superparamagnetic nanoparticles)的研究论文。该论文提出了在固态绝缘材料中实现电损伤自修复的方法,首次实现了绝缘材料在遭受电树破坏后电树通道的自愈合与绝缘性能的自恢复,同时保持材料的基础电气性能不受影响。该自修复策略广泛适用于聚烯烃等热塑性聚合物绝缘材料,为大幅提升电力电缆等电力装备及电子设备的使用寿命和可靠性提供了全新的方法。 近年来,随着全球能源互联网和特高压输电技术的迅速发展,电网电压等级逐渐提高,电网规模日益扩大。为了维持输电网络在载荷不断提升的状态下稳定运行,需要不断提升电气设备在极端工作条件下的可靠性和使用寿命。电气设备特别是高压电力装置的运行寿命,往往取决于绝缘组件的使用寿命,绝缘介质在长期运行过程中形成的电树缺陷是其发生绝缘破坏的主要原因。长期以来,固体绝缘材料的电树缺陷被认为是不可逆转的永久损伤,针对电树枝老化的研究主要是通过添加电压稳定剂、电树阻挡剂等延缓电树发展。然而绝缘材料的电树老化难以避免,电树缺陷一旦形成将大大降低绝缘寿命,甚至产生设备的永久破坏。 图片 电树靶向追踪和修复机制示意图 为了获得兼具电损伤修复功能和高介电强度的绝缘材料,该研究团队以聚烯烃电缆绝缘材料为基材,利用纳米颗粒在聚合物中的熵耗散迁移行为,结合超顺磁纳米颗粒的磁热效应,实现了热塑性绝缘材料的电树损伤靶向重复修复。通过基于高斯链模型的分子动力学模拟和微观实验表征,验证了电树损伤修复过程中纳米颗粒的迁移、扩散行为。泄漏电流和局部放电测试表明,该自修复方法能够使产生电树损伤的聚烯烃绝缘材料的电气绝缘性能得到完全恢复,并在多次修复中保持和纯聚烯烃绝缘相同的水平。该缺陷修复机制使用极低的超顺磁纳米颗粒填充量(0.1 vol.%以下)便可以实现,因此能够将自修复绝缘材料的电气击穿强度维持在基材的94%以上(如490 kV/mm),满足超特高压电缆输电等电力能源领域的应用需求。另外,针对电力电子器件、电动汽车无线充电装置等电气设备,该方法也有望在这些领域实现绝缘材料损伤的带电自修复和在线维护。 图片 电树枝损伤靶向追踪和修复行为的微观表征电气绝缘性能恢复 该论文的第一作者为清华大学电机系2014级博士生杨洋,通讯作者为电机系何金良教授、李琦副教授以及美国宾夕法尼亚州立大学王庆教授。合作者还包括清华大学电机系高雷博士、胡军副教授、曾嵘教授,美国斯坦福大学秦健助理教授、王善祥教授。该研究获得国家重点基础研究发展计划项目2014CB239500的资助,何金良教授为项目首席科学家。 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41565-018-0327-4

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清华大学李琦副教授、何金良教授:一种显著提高聚合物电介质高温储能特性的通用化、高通量、环境友好的制备方法

10月3日,清华大学电机系李琦副教授、何金良教授及合作者在《先进材料》(Advanced Materials)期刊上发表了题为《一种显著提高聚合物电介质高温储能特性的通用化、高通量、环境友好的制备方法》(A Scalable, High-Throughput and Environmentally Benign Approach to Polymer Dielectrics Exhibiting Significantly Improved Capacitive Performance at High Temperatures)的研究论文。该论文提出了一种可规模化的高温聚合物电容器薄膜制备方法,可大幅提高聚合物电容器薄膜在高温下的介电储能特性,有望与现有聚合物电容器薄膜制备生产线相结合实现产业化,解决电容器在电力电子、航空航天和电动汽车电控系统中面临的过热损坏难题。 电介质电容器具有极快的充放电效率和超高的功率密度,是一类极其重要的功率型储能器件,在电网调频、电磁武器、电力电子变换器、新能源汽车以及脉冲功率系统中发挥着关键作用。然而以聚合物电介质材料为主体的薄膜电容器热稳定性差,无法在高温环境下稳定工作。尤其在高电场作用下,温度升高会导致聚合物电介质内部泄漏电流呈指数上升趋势,造成充放电效率及储能密度急剧下降,无法满足应用需求。更严重的是,泄漏电流转变成焦耳热,使电容器温度持续上升,最终损坏。长期以来,国内外学者主要通过纳米掺杂来提升电容薄膜的高温介电储能性能,但目前无法实现规模化制备及应用。工业界的解决方法是引入冷却系统将工作环境温度降至电介质材料最高使用温度以下。例如,丰田普锐斯混合动力汽车电控系统使用冷却系统将环境温度从120-140摄氏度降至70-80摄氏度。然而,冷却系统的存在无疑会增加动力系统的质量和体积,降低燃料使用效率。 图片 高温电容器聚合物电介质薄膜规模化处理的工艺方法示意图 为解决上述问题,课题组提出采用等离子体增强化学气相沉积技术在聚合物薄膜表面快速沉积具有宽能带隙的纳米绝缘层,以提高电极/介质界面处的电荷注入势垒,从而抑制聚合物电介质薄膜在高温下的泄漏电流,大幅提高了聚合物电介质薄膜在高温、高电场下的储能特性。该方法能够实现在大气压条件下快速沉积,具备连续处理的能力;其室温沉积特性使得该方法直接适用于任意聚合物介质薄膜。通过引入卷对卷薄膜加工技术和动态沉积,可实现规模化、连续化生产。该方法具有无污染、简便、高效、低成本等特点,并且可与现有聚合物电容器薄膜生产线相兼容。目前课题组已在该技术领域申请多项国内专利和PCT专利,并正与相关企业联合进行产业化开发。 图片 薄膜沉积区照片、电介质薄膜表面纳米绝缘层断面扫描电镜图和薄膜高温介电储能特性 近年来,李琦副教授专注于先进电介质材料的基础研究和产业化开发,在材料结构设计和加工方法等领域取得了多项重要成果。相关工作发表在《自然》(Nature)、《美国科学院院刊》(PNAS)、《先进材料》(Advanced Materials)、《材料研究年度评述》(Annual Review of Materials Research)等期刊上。 该论文第一作者为清华大学电机系2014级博士生周垚,通讯作者为清华大学电机系李琦副教授、何金良教授以及美国宾夕法尼亚州立大学王庆教授,合作者还包括清华大学电机系曾嵘教授、胡军副教授及中科院电工研究所邵涛教授。该研究成果得到了国家自然基金面上项目和北京市自然基金的支持。 论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201805672

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清华大学李琦、何金良《ACS Nano》综述:如何认知介电聚合物纳米复合材料的界面

介电聚合物广泛应用于电能存储、传输和转换。随着能源需求的不断增加和新能源技术的迅速发展,要求介电聚合物具有更加优异的电学、热学和力学特性。通过向介电聚合物中掺入纳米尺寸的无机颗粒,可以得到具有卓越综合性能的介电聚合物纳米复合材料。目前,大量研究将这类纳米复合材料特异性能的起源归结为基体和颗粒之间的界面效应,因此,界面微区的结构-性能关系已成为该领域的研究热点。然而,不同领域的研究人员对界面问题采取的研究策略、表征方法存在较大差异,得到的研究结论不尽相同,导致对界面的认知程度仍远不能满足新材料的研发需求。 日前,清华大学李琦、何金良等发表综述文章,系统介绍了不同领域针对介电聚合物纳米复合材料中基质/颗粒界面的三类主要研究策略(图1),重点分析了这三类实验策略的独特优势与局限,以及如何联合及合理选择不同研究手段,从而能够更好地认知界面。 图片 图1 界面研究的的三种策略:基于纳米复合材料的体相研究、基于扫描探针显微镜的原位研究和基于模型聚合物的研究 首先,在基于纳米复合材料的体相研究策略中,按照研究界面分子结构、界面分子的动力学过程和电荷输运特性的顺序,介绍了FTIR、XPS、SFG、SAS、TGA、PALS、DSC、NMR、NSE、QENS、BDS、DMA、I-V、TSDC、ISPD、PEA等技术在界面研究中的应用。作为最经典的研究策略,这一策略采用了与实际应用中相似的体相复合电介质进行了表征,测量结果也将受到基体和填料等因素的影响,因此,这类方法的关键是从整体信号中提取界面特性的分析过程。在这一部分的最后,作者总结了这一策略的主要挑战,指出了在基于体相纳米复合材料进行界面研究时,需要仔细辨别材料体相特性的变化与界面区域的关系。 图片 图2基于体相纳米复合物的界面分子动力学过程研究 其次,介绍了基于扫描探针显微镜的原位研究策略。该策略是在暴露界面的样品上利用扫描探针显微镜的高空间分辨率和多功能直接检测界面的结构和性能。按照研究界面分子结构、界面的机械特性、界面的极化和电荷积聚特性的顺序,介绍了NanoIR、Nanoindentation、AM-AFM、BE-AFM、ImAFM、Peakforce QNM、nanoDMA、DC-EFM、AC-EFM、nanoDS、τ mapping、KPFM、open-loop KPFM、PFM、nanoISPD等技术在界面研究中的应用。作为一种正在兴起的研究策略,本部分详细介绍了这一策略中样品的制备方式和具体测试方案。在这一部分的最后,总结了将扫描探针技术应用于界面探测中面临的探测理论可靠性和空间分辨能力问题,指出了在采用这一策略进行界面研究时,应该重点关注样品的形貌、测试环境、信号的来源与扫描探针显微镜对界面的分辨能力等关键问题。 图片 图3基于扫描探针显微镜的界面电荷传输特性研究 第三类策略基于模型聚合物。该策略的基础是认为不同形式的界面具有相似性,因此可以在更简单的界面模型体系中进行界面的实验研究。该策略实际采用的体系一般是具有更稳定和更大比例界面相的特殊样品(例如平板上的纳米薄膜),这将大大简化分析过程。该策略主要根据研究界面化学键、官能团、分子链取向、密度、厚度、结晶相、分子动态过程的具体需求,将成熟的测试技术微调后应用到模型样品中。这一策略是一类已被广泛用于高分子物理领域的界面研究策略,将有助于理解介电聚合物纳米复合材料中的界面问题,作者在该部分最后总结了使用这类策略研究界面时不应忽视的表面效应和尺寸效应等问题。 图片 图4基于一维模型聚合物的界面结构特性研究 图片 图5三种实验策略的总结与比较 在全文的最后,作者从多个方面总结和比较了上述三类实验策略(图5),并指出它们的优缺点、关键问题以及有待建立的实验方案。此外,文章对现有实验策略的挑战进行了分析,并对未来的界面研究提出了建议。 本文旨在为来自不同领域的界面研究者搭建沟通的桥梁,打破研究的壁垒,从而突破对介电聚合物纳米复合材料中界面的认知,并最终促进在介观甚至微观尺度设计和开发高性能介电聚合物纳米复合材料。成果以“Polymer Nanocomposite Dielectrics: Understanding the Matrix/Particle Interface”为题发表在《ACS Nano》(DOI: 10.1021/acsnano.2c07404)。论文第一作者是清华大学2018级博士生王少杰,通讯作者为清华大学李琦副教授和何金良教授。该工作得到了国家优青项目和创新研究群体项目的支持。 论文链接: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.2c07404

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