PAGEPAGE62023年寧波市科學技術(shù)獎提名成果公示信息項目名稱：夏熱冬冷地區(qū)相變儲熱墻體材料高性能化與低碳設(shè)計基礎(chǔ)研究提名單位：寧波工程學院、哈爾濱工業(yè)大學提名獎項類別：基礎(chǔ)研究類提名獎勵等級：一等獎項目簡介：水泥基材料的發(fā)明至今已有近200年歷史，目前和未來數(shù)十年都將是各類土木建筑工程中用量最多、使用范圍最廣的基礎(chǔ)建筑材料。傳統(tǒng)水泥基材料主要以提供力學強度為主，存在蓄熱量低、調(diào)溫能力差，功能與結(jié)構(gòu)性能兼容性差等問題，無法滿足極端環(huán)境下建筑居住熱舒適和“雙碳”目標下的建筑節(jié)能降耗要求。開發(fā)先進低碳建筑材料，探究性能調(diào)控機理，已成為建筑材料領(lǐng)域的研究熱點。面向國家重大戰(zhàn)略需求，經(jīng)過十余年的研究，該項目組通過建立相變材料性能調(diào)控構(gòu)效關(guān)系，開發(fā)低碳水泥基材料設(shè)計新途徑，提出相變儲熱水泥基材料熱-力性能增強機制，為解決極端環(huán)境下建筑建造及運維的碳排放高與熱供給時空不匹配等問題提供了新材料和理論基礎(chǔ)。本項目的重要科學發(fā)現(xiàn)如下：（1）原創(chuàng)了準共晶體系相變材料梯級溫度成核生長調(diào)控思路，實現(xiàn)了相變儲熱材料在設(shè)定溫度區(qū)間的連續(xù)調(diào)溫功能；探明了載體材料/添加劑對定型相變材料焓值、熱導率、過冷度及寬域調(diào)溫性能的影響規(guī)律及作用機理；研發(fā)了陶粒載體原位造孔及其梯度分布、相變材料材性精準調(diào)控新方法、新技術(shù)，解決了相變材料易泄露、導熱低及材性可塑性差等瓶頸問題。（2）研發(fā)了凝灰?guī)r尾礦石粉、鋼渣脫硫副產(chǎn)物等惰性固廢的多重活化技術(shù)，探明了內(nèi)源性硫酸鹽在混凝土內(nèi)的時空變化及其帶來的損傷程度，發(fā)展了低碳膠凝材料制備方法及其綠色水泥基體設(shè)計準則；揭示了碳捕集下水泥基體-骨料界面納米碳酸鈣生長與尺寸調(diào)控機制，形成了原位反應(yīng)自生效應(yīng)的相變儲熱骨料-水泥基體界面區(qū)強化技術(shù)；進而構(gòu)建了基體強化設(shè)計和微界面調(diào)控的相變儲熱水泥基材料協(xié)同體系。（3）建立了復雜氣候下交變溫度-相變蓄熱多場耦合的墻體溫度時空演化預測模型，闡明了相變材料對圍護結(jié)構(gòu)熱惰性的提升機理，開創(chuàng)了基于保溫隔熱-相變蓄熱協(xié)同作用的相變儲熱墻體節(jié)能控溫理論與方法；優(yōu)化了夏熱冬冷地區(qū)季節(jié)適應(yīng)性儲能相變墻體的設(shè)計準則、構(gòu)造措施及施工工藝，開發(fā)了相變材料梯級利用墻體，提出了復雜氣候下儲熱墻體的熱/濕性能調(diào)控、預測與節(jié)能評價方法。項目已發(fā)表SCI論文70余篇，包括JournalofMaterialsChemistryA、CementandConcreteComposites、JournalofCleanerProduction、Energy、RenewableEnergy等建筑材料和能源領(lǐng)域國際著名期刊，入選ESI高被引論文10篇（包括1篇熱點論文），該項目10篇代表性論文總計被Joule、Energy&EnvironmentalScience等期刊SCI他引530次，單篇最高他引114次，獲得了國際學術(shù)界的認可。獲授權(quán)發(fā)明專利10余項、軟著3件，編制國家標準與行業(yè)規(guī)范3部。研究成果在美麗鄉(xiāng)村建筑節(jié)能、地下空間結(jié)構(gòu)建造與運維等國內(nèi)重點工程得到了成功應(yīng)用，取得良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，并受到國際同行廣泛關(guān)注與認可?？陀^評價：本項目的10篇代表性論文被SCI他引530次，單篇最大他引114次。1）對代表性論文1(TheoreticalandAppliedFractureMechanics,2022,117,103169)的評價：目前被SCI他引8次。國際知名期刊Fatigue&FractureofEngineeringMaterials&Structures（影響因子=3.5）在(2022,45,2958-2977)、(2022,45,2940-2957)文章中均引用了本工作。并在(2023,63,105542)肯定了研究團隊的工作：“ReviewofavailableworksrevealsthatsometestspecimensincludingSCBshortandlongcrackedbeamssubjectedtothree-orfour-pointbending,centercrackedBraziliandiskunderdiametriccompression,andtheENDBareamongthecommonusedtestsamplesforinvestigatingmixedmodesIandIIfractureinasphalticmaterials.”。2）對代表性論文2(EngineeringFailureAnalysis,2022,137,106278)的評價：目前被SCI他引5次。國際知名期刊JournalofBuildingEngineering（影響因子=6.4）在(2023,65,105720)、ConstructionandBuildingMaterials（影響因子=7.4）在(2022,352,129023)文章中均引用了本工作。國際知名期刊OceanEngineering(影響因子=5.0)2023年文章(2023,276,114314)肯定了研究團隊的工作：“Intheliterature(Yinetal.,2022),aseriesoftransportmodelsforsulfateioninconcretearecommended,andinthesemodels,variousfactorslikediffusionbehavior,liquidadvection,ion-ioninteraction,electricalfieldandtemperatureeffectetc.affectingtheiontransportareconsideredmoreorless.”。3）對代表性論文3(JournalofCleanerProduction,2018,196,726-738)的評價：目前被SCI他引48次。國際知名期刊CementandConcreteComposites(影響因子=10.5)2023年文章(2023,140,105103)、（2020,110,103569）、JournalofCleanerProduction（影響因子=11.1）2021年文章(2021,278,123897)、（2019,225，1169-1183）均引用了本工作。國際知名期刊Fuel(影響因子=7.4)2019年文章(2019,245,1-12)引用了本文的實驗過程，并得到了驗證。4）對代表性論文4(JournalofCleanerProduction,2018,191,220-232)的評價：目前被SCI他引114次。國際知名期刊CompositesPartB:Engineering(影響因子=13.1)2022年文章(2022,247,110328)、(2022,232,109654)、高水平期刊JournalofCleanerProduction(影響因子=11.1)2019年文章(2019,218,273-283)；CementandConcreteResearch2022年文章(影響因子=11.4)(2021,141,106387)均引用了本工作。國際知名期刊CementandConcreteComposites(影響因子=10.5)2023年文章(2023,137,104934)肯定了研究團隊的工作:“ItenablestheformationofMOScementpastewithimprovedstrengthgainandvolumestability.”。5）對代表性論文5(JournalofVisualCommunicationandImageRepresentation,2019,61,141-148)的評價：目前被SCI他引9次。國際知名期刊InternationalJournalofAppliedEarthObservationandGeoinformation(影響因子=7.2)2023年文章(2023,122，103428)引用了本工作。高水平期刊InternationalJournalofAdvancedRoboticSystems（影響因子=2.3）2020年文章(2020,17,3)肯定了研究團隊的工作：“……usedtheimageprocessingofintelligentbuildingsasthebasictheoreticalplatform,andbasedonthepatternrecognitiontechnology,studiedimageprocessing,imageextraction,andimagerecognitioninimageprocessingofbuildingintelligentenvironment,andproposedreasonablesolutions.”。6）對代表性論文6(EnergyConversionandManagement,2022,183,791-802)的評價：目前被SCI他引31次。國際知名期刊RenewableandSustainableEnergyReviews(影響因子=15.9)2022年文章(2021,140,110751)、SustainableCitiesandSociety（影響因子=11.7）2022年文章(2022,79,103690)、高水平期刊AppliedEnergy(影響因子=11.2)2021年文章(2021,301,117467)、(2023,331,120471)均引用了本工作。高水平期刊EnergyandBuildings（影響因子=6.7）2023年文章(2023,258,111824)肯定了研究團隊的工作：“30%reductioninenergyconsumptionover3dayswhenPCMwallboardisused.”。7）對代表性論文7(Energy,2019,167,1031-1039)的評價：目前被SCI他引83次。國際知名期刊RenewableandSustainableEnergyReviews(影響因子=15.9)2022年文章(2022,168,112806)、AppliedEnergy（影響因子=11.2）2022年文章(2022,323,119594)、（2022,321，119347）、高水平期刊SustainableCitiesandSociety(影響因子=11.7)2020年文章(2020,53,101884)均引用了本工作。高水平期刊Aggregate(影響因子=18.8)2023年文章(2023,24,10)肯定了研究團隊的工作：“Inaddition,MOFscomposedofnitrogen-containingorganicligandssuchasmethylimidazolecangeneratenitrogen-dopedcarbonnanomaterialsafterpyrolysis,resultinginhigherthermalconductivity.”。8）對代表性論文8(JournalofMaterialsChemistryA,2016,4,18134-18143)的評價：目前被SCI他引58次。國際知名期刊AdvancedCompositesandHybridMaterials（影響因子=20.1）2023年文章(2023,6,74-87)、AppliedEnergy(影響因子=15.1)2021年文章(2021,292,116845)、CementandConcreteComposites(影響因子=10.5)2020年文章(2020,110,103596)均引用了本工作。高水平期刊JournalofCleanerProduction(影響因子=11.1)2020年文章(2020,276,123300)肯定了研究團隊的工作：“…...indicatingthattheincreasingadditionofFAplaysanadverseroleontheporestructureofFA-CMsampleunderRTcuringatearlyage”。9）對代表性論文9(RenewableEnergy,2018,115,734-740)的評價：目前被SCI他引84次。國際知名期刊ChemicalEngineeringJournal(影響因子=15.1)2022年文章(2022,3,708-741)、InternationalMaterialsReviews（影響因子=16.1）2023年文章(2023,68,140-183)、高水平期刊AppliedEnergy(影響因子=11.2)2023年文章(2023,331,120375)均引用了本工作。國產(chǎn)高水平期刊Journalofenergystorage(影響因子=9.4)2022年文章(2022,53,105108)肯定了研究團隊的工作：“ThisimprovednucleationeffectcanpromotetheformationofamoreorderedPA-SAstructure,whichwillleadtoanincreaseoflatentheat.”。10）對代表性論文10(SolarEnergyMaterials&SolarCells,2017,160,18-25)的評價：目前被SCI他引90次。國際知名期刊Matter(影響因子=18.9)2020年文章(2020,3,708-741)、InternationalMaterialsReviews（影響因子=16.1）2023年文章(2023,68,140-183)、高水平期刊AppliedEnergy(影響因子=11.2)2019年文章(2019,238,942-951)均引用了本工作。高水平期刊Journalofenergystorage(影響因子=9.4)2019年文章(2019,24,100794)肯定了研究團隊的工作：“Liuetal.enhancedthethermalconductivityofsodiumsulfatedecahydrateanddisodiumhydrogenphosphateby61.3%(solidphase)and21.7%(liquidphase)with4.5%aluminaandmaintainedat1.6?°Cforsupercoolingover60cycles”。主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻：排名單位名稱對本項目科技創(chuàng)新和推廣應(yīng)用支撐作用情況1寧波工程學院作為本項目的主要完成單位，提出項目整體研究思路，主持項目全面工作2哈爾濱工業(yè)大學開發(fā)基于原位反應(yīng)自生效應(yīng)的相變儲熱骨料-水泥基體界面區(qū)強化技術(shù)代表性論文（專著）目錄：序號作者論文專著名稱/刊物年卷頁碼（X年X卷X頁）發(fā)表時間他引總次數(shù)1XiaodongWen;LeiFeng;GuangjiYin;QifengLiang;M.R.M.Aliha;P.JHaghighatpourRelationshipbetweenlow-temperatureKIcandKIIcvaluesofbitumenwithdifferentperformancegradesandcomparisonwithnaturallysolidmaterials/TheoreticalandAppliedFractureMechanics2022,117,1031692022.0282GuangjiYin;ZiqiShan;LingMiao;YujuanTang;XiaobaoZuo;XiaodongWenFiniteelementanalysisonthediffusion-reaction-damagebehaviorinconcretesubjectedtosodiumsulfateattack/EngineeringFailureAnalysis2022,137,1062782022.0653LingQin;XiaojianGao;QiyanLiUpcyclingcarbondioxidetoimprovemechanicalstrengthofPortlandcement/JournalofCleanerProduction2018,196,726-7382018.6484LingQin;XiaojianGao;TiefengChenRecyclingofrawricehusktomanufacturemagnesiumoxysulfatecementbasedlightweightbuildingmaterials/JournalofCleanerProduction2018,191,220-2322018.41145WeiCai;XiaodongWen;QiuTu;XiujuanGuoResearchonimageprocessingofintelligentbuildingenvironmentbasedonpatternrecognitiontechnology/JournalofVisualCommunicationandImageRepresentation2019,61,141-1482019.0596ChaoenLi;HangYu;YuanSong;YinTang;PengdaChen;HuixinHu;MengWang;ZhiyuanLiuExperimentalthermalperformanceofwallboardwithhybridmicroencapsulatedphasechangematerialsforbuildingapplication/JournalofBuildingEngineering2020,28,1010512020.03317ChaoenLi;HangYu;YuanSong;HaoLiang;XunYanPreparationandcharacterizationofPMMA/TiO2hybridshellmicroencapsulatedPCMsforthermalenergystorage/Energy2019,167,1031-10392019,01838YushiLiu;MingjunXie;XiaojianGao;YingziYang;YuanSangExperimentalexplorationofincorporatingform-stablehydratesaltphasechangematerialsintocementmortarforthermalenergystorage/AppliedThermalEngineering2018(140)112-1192018.05589YushiLiu;YingziYangForm-stablephasechangematerialbasedonNa2CO3?10H2O-Na2HPO4?12H2Oeutectichydratedsalt/expandedgraphiteoxidecomposite:Theinfluenceofchemicalstructuresofexpandedgraphiteoxide/RenewableEnergy2018,115,734-7402017.88410YushiLiu;YingziYangUseofnano-α-Al2O3toimprovebinaryeutectichydratedsaltasphasechangematerial/SolarEnergyMaterials&SolarCells2017,160,18-252016.10909、主要知識產(chǎn)權(quán)和標準規(guī)范目錄知識產(chǎn)權(quán)（標準規(guī)范）類別知識產(chǎn)權(quán)（標準規(guī)范）具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號（標準規(guī)范編號）授權(quán)（標準發(fā)布）日期權(quán)利人（標準規(guī)范起草單位）發(fā)明人（標準規(guī)范起草人）發(fā)明專利（標準規(guī)范）有效狀態(tài)發(fā)明專利一種工程廢棄土免燒功能梯度復合陶粒及其制備方法中國CN110156427B2021-04-27寧波工程學院溫小棟;張盛楠;馮蕾;張振亞;冉澤;孫華強有效發(fā)明專利製鋼スラグ脫硫副産物と建設(shè)殘土を利用した制御型低強度材料及びその製造方法日本JP7128557(B1)