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8月27日至30日，由教育部高等學(xué)校能源動(dòng)力專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)指導(dǎo)，全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽委員會(huì)主辦的2020“賽迪環(huán)保杯”第十三屆全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽在重慶大學(xué)落下帷幕。西安交通大學(xué)獲得特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)4項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)7項(xiàng)，獲獎(jiǎng)數(shù)量位居全國(guó)高校前列，并獲全國(guó)高校優(yōu)秀組織獎(jiǎng)。

中國(guó)科學(xué)院院士、教育部高等學(xué)校能源動(dòng)力專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任何雅玲教授發(fā)言

本屆競(jìng)賽以“節(jié)能減排 綠色能源”為主題，吸引來(lái)自清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)等405個(gè)高校的4138件作品參賽，參賽高校數(shù)量歷史之最。經(jīng)過(guò)專家組的網(wǎng)評(píng)和匯評(píng)，最終經(jīng)過(guò)初賽共選出1366件作品進(jìn)入會(huì)評(píng)，最終決賽共評(píng)出特等獎(jiǎng)10項(xiàng)（0.24%），一等獎(jiǎng)91項(xiàng)（2.19%），二等獎(jiǎng)118項(xiàng)（2.85%），三等獎(jiǎng)672項(xiàng)。

何雅玲院士為西安交大特等獎(jiǎng)獲得者頒獎(jiǎng)

國(guó)賽期間，中國(guó)科學(xué)院院士、教育部高等學(xué)校能源動(dòng)力專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任何雅玲老師，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長(zhǎng)、教務(wù)處處長(zhǎng)、招辦主任王秋旺老師專程來(lái)到酒店看望參賽學(xué)生代表，并叮囑同學(xué)們做好個(gè)人防疫工作、注意人身安全，把握好這次難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，返校后多向同學(xué)們傳達(dá)自己的所學(xué)所感，進(jìn)一步做好自己的學(xué)習(xí)和科研。

慰問(wèn)學(xué)生

西安交通大學(xué)

部分入圍終審決賽作品簡(jiǎn)介

特 等 獎(jiǎng)

一種基于超聲波強(qiáng)化傳熱的相變儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)

學(xué)生作者：錢琛懌、蔡凌霄、司天譽(yù)、鄭笑天、魏捷

指導(dǎo)教師：王秋旺

項(xiàng)目介紹：相變儲(chǔ)能作為一種高效的能源存儲(chǔ)和調(diào)度手段，在未來(lái)能源格局中具有巨大的研究潛力?，F(xiàn)有的相變儲(chǔ)能技術(shù)存在相變材料熔化速率慢、熔化不均勻等問(wèn)題。超聲波作為一種特殊的強(qiáng)化傳熱手段，可以加快相變材料熔化速率。前人所作研究均將超聲波換能器布置于容器外表面，存在超聲波傳導(dǎo)損失大、能源利用率低等缺點(diǎn)。基于此背景，本作品通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了一種新型的超聲波優(yōu)化相變儲(chǔ)能技術(shù)系統(tǒng)。針對(duì)傳導(dǎo)損失大的問(wèn)題，采用功率為35W，頻率為 43kHz 的壓電陶瓷片代替大體積的超聲波振子，使傳熱過(guò)程與超聲波振動(dòng)耦合;超聲波發(fā)生器在腔體內(nèi)與相變材料接觸，相較外置超聲波系統(tǒng)超聲波傳入系統(tǒng)損耗降低26%;針對(duì)換熱不均的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了超聲波發(fā)生器組布置方案及自動(dòng)控制系統(tǒng)控制邏輯，儲(chǔ)能單元內(nèi)部熔化相界面均勻度顯著提升。數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本系統(tǒng)在環(huán)境溫度為室溫、相變材料熔點(diǎn)為 35°C條件下，相變材料熔化速率與無(wú)超聲波優(yōu)化對(duì)照組相比提升 50%以上，具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)到了優(yōu)化儲(chǔ)能單元綜合效率、儲(chǔ)能單元內(nèi)能量收放快速準(zhǔn)確控制的目的，節(jié)能減排潛力巨大。此處錯(cuò)誤（守護(hù)椅主要有輪椅、助行器以及拿取物品三種模式，分別起到代步、幫助老年人行走鍛煉以及拿取日常生活物品的功能，主要有防摔輪、機(jī)械臂等創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，輕巧靈活，安全便捷，滿足老人日常生活需求，真正服務(wù)于老人。）

一 等 獎(jiǎng)

基于摩擦-壓電耦合起電效應(yīng)的高效發(fā)電系統(tǒng)

學(xué)生作者：宋德培、黃羿琿、夏雨晨、張鵬、高雨軒

指導(dǎo)教師：周致富

項(xiàng)目介紹：針對(duì)傳統(tǒng)水力發(fā)電需水量大、設(shè)備龐大等局限性，本項(xiàng)目以研制高電荷密度、大瞬時(shí)功率的摩擦-壓電耦合發(fā)電裝置，提高對(duì)小規(guī)模、不連續(xù)雨滴機(jī)械能的利用率、減少碳排放為目標(biāo)，建立了基于摩擦-壓電耦合起電效應(yīng)的高效發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)展了運(yùn)用復(fù)合發(fā)電材料的新型發(fā)電結(jié)構(gòu)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在體積為100，壓力為0.2 Mpa和頻率為5 Hz的射流沖擊下，單個(gè)發(fā)電結(jié)構(gòu)輸出的開路電壓最大可以達(dá)到100 V，相比文獻(xiàn)中的同類型納米摩擦發(fā)電機(jī)輸出電壓提高了約230%，短路電流可以達(dá)到220，至少可驅(qū)動(dòng)25盞以上的LED燈組，有效地收集了雨水中的能量，體現(xiàn)了對(duì)自然界中清潔能源和可再生能源充分利用，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前關(guān)鍵發(fā)電結(jié)構(gòu)和雨水能量整體回收系統(tǒng)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利兩項(xiàng)（申請(qǐng)?zhí)枺?02010457516.4，202010457515.X）。

納米磁性流體磁驅(qū)動(dòng)熱管及磁蒸發(fā)器設(shè)計(jì)

學(xué)生作者：唐澤田、商逸民、賀曦煜、張興邦、彭雅婷

指導(dǎo)教師：陳雪江、張可

項(xiàng)目介紹：由于能源與環(huán)境問(wèn)題的日漸突出，散熱需求不斷加大，傳統(tǒng)風(fēng)冷、水冷逐漸不能滿足工業(yè)需求，探求高效、適用性廣的散熱技術(shù)逐漸成為科研熱點(diǎn)。本作品采用納米磁性流體強(qiáng)化換熱，利用熱磁對(duì)流設(shè)計(jì)的熱磁泵提供循環(huán)動(dòng)力，采用相變換熱實(shí)現(xiàn)高效的熱量傳遞，以期獲得傳統(tǒng)熱管實(shí)用性與使用性能的提升。本作品設(shè)計(jì)技術(shù)包括磁驅(qū)動(dòng)熱管與磁蒸發(fā)器管路磁路設(shè)計(jì)、數(shù)值仿真技術(shù)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)，相關(guān)技術(shù)已申請(qǐng)專利。本作品經(jīng)濟(jì)效益在于：相比傳統(tǒng)液冷泵功下降16.3%，單管換熱性能提升41%；管材替換少，可于原裝置進(jìn)行升級(jí)；提高整體空間利用率，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；用于CPU散熱，靜態(tài)功耗下降約60%；工質(zhì)對(duì)環(huán)境友好，有望替代傳統(tǒng)制冷劑。

電石爐-石灰窯耦合的新型余熱回收及梯級(jí)利用系統(tǒng)

學(xué)生作者：辛昊哲，劉德文，辛世紀(jì)，詹舒童，王澤

指導(dǎo)教師：車得福，劉虎

項(xiàng)目介紹：本作品針對(duì)現(xiàn)有電石生產(chǎn)流程，系統(tǒng)耦合電石爐和石灰窯用能，將電石爐余熱用于石灰窯石灰燒制過(guò)程，有效提高能源利用率、降低碳排放水平。另外，本作品設(shè)計(jì)了一個(gè)以爐口密閉環(huán)形筒為核心的高效余熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)將2000 ℃左右的熔融態(tài)電石余熱分級(jí)回收。高溫段（2000 ℃-1400 ℃）余熱回收后通過(guò)ORC系統(tǒng)發(fā)電，低溫段（1400 ℃-200 ℃）預(yù)熱空氣后，將高溫空氣和電石爐氣一同送入石灰窯中進(jìn)行石灰燒制，減少了石灰生產(chǎn)過(guò)程中能量消耗。此外，基于熱量回收、物質(zhì)循環(huán)理念，利用高溫電石爐尾氣預(yù)熱生產(chǎn)原料蘭炭，將部分蘭炭粉末作為輔助燃料與電石爐氣混合煅燒石灰，另一部分作為原料和產(chǎn)生的生石灰送入電石爐中生產(chǎn)電石，實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源和能量的高效利用。2019年我國(guó)電石生產(chǎn)達(dá)2900萬(wàn)噸，經(jīng)測(cè)算，與傳統(tǒng)工藝相比，本系統(tǒng)可回收CO廢氣1268.8萬(wàn)噸，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤154.6萬(wàn)噸，折合減少CO2排放403萬(wàn)噸，所需蘭炭可減少近70 %，多盈利近11億元，降低了電石的生產(chǎn)成本，節(jié)能減排效果顯著。

退役鋰離子電池帶電拆解與余熱回收一體化設(shè)計(jì)

學(xué)生作者：曹景寧，張亞楠，魏帥，劉夢(mèng)鴿，牛金盆

指導(dǎo)教師：丁書江，楊國(guó)銳

項(xiàng)目介紹：本作品主要由電池拆解裝置、余熱回收裝置及氮?dú)夤芾硌b置三部分構(gòu)成。電池拆解裝置 位于密封殼內(nèi)，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣制造惰性氛圍，同時(shí)將拆解釋放的熱量快速吹掃排出， 控制拆解裝置溫度，防止電池起火爆炸。余熱回收裝置中，前端的脈沖除塵器進(jìn)行除塵；高溫氣體在換熱器內(nèi)與水進(jìn)行熱交換，轉(zhuǎn)換熱水在冬季進(jìn)行供暖，其余時(shí)間連接溴化鋰機(jī)組制冷；凈化腔除去有機(jī)物和氟化物等雜質(zhì)并降溫氣體；干燥器除去殘余水分；凈化干燥后的氮 氣進(jìn)入氮?dú)夤芾硌b置，暫時(shí)儲(chǔ)存、補(bǔ)充，后在節(jié)流閥控制下，循環(huán)利用。各裝置間通過(guò)氣體管道連接，保證系統(tǒng)處于氮?dú)猸h(huán)境，并設(shè)有各類傳感器，精準(zhǔn)控制參 數(shù)，便于實(shí)時(shí)反饋到電路系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制?？傊?，該設(shè)計(jì)從綠色環(huán)保的角度出發(fā)，優(yōu)化現(xiàn) 有電池拆解技術(shù)，對(duì)殘余能量進(jìn)行充分利用，節(jié)能減排，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)收益。

二 等 獎(jiǎng)

1308113智能氣流探尋長(zhǎng)航時(shí)太陽(yáng)能飛行器

（該項(xiàng)目源自于西安交通大學(xué)學(xué)生航模隊(duì)）

學(xué)生作者：王宇晗、陳澤訓(xùn)、張夢(mèng)凡、宋英政、王緒暾、羅楊

指導(dǎo)教師：馬挺

項(xiàng)目介紹：智能氣流探尋太陽(yáng)能飛行器，是一款同時(shí)利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的新型高效能無(wú)人飛行器。該飛行器能源利用率高，擁有極強(qiáng)續(xù)航和自持能力，對(duì)光照條件的依賴程度相比傳統(tǒng)太陽(yáng)能飛行器極大降低。目前在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的屬于新興研究方向。本團(tuán)隊(duì)為了提高飛行器的性能和穩(wěn)定性，自主研發(fā)了一款專為混合動(dòng)力太陽(yáng)能飛機(jī)使用的飛行控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合衛(wèi)星GPS、紅外傳感器、空速管等外掛硬件，可以更高效的幫助飛機(jī)穩(wěn)定姿態(tài)按照航線飛行，同時(shí)利用牛頓梯度下降法自主探尋航線附近上升氣流，以最大限度地獲取外界能源來(lái)持續(xù)飛行。同傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)相比，該飛行器除了可以利用太陽(yáng)能外，還能自主利用上升氣流輔助飛行；該飛行器通過(guò)利用風(fēng)能降低了對(duì)光照的依賴，顯著提高了飛行性能，相比同類產(chǎn)品其載重比提高了74.6%，航程提高了42.8%，航時(shí)則提高了122.2%。

一種完全基于太陽(yáng)能的大氣式CO2捕集與逆燃燒一體化裝置

學(xué)生作者：朱建軍、黃少軒、王梓程、徐德全、劉師承

指導(dǎo)教師：周屈蘭

項(xiàng)目介紹：針對(duì)現(xiàn)有的CO2捕集和封存（Carbon Capture and Storage，CCS）技術(shù)僅能適用少數(shù)高濃度排放源、能耗高、封存可靠性差等局限性，本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種完全基于太陽(yáng)能的大氣式CO2捕集與逆燃燒耦合裝置，包括CO2捕集模塊、解吸與傳遞模塊、光催化轉(zhuǎn)化模塊和甲醇分離模塊，并對(duì)以上各模塊進(jìn)行了優(yōu)化：耦合輻射傳熱與自然對(duì)流原理將CO2捕集塔線形優(yōu)化為雙曲線型，并通過(guò)流動(dòng)模擬獲得最佳的捕集填料安裝位置與操作參數(shù)，CO2捕集率達(dá)到81.6%；光催化反應(yīng)器采用仿生學(xué)設(shè)計(jì)思路，仿苔蘚形狀的催化劑負(fù)載結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)的光催化反應(yīng)器，對(duì)反應(yīng)溶液的有效利用率提高了約4-5倍；采用由線性菲涅爾反射鏡陣列、CPC聚光器組成的聚光系統(tǒng)，使得光催化反應(yīng)器獲得的光能是直接照射條件下的12.43倍。該裝置能夠利用太陽(yáng)能直接捕集大氣中低濃度的CO2并就地轉(zhuǎn)化為有機(jī)燃料，將CO2捕集與轉(zhuǎn)化耦合，形成大氣碳元素捕集與轉(zhuǎn)化的全新循環(huán)利用方式。

自持式MOF-BM耦合全天候淡水及氫能聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

學(xué)生作者：董家偉、倪一帆、趙子涵、孫忠昊、王培宇

指導(dǎo)教師：敬登偉

項(xiàng)目介紹：針對(duì)沙漠地區(qū)淡水資源缺乏，太陽(yáng)能資源豐富的特點(diǎn)以及現(xiàn)有淡水收集系統(tǒng)存在的問(wèn)題，自持式太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)氫能及全天候淡水聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)既能穩(wěn)定提供淡水又能有效利用太陽(yáng)能，具有廣闊的應(yīng)用前景。該系統(tǒng)對(duì)MOF（金屬有機(jī)框架材料）和納米布沙漠甲蟲BM(仿生材料)進(jìn)行耦合，針對(duì)夜晚和白天溫度不同設(shè)計(jì)兩種工作模式，實(shí)現(xiàn)全天候不間斷快速制備淡水。此外，收集的水滴可被管道引流至制氫裝置中，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫能，實(shí)現(xiàn)了淡水與氫能聯(lián)產(chǎn)。并且該系統(tǒng)創(chuàng)新性地將MOF與仿生材料以X:Y的比例耦合并按照一定間距集成，使24小時(shí)集水量提高到現(xiàn)有MOF集水裝置的1.5-2.1倍；使用仿生材料取代冷凝模塊，降低裝置成本；創(chuàng)新性地提出將沙漠太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫能的方案；原材料制備過(guò)程及工作過(guò)程中產(chǎn)生的污染極小，對(duì)環(huán)境十分友好。

移交會(huì)旗

西安交大從2019年12月準(zhǔn)備本屆競(jìng)賽，在教務(wù)處、研究生院、科研院、實(shí)踐教學(xué)中心、各學(xué)院、書院的大力支持下，由校團(tuán)委、能動(dòng)學(xué)院具體負(fù)責(zé)組織實(shí)施。受到疫情影響，學(xué)校創(chuàng)新采用實(shí)物展示和線上答辯的方式，邀請(qǐng)校內(nèi)專家教授及企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行綜合評(píng)審，通過(guò)校內(nèi)賽選拔，共推薦15件作品入圍全國(guó)決賽。西安交通大學(xué)作為教育部高等學(xué)校能源動(dòng)力專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員單位，何雅玲院士、豐鎮(zhèn)平教授、王秋旺教授多次擔(dān)任全國(guó)競(jìng)賽專家評(píng)委并對(duì)全校參賽項(xiàng)目進(jìn)行了統(tǒng)一的指導(dǎo)和評(píng)審。

拓展閱讀

全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽緊密圍繞國(guó)家重大需求、著重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力與協(xié)作精神，為能源與環(huán)境領(lǐng)域培養(yǎng)優(yōu)秀接班人。根據(jù)組委會(huì)安排，2021年全國(guó)國(guó)賽將在山東大學(xué)舉辦。