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科研創(chuàng)新，成果滿滿

合作共贏，攜手共進(jìn)

交大人，前進(jìn)！

近期，西安交大科研人員在廢熱能量回收研究、無鉛壓電薄膜、非晶硅材料、異質(zhì)結(jié)摻雜有機(jī)光伏機(jī)理研究、量子物理等領(lǐng)域相繼取得重要進(jìn)展。

國家科技重大專項“航空航天制造領(lǐng)域高速高效數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新能力平臺建設(shè)”、“國產(chǎn)光柵部件在數(shù)控機(jī)床運(yùn)動精度提升中的示范應(yīng)用”課題與智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點專項國家重點研發(fā)計劃項目“能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行與交易基礎(chǔ)理論”均通過了綜合績效評價。

同時，西安交大與深圳市博德維環(huán)境技術(shù)股份有限公司及東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司成立聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊，開發(fā)先進(jìn)儲能系統(tǒng)。

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｜目錄｜

1、西安交大科研人員在廢熱能量回收研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

2、西安交大研究人員“變廢為寶”實現(xiàn)無鉛壓電薄膜性能突破

3、西安交大研究人員發(fā)現(xiàn)非晶硅“拉強(qiáng)壓弱”的反常行為

4、西安交大科研人員在異質(zhì)結(jié)摻雜有機(jī)光伏機(jī)理研究中取得進(jìn)展

5、西安交大科研團(tuán)隊在紫磷烯二維力學(xué)特性研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

6、西安交大科研人員在量子物理領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展

7、“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點專項國家重點研發(fā)計劃項目“能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行與交易基礎(chǔ)理論”綜合績效評價會議舉行

8、西安交大-博德維-東方汽輪機(jī)成立聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊 開發(fā)先進(jìn)儲能系統(tǒng)

9、國家科技重大專項“航空航天制造領(lǐng)域高速高效數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新能力平臺建設(shè)”通過綜合績效評價

10、國家科技重大專項“國產(chǎn)光柵部件在數(shù)控機(jī)床運(yùn)動精度提升中的示范應(yīng)用”課題綜合績效評價通過

科研創(chuàng)新 成果滿滿

#01

西安交大科研人員

在廢熱能量回收研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

發(fā)表期刊

Nano Energy

內(nèi)容摘要

在能源危機(jī)的背景下，提高清潔能源在現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)中的比重，特別是低品位能源的利用意義重大。目前，越來越多的學(xué)者開始研究自然環(huán)境中的能量回收，如將環(huán)境中的太陽能、機(jī)械能和熱能等轉(zhuǎn)換為所需的電能。在這些能源中，廢熱回收利用以其通用性、實用性和環(huán)境友好性等特點引起了人們的極大關(guān)注和興趣，使用熱釋電發(fā)電機(jī)(PEG)來捕獲環(huán)境熱能具有重大意義。目前，大多數(shù)關(guān)于PEG的研究都需要特殊的輔助裝置來實現(xiàn)冷熱交替接觸，以實現(xiàn)熱釋電效應(yīng)。雖然專用輔助裝置可以在能量回收過程中起到關(guān)鍵作用，但輔助裝置的使用增加了PEG的復(fù)雜性并降低了通用性。此外，輔助設(shè)備還需要外接電源才能工作，大大降低了PEG的應(yīng)用潛力。

近日，西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院賈書海教授課題組提出了一種利用振動接觸的高效熱釋電廢熱回收方案。它由PEG和平面螺旋彈簧巧妙連接，可以利用列車等在運(yùn)行過程固有的振動來進(jìn)行余熱能量回收。該研究使用納米復(fù)合材料制造了一種高效的PEG。該納米復(fù)合材料含有多種納米結(jié)構(gòu)填料，包括鈦酸鍶鋇(BST)納米顆粒和氮化硼(BN)納米片，具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性和高極化率。

經(jīng)過一系列實驗，結(jié)果表明當(dāng)溫差為70K時，在5MΩ電阻負(fù)載下，最大輸出電流密度可達(dá)1.7 μA/cm2，最大功率密度為6.47 μW/cm2，PEG產(chǎn)生的電能可以點亮15個LED。該研究中制造的PEG的性能，尤其是最大輸出電流，對于熱釋電器件來說是一個很大的提升。此外，該研究提出了一種利用功率密度與熱通量之間的關(guān)系來研究PEG的熱電轉(zhuǎn)換效率的評估方法，該方法可將PEG的研究標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。所開發(fā)的釋電發(fā)電機(jī)單元（PEG-unit）在實驗中電容器（1000μF）電壓在5分鐘內(nèi)達(dá)到6.35V，然后成功點亮直徑為5mm的LED燈珠10秒鐘。因此，該研究的PEG可以有效地將熱能轉(zhuǎn)換為電能，可以很好地利用外部振動實現(xiàn)余熱回收，而無需輔助裝置，該工作在余熱回收領(lǐng)域具有很大的潛力和應(yīng)用價值。

文章作者

論文第一作者為西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院博士生康熙龍，西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院是唯一作者單位，機(jī)械工程學(xué)院賈書海教授為通訊作者。

論文鏈接

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106245

#02

西安交大研究人員

“變廢為寶”實現(xiàn)無鉛壓電薄膜性能突破

發(fā)表期刊

Nature Communications

內(nèi)容摘要

無鉛堿金屬鈮酸鹽[KNNO或NaNbO3,NNO]因其優(yōu)異的綜合壓電性能和環(huán)境友好等特性，有望替代有毒的鉛基材料，被廣泛應(yīng)用在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的壓電薄膜中。

提高KNNO基壓電薄膜性能的傳統(tǒng)策略是通過復(fù)雜的組分設(shè)計來實現(xiàn)相界調(diào)控：將KNNO的相變調(diào)到室溫附近，使長程鐵電疇變成短程有序納米疇，利用相界處的相共存特征優(yōu)化壓電響應(yīng)，所獲得的最高的壓電系數(shù)d33~250 pC/N。但是該傳統(tǒng)策略需要嚴(yán)格控制其復(fù)雜的組分，很難適用于含有Na/K揮發(fā)嚴(yán)重的NNO和KNNO薄膜體系，也很難制備出高質(zhì)量的單晶外延薄膜。

因此如何設(shè)計新的短程有序結(jié)構(gòu)來獲得高性能壓電薄膜是無鉛壓電領(lǐng)域的核心挑戰(zhàn)。

設(shè)計思路(A-C)、結(jié)構(gòu)機(jī)理(D-G)和性能優(yōu)化(H-J)

西安交大研究團(tuán)隊采用無摻雜的設(shè)計思路制備了高性能NNO/KNNO單晶外延壓電薄膜，充分利用材料由于元素?fù)]發(fā)產(chǎn)生的對性能不利的堿金屬空位，誘導(dǎo)過量的鈮原子占據(jù)堿金屬空位形成反位缺陷，通過調(diào)控薄膜生長工藝，讓無序的反位缺陷沿薄膜面外方向有序排布形成柱狀納米反相疇，該納米級短程有序的柱狀反相疇具有高密度的二維短程有序反相界面，如圖A-C所示。研究團(tuán)隊利用球差校正掃描透射電鏡(STEM)首次發(fā)現(xiàn)了這種全新的短程有序結(jié)構(gòu)，并從反相界面處原子結(jié)構(gòu)畸變/極化態(tài)的角度揭示其微觀機(jī)理：帶電的閉合反相疇界呈現(xiàn)頭對頭/尾對尾的極化態(tài)，提供強(qiáng)的局域退極化場，有利于電偶極子在短程有序的反相疇和長程有序的基體之間靈活地旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而增強(qiáng)薄膜在外場下的壓電響應(yīng)，如圖D-G所示。[Nat. Commun. (2021)]基于此，研究團(tuán)隊首先在NNO體系中制備了高質(zhì)量的單晶外延薄膜，獲得了巨大的壓電系數(shù)約(d33 ~ 1100 pC/N)，是報道性能最高的無鉛薄膜的四倍，是報道性能最高的鉛基薄膜的兩倍；因為未經(jīng)任何摻雜，材料維持了高的居里溫度(TC ~450 ℃)，保證了材料具有好的熱穩(wěn)定性，如圖H-J所示。[Science (2020), Nat. Commun. (2021)]該無摻雜的設(shè)計思路很好地避免了傳統(tǒng)的復(fù)雜組分設(shè)計帶來的弊端，利用材料本征的點缺陷進(jìn)行調(diào)控，在長程基體中自組裝地形成短程有序結(jié)構(gòu)，為高性能無鉛壓電薄膜的設(shè)計開辟了全新途徑。

文章作者

論文第一作者和通訊作者為西安交大武海軍教授，西安交通大學(xué)為該論文第一作者和通訊作者單位。

論文鏈接

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23107-x

#03

西安交大研究人員

發(fā)現(xiàn)非晶硅“拉強(qiáng)壓弱”的反常行為

發(fā)表期刊

自然材料

Nature Materials

內(nèi)容摘要

硬脆材料通常表現(xiàn)為“拉弱壓強(qiáng)”。近日，西安交大研究人員發(fā)現(xiàn)非晶硅本征的抗拉強(qiáng)度其實可以遠(yuǎn)高于其抗壓強(qiáng)度，即在缺陷極少時表現(xiàn)出“拉強(qiáng)壓弱”的“反?！辈粚ΨQ性。上述研究有望為硅基材料在微機(jī)電系統(tǒng)、微納尺度柔性電子器件等中的應(yīng)用提供指導(dǎo)。

室溫條件下，宏觀尺度的硬脆材料往往表現(xiàn)出抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于抗壓縮強(qiáng)度的特性，如圖（1）所示，原因是在制備和加工過程中，這些材料內(nèi)部及表面不可避免地會產(chǎn)生微孔洞、微裂紋等缺陷，而這些缺陷對拉應(yīng)力尤其敏感，導(dǎo)致材料的抗拉能力低于抗壓能力。因此，一個自然產(chǎn)生的問題就是當(dāng)硬脆材料內(nèi)部和表面沒有上述缺陷時，這種拉壓不對稱性是否會消失或者呈現(xiàn)新的表現(xiàn)形式？

設(shè)計思路(A-圖（1）塊體硅材料的拉伸和壓縮曲線；圖（2）同一非晶硅“拉-壓”微樣品上先后進(jìn)行拉伸和壓縮測試；圖（3）非晶硅在拉應(yīng)力和壓應(yīng)力下的剪切模量隨應(yīng)變量的變化；圖（4）非晶硅發(fā)生剪切塑性轉(zhuǎn)變所需要克服的能壘，隨拉-壓應(yīng)變發(fā)生很不相同的變化。C)、結(jié)構(gòu)機(jī)理(D-G)和性能優(yōu)化(H-J)

為了回答這一基礎(chǔ)科學(xué)問題，西安交通大學(xué)研究人員選取非晶硅材料為研究載體，通過減小其尺寸來降低材料中存在缺陷的幾率；為了排除樣品差異性對實驗結(jié)果造成的可能影響，利用非晶硅的斷口特點，設(shè)計制備出了一種“拉-壓”亞微米尺度樣品：在同一樣品上可先后進(jìn)行定量拉伸和壓縮實驗，如圖（2）所示。原位透射電子顯微鏡的定量力學(xué)測試表明，非晶硅在拉伸時的屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)高于而不是低于壓縮條件下的屈服強(qiáng)度，即“拉強(qiáng)壓弱”而非“拉弱壓強(qiáng)”。為揭示其內(nèi)在原因，研究團(tuán)隊對非晶硅剪切變形過程進(jìn)行了原子尺度模擬，發(fā)現(xiàn)垂直于剪切面的壓應(yīng)力會造成剪切面上剪切模量的降低，從而導(dǎo)致壓縮下發(fā)生剪切轉(zhuǎn)變（shear transformation）的能量門檻值降低，塑性變形更容易發(fā)生；但拉伸時則正好相反，剪切模量隨垂直于剪切面的拉應(yīng)力增加而增大，造成剪切變形更難以發(fā)生，因此可以一直保持彈性變形直至被拉到斷裂（圖3，圖4）。

文章作者

此論文由西安交大微納中心王悅存副教授（共同第一作者）和單智偉教授（共同通訊作者），與材料創(chuàng)新設(shè)計中心丁俊教授（共同第一作者）和馬恩教授（共同通訊作者）合作完成。

論文鏈接

https://www.nature.com/articles/s41563-021-01017-z

#04

西安交大科研人員

在異質(zhì)結(jié)摻雜有機(jī)光伏機(jī)理研究中取得進(jìn)展

發(fā)表期刊

先進(jìn)功能材料

Advanced Functional Materials

內(nèi)容摘要

有機(jī)太陽能電池的激子分離與電荷復(fù)合均發(fā)生在由電子給體和受體材料組成的異質(zhì)結(jié)處，異質(zhì)結(jié)電學(xué)性能的優(yōu)化對提高光生電流和降低電壓損失具有重要意義。

異質(zhì)結(jié)摻雜的局域電場和熵調(diào)控機(jī)制

區(qū)別于當(dāng)前常用的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計和微觀形貌優(yōu)化策略，研究人員將電子摻雜作為一種直接的電學(xué)性能調(diào)控手段應(yīng)用在有機(jī)異質(zhì)結(jié)處。研究發(fā)現(xiàn)，平面雙層器件異質(zhì)結(jié)處的分子摻雜可同時提升有機(jī)太陽能電池的三項基本參數(shù)（短路電流、開路電壓和填充因子），其中短路電流的提升幅度更是可以達(dá)到20%以上。借助電荷轉(zhuǎn)移態(tài)能級測定與能量損失細(xì)節(jié)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)摻雜能拉高電荷轉(zhuǎn)移態(tài)的能級，同時抑制器件的非輻射能量損失，進(jìn)而提升器件的開路電壓。短路電流的大幅提升則源于界面處局域電場增強(qiáng)和電流活化能減少的雙重作用。通過詳細(xì)的器件物理表征，研究人員首次將光電流的活化能降低與異質(zhì)結(jié)處的態(tài)密度熵建立起直接聯(lián)系，并據(jù)此提出了一種基于態(tài)密度熵調(diào)控的激子分離效率提升策略。該策略有望在分子結(jié)構(gòu)設(shè)計和微觀形貌優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。

文章作者

西安交大博士生薛文悅為論文第一作者，閆晗特聘研究員、馬偉教授和趙超助理教授為論文通訊作者，西安交通大學(xué)為論文唯一通訊單位。

論文鏈接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202101892

#05

西安交大科研團(tuán)隊

在紫磷烯二維力學(xué)特性研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

發(fā)表期刊

材料化學(xué)雜志A

Journal of Materials Chemistry A

內(nèi)容摘要

桁架的交叉結(jié)構(gòu)由于強(qiáng)的抗變形能力已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種承載結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如橋梁和屋頂設(shè)計等，而當(dāng)我們把這種設(shè)計無限縮小到原子級別構(gòu)成一個具有交叉結(jié)構(gòu)的二維材料，其抗變形能力會是什么樣呢？

近日，西安交大電氣學(xué)院電力設(shè)備電氣絕緣國家重點實驗室新型儲能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心張錦英教授課題組與航天航空學(xué)院機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動國家重點實驗室馬利鋒教授課題組合作，發(fā)現(xiàn)具有交叉結(jié)構(gòu)的紫磷烯二維材料是至今報道的所有二維結(jié)構(gòu)中抗變形能力最強(qiáng)的，具有最高的二維彈性模量，少層紫磷烯具有極高的二維楊氏模量，單層紫磷烯的二維楊氏模量為1512 N/m，其結(jié)果是石墨烯二維楊氏模量的4.4倍，遠(yuǎn)高于其他已經(jīng)報道過的二維結(jié)構(gòu)，這主要是因為紫磷烯二維交叉結(jié)構(gòu)可以很好地分散施加載荷。

文章作者

西安交大新型儲能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心博士生張博為第一作者，通訊作者為張錦英教授和馬利鋒教授。

論文鏈接

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/TA/D1TA02595C#!divAbstract

#06

西安交大科研人員

在量子物理領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展

發(fā)表期刊

物理評論快報

Physical Review Letters

內(nèi)容摘要

混合量子系統(tǒng)結(jié)合了多種完全不同的物理體系，可以實現(xiàn)單個組件無法提供的新功能，是實現(xiàn)高品質(zhì)量子器件的重要系統(tǒng)。量子聲學(xué)微納結(jié)構(gòu)通過將聲學(xué)模式壓縮在微納米尺度，從而允許在微納米尺度上研究量子化聲波與物質(zhì)的相互作用。但是，和光與物質(zhì)相互作用情況不同，聲子沒有偏振，無法天然實現(xiàn)自旋-聲子的手性耦合，要實現(xiàn)聲與物質(zhì)的手性相互作用仍然是一個科學(xué)難題。

西安交通大學(xué)物理學(xué)院李蓬勃教授課題組與合作者通過開展金剛石SiV center電子自旋和光機(jī)械晶體耦合的全量子理論研究，發(fā)現(xiàn)并提出了一種全新的理論方案——利用聲光晶體中能帶可調(diào)諧的量子化聲波和金剛石空位電子自旋態(tài)耦合，可以自由調(diào)節(jié)自旋-聲子耦合的手征特性。通過外加具有空間相位分布的激光場，基于光-聲耦合機(jī)制可以自由調(diào)節(jié)聲波模式的能帶結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，從而可以產(chǎn)生一系列聲與物質(zhì)相互作用導(dǎo)致的奇異量子現(xiàn)象。由于光-聲耦合，聲子的能帶就會受到激光空間相位的調(diào)制。在特定條件下，聲子能帶會呈現(xiàn)非對稱結(jié)構(gòu)，從而打破時間反演對稱性。更為重要的是，聲子帶隙的閉合與否可以通過激光相位來調(diào)制。當(dāng)SiV center的共振頻率落在某一個能帶上時，由于聲子色散關(guān)系時間反演對稱性破缺，此時自旋向左右兩個方向發(fā)射聲子的速率將不同，從而導(dǎo)致自旋與聲子的手性耦合。

(a)一維聲光晶體，其中鑲嵌有SiV自旋陣列

(b)SiV色心自旋的物理結(jié)構(gòu)

基于金剛石SiV center與光機(jī)械晶體強(qiáng)耦合體系構(gòu)建的新型混合固態(tài)量子系統(tǒng)結(jié)合了SiV center豐富的自旋和軌道自由度與卓越的自旋和光學(xué)特性，以及人工微納量子聲學(xué)材料的能帶結(jié)構(gòu)豐富、可調(diào)制與易操控特性，具有潛在的應(yīng)用價值和科學(xué)意義。該研究為實現(xiàn)強(qiáng)耦合條件下的自旋-聲子混合量子系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，有望在基于固態(tài)電子自旋的手性量子器件以及量子探測等領(lǐng)域中獲得重要應(yīng)用。

文章作者

西安交通大學(xué)物理學(xué)院為該論文的第一完成單位，博士生董星亮為論文第一作者，李蓬勃教授為論文通訊作者。

論文鏈接

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.203601

面向未來 交大力量

#07

“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”

重點專項國家重點研發(fā)計劃項目

“能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行與交易基礎(chǔ)理論”

綜合績效評價會議舉行

6月11日，工信部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心在西安組織召開了“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點專項國家重點研發(fā)計劃“能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行與交易基礎(chǔ)理論”項目綜合績效評價會。

“能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行與交易基礎(chǔ)理論”項目為國家首個面向能源互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論的重點研發(fā)計劃項目。該項目由西安交通大學(xué)牽頭，清華大學(xué)、東北大學(xué)、中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院、上海交通大學(xué)、香港大學(xué)深圳研究院、中國電力科學(xué)研究院、國家電網(wǎng)公司西北分部、江蘇晟能科技有限公司等8家單位參與。項目聚焦能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)理論，開展了系統(tǒng)建模與仿真、供需隨機(jī)特性分析與匹配方法、協(xié)同規(guī)劃、市場設(shè)計與機(jī)制分析、多能源系統(tǒng)的隨機(jī)動態(tài)優(yōu)化調(diào)度、資源分配與競標(biāo)、能源終端接入行為分析、供需轉(zhuǎn)存協(xié)調(diào)優(yōu)化與安全監(jiān)控等研究。

中國電機(jī)工程學(xué)會主任劉建明、華北電力大學(xué)教授張建華、華中科技大學(xué)教授袁小明、杭州電子科技大學(xué)教授曾平良、國網(wǎng)冀北電力有限公司主任施貴榮、武漢大學(xué)教授董旭柱、浙江大學(xué)教授丁一組成的專家組聽取了項目團(tuán)隊任務(wù)執(zhí)行、成果成效、組織管理、用戶應(yīng)用等情況的匯報，審查了項目綜合績效評價資料，并進(jìn)行了質(zhì)詢。專家組對項目執(zhí)行情況、取得的成果以及在學(xué)科交叉融合機(jī)制的探索上給予了高度評價，并一致通過了項目的綜合績效評價工作。專家組希望項目組可以持續(xù)發(fā)揮研究團(tuán)隊的人才優(yōu)勢，為完善能源互聯(lián)網(wǎng)理論體系作出更大貢獻(xiàn)。

“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點專項圍繞大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)消納、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)、多元用戶供需互動用電、多能源互補(bǔ)的分布式供能與微網(wǎng)、智能電網(wǎng)基礎(chǔ)支撐技術(shù)5個創(chuàng)新鏈(技術(shù)方向)部署23個重點研究任務(wù)，專項總體目標(biāo)為持續(xù)推動智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新、支撐能源結(jié)構(gòu)清潔化轉(zhuǎn)型和能源消費(fèi)革命，從基礎(chǔ)研究、重大共性關(guān)鍵技術(shù)研究到典型應(yīng)用示范全鏈條布局，實現(xiàn)智能電網(wǎng)關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化，實現(xiàn)我國在智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域處于國際引領(lǐng)地位。

#08

西安交大-博德維-東方汽輪機(jī)成立聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊

開發(fā)先進(jìn)儲能系統(tǒng)

近日，西安交通大學(xué)作為新型二氧化碳儲能系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)主體，與深圳市博德維環(huán)境技術(shù)股份有限公司及東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司成立聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊，開發(fā)先進(jìn)儲能系統(tǒng)動力設(shè)備，在系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用方面取得重要進(jìn)展。

早在2013年，西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院謝永慧教授團(tuán)隊已開展二氧化碳熱力系統(tǒng)及其核心設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，并與多家國有大型企業(yè)及知名研究院所進(jìn)行了深入合作。目前團(tuán)隊在二氧化碳熱力系統(tǒng)集成、動力機(jī)械優(yōu)化設(shè)計等方面取得了一系列研究成果，已獲得授權(quán)發(fā)明專利21項。在“碳達(dá)峰”“碳中和”的大背景下，團(tuán)隊與深圳市博德維環(huán)境技術(shù)股份有限公司緊密合作，在新型二氧化碳儲能系統(tǒng)的性能分析、動力設(shè)備設(shè)計、集成優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)評估等方面取得諸多進(jìn)展，并聯(lián)合成立了“西安交大-博德維先進(jìn)儲能系統(tǒng)動力設(shè)備研究中心”。

2021年3月，西安交通大學(xué)、深圳市博德維環(huán)境技術(shù)股份有限公司、東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司在中國西部科技創(chuàng)新港共同啟動了“新型二氧化碳儲能工程驗證系統(tǒng)”。三方將在新型二氧化碳儲能工程應(yīng)用方面加強(qiáng)合作，促進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合，突破動力設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)，努力保障知識產(chǎn)權(quán)自主可控，實現(xiàn)設(shè)計制造的全國產(chǎn)化。目前，10MW/20MWh儲能系統(tǒng)前期準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成，預(yù)計于2021年底試運(yùn)行。

新型二氧化碳儲能是一種氣液互轉(zhuǎn)、兩態(tài)協(xié)同儲能技術(shù)，不依賴地質(zhì)條件，壓力溫度等級低，可靠性高且成本低。其基本原理是在用電低谷期，利用多余電力將常溫常壓的二氧化碳?xì)怏w壓縮為液體，并將壓縮過程中產(chǎn)生的熱能儲存起來；在用電高峰期，利用存儲的熱能加熱液態(tài)二氧化碳至氣態(tài)，驅(qū)動透平發(fā)電。

#09

國家科技重大專項

“航空航天制造領(lǐng)域高速高效數(shù)控機(jī)床

創(chuàng)新能力平臺建設(shè)”通過綜合績效評價

5月24日，國家科技重大專項“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”——“航空航天制造領(lǐng)域高速高效數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新能力平臺建設(shè)”綜合績效評價會議在西安召開。該課題由西安交通大學(xué)牽頭承擔(dān)，西北工業(yè)大學(xué)、西安航天發(fā)動機(jī)有限公司、秦川機(jī)床工具集團(tuán)股份公司等9家單位參與。會議采用現(xiàn)場檢查的方式進(jìn)行。

經(jīng)過現(xiàn)場評議，專家組組長湯立民研究員宣布課題技術(shù)、財務(wù)及檔案全面順利通過綜合績效評價。西安交大校長王樹國代表學(xué)校向?qū)＜医M表示感謝，要求各參研單位切實落實績效評價各項意見和建議，完成好課題后續(xù)研究工作。

“航空航天制造領(lǐng)域高速高效數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新能力平臺建設(shè)”課題圍繞國家科技重大專項“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”實現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床、工作母機(jī)、重大成套技術(shù)裝備、關(guān)鍵材料和關(guān)鍵零部件的自主設(shè)計制造目標(biāo)，著眼國家戰(zhàn)略安全需求，集中國內(nèi)行業(yè)研究的優(yōu)勢資源，強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合和支撐行業(yè)發(fā)展的長效運(yùn)行機(jī)制，促進(jìn)基礎(chǔ)理論研究、設(shè)計方法研究、可靠性制造工藝、系統(tǒng)集成與用戶使用的良性互動，在前期高速高效加工工藝及裝備技術(shù)創(chuàng)新平臺建設(shè)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床和功能部件的性能提升，共同解決航空航天制造領(lǐng)域內(nèi)的重大技術(shù)問題，從而重點突破專項中要解決的針對航空航天制造領(lǐng)域的高速高效數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)問題，提升技術(shù)輻射和為行業(yè)的服務(wù)能力。

#10

國家科技重大專項

“國產(chǎn)光柵部件

在數(shù)控機(jī)床運(yùn)動精度提升中的示范應(yīng)用”課題

綜合績效評價通過

5月25日，國家科技重大專項“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”課題“國產(chǎn)光柵部件在數(shù)控機(jī)床運(yùn)動精度提升中的示范應(yīng)用”綜合績效評價會議在西安交通大學(xué)召開。該課題由西安交通大學(xué)牽頭承擔(dān)，武漢華中數(shù)控股份有限公司、西安秦川數(shù)控系統(tǒng)工程有限公司、寶雞忠誠機(jī)床有限公司、山東普魯特機(jī)床有限公司參與。會議采用現(xiàn)場檢查的方式進(jìn)行。

經(jīng)過現(xiàn)場評議，邵欽作宣布課題技術(shù)、財務(wù)及檔案全面順利通過綜合績效評價。西安交大黨委常委、校長助理洪軍代表學(xué)校向?qū)＜医M表示了感謝，他要求課題單位要切實落實績效評價各項建議，完成好課題后續(xù)研究工作。

“國產(chǎn)光柵部件在數(shù)控機(jī)床運(yùn)動精度提升中的示范應(yīng)用”課題是圍繞國家科技重大專項“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”功能部件國產(chǎn)化目標(biāo)開展研究工作，進(jìn)行國產(chǎn)光柵部件量產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究，提高光柵量產(chǎn)制造工藝穩(wěn)定性，完成系列數(shù)控機(jī)床用光柵部件制造，全面提升光柵部件測量可靠性。通過與國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)電匹配性研究，完善國產(chǎn)光柵與數(shù)控機(jī)床集成的關(guān)鍵工藝技術(shù)和配套能力。課題成果在國內(nèi)多家數(shù)控機(jī)床企業(yè)得到示范應(yīng)用推廣，助推了國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)品升級、機(jī)床精度提升，為軍工企業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)以及國防安全自主可控提供保障。