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一種溫控加熱型太陽能燃氣聯合循環發電系統及其方法
能源與環境密切相關，是社會經濟發展的重要戰略保障。我國是世界上最大的能源生產消費國，環境污染、溫室效應和化石能源短缺三大問題亟待解決。發展先進的供能系統是緩解能源與環境問題、落實我國節能減排戰略的重大需求，與能源結構清潔化轉型息息相關。太陽能燃氣聯合循環（ISCC）基于“溫度對口，梯度利用”原則，是一種先進可靠的供能系統。ISCC系統中太陽能作為輔助熱源加熱給水，實現了能源互補，克服了單獨太陽能熱發電系統負荷變動大、需要大規模蓄熱裝置的缺陷，大大提升了太陽能的利用效率，減少了污染物排放。
創新點
為了增加變負荷下太陽能集熱器出口蒸汽產量，提出從過熱蒸汽管道或汽輪機中抽汽加熱太陽能集熱器進口水的方法，以達到最佳的蒸汽產量，提升聯合循環的能量利用率且成本低。根據太陽輻射的強弱和排煙溫度自動調整進入太陽能集熱器的進水比例和過熱蒸汽管道或汽輪機的抽汽量，保證太陽能集熱器進口水溫度達到其設計接近點溫差對應的溫度值，實現對能量的梯級互補和綜合利用，提高太陽能聯合循環系統的運行效率。
市場前景
中國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。根據國家能源局統計，截至2021年底，全國風電裝機容量約3.3億千瓦，太陽能發電裝機容量約3.1億千瓦。到2030年，風電和太陽能發電的總裝機容量將達到12億千瓦以上，且風電與太陽能發電的裝機容量占比還要提高。但風電和太陽能發電嚴重受限于天氣、季節、風力等自然氣象條件。
太陽能與化石能源互補利用有利于加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系。然而燃煤電站靈活調峰能力尚且不足，現階段燃氣蒸汽聯合循環系統以燃氣輪機實現化石能向熱能的轉換，響應速度遠快于燃煤鍋爐。且集成太陽能集熱器構建ISCC系統實現能源互補的技術比較成熟，作為太陽能利用的可靠方式受到了廣泛關注。
本團隊成果適用于槽式太陽能集熱器與燃氣蒸汽聯合循環集成，可優化機組變負荷與太陽能輻射波動過程中的能量匹配規律，低成本實現多熱源梯級利用，允許系統集成更大太陽能面積促進可再生能源利用，逐步推進雙碳目標。
獲獎情況
2021年12月大學生創新創業訓練計劃項目：基于溫控的復雜熱力系統優化北京市優秀。
華北電力大學
2023-07-19
鈷鎳基配位聚合物的構筑及電催化析氫性能研究
配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。
一、項目進展
創意計劃階段
二、負責人及成員
姓名
學院/所學專業
入學/畢業時間
祝渙鈞
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
吳凌志
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
鄭毅
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
王梓
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
三、指導教師
姓名
學院/所學專業
職務/職稱
研究方向
覃玲
化學與化工學院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及應用研究
四、項目簡介
配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。它具有多樣的拓撲結構，并且稀疏多孔，密度較低。這些特點使得它在吸附，催化，儲能的各個方面有著優良的效果。
本項目主要目的在于合成鈷/鎳基配位聚合物，選擇合適的有機配體與金屬離子鈷/鎳通過配位鍵構筑得到鈷鎳基配位聚合物，利用單晶衍射、元素分析、紅外光譜等方法對其結構及組成進行表征，或者通過合成和摻雜的方式，調控它的析氫性能，設計出高催化活性和穩定性、低成本的非貴金屬催化劑。
項目組成員通過設計選擇有機配體與金屬離子，通過溶劑熱方法合成了多種金屬有機框架材料，并將其熱解得到衍生材料。通過線性伏安掃描法等多種實驗方法測試了它們的電催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始電位為-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通過摻雜Zn2+后，過電位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我們還合成了一種對金屬離子（Fe3+）與抗生素（加替沙星）有明顯檢測效果的鋅基材料，可作為多功能探針檢測水中金屬離子和抗生素的殘余量。由于化合物沒有催化位點，我們通過摻雜鈷金屬的方式，改善了它的電催化析氫性能，使它具有較低的初始電位(-423 mV)、較低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和較好的循環穩定性。
項目為研究高性能和穩定性的HER電催化劑及金屬離子和抗生素熒光探針材料的設計合成提供了可行的思路。
合肥工業大學
2022-07-27
第六屆科技賦能教育系列報告活動——高等教育賦能新能源產業發展論壇在重慶舉辦
11月15日，第六屆科技賦能教育系列報告活動——高等教育賦能新能源產業發展論壇在重慶舉辦。重慶市教育委員會民辦教育處處長陳明政、副處長張淮、一級調研員田靜，我校副校長張文禮、楊志剛，道簡優行（重慶）科技有限公司總經理金庭安出席會議。論壇由重慶交通職業學院智能制造與汽車學院院長程鵬主持。
重慶交通職業學院
2024-11-21
太陽能電池（太陽能的利用）
280mm×160mm×120mm，采用拼接式，由太陽能電池、小電機（帶風扇）、蜂鳴器、發光二極管、連接線、底板組成。探究太陽能的利用。
寧波華茂文教股份有限公司
2021-08-23
鉬硫化物碳納米復合材料電催化析氫催化劑項目
氫能源是高效的綠色能源，如何低廉高效的大規模生產是制約其應用的一個關鍵因素。近年來，電解水制氫受到學術界廣泛關注，尋找廉價高效的非鉑電催化劑成為時下研究熱點。本項目分別采用輻射法及水熱法制備了鉬硫化物/碳納米復合材料,其催化析氫性能優于商用Pt/C（20%Pt）催化劑，而且具有良好的催化穩定性,適合大規模制備。
北京大學
2021-02-01
一種痕量鉑修飾硫化鉬高效析氫催化劑及其制備方法
本發明公開了一種痕量鉑修飾硫化鉬高效析氫催化劑及其制備方法，該催化劑由二水合鉬酸鈉、硫脲、碳布和鉑絲/鉑片，經水熱反應和電沉積工藝制成。具體制備方法如下：將摩爾比為 1:3.5～1:4 的二水合鉬酸鈉與硫脲攪拌溶解于去離子水中，將溶液轉移到反應釜中，加入碳布進行水熱反應，然后自然冷卻至室溫，取出碳布，超聲清洗、干燥，將獲得的產物直接作為工作電極，鉑絲或鉑片同時作為對電極·827·和鉑源，用 0.5M-H
華中科技大學
2021-04-14
鉬硫化物/碳納米復合材料電催化析氫催化劑項目
氫能源是高效的綠色能源，如何低廉高效的大規模生產是制約其應用的一個關鍵因素。近年來，電解水制氫受到學術界廣泛關注，尋找廉價高效的非鉑電催化劑成為時下研究熱點。本項目分別采用輻射法及水熱法制備了鉬硫化物/碳納米復合材料, 其催化析氫性能優于商用Pt/C（20%Pt）催化劑，而且具有良好的催化穩定性, 適合大規模制備。應用范圍 本項目實現了低成本電催化析氫催化劑鉬硫化物/碳納米復合材料的制備，可取代貴金屬Pt/C催化劑，應用于電催化析氫領域。研究成果可直接用于電解水制氫、氫燃料電池及相關電動設備。
北京大學
2021-04-13
廈門算能科技股份有限公司
廈門算能科技股份有限公司
2025-03-18
云端賦能活動 — 科技賦能教育往期回顧
云端賦能活動 — 科技賦能教育往期回顧
云上高博會
2022-07-07
太陽能高效聚光熱電聯合供能系統
太陽能光伏發電及太陽能熱水器是目前太陽能利用最為成熟和廣泛的兩個技術領域，但是由于其產能形式單一，最終嚴重制約了其進一步的技術發展和市場推廣前景。 其中太陽能光伏發電存在光電轉化效率低（由于溫度效應，晶硅型光伏發電系統綜合光電轉化效率只能達到12%-13%），光伏組件成本高，導致其成本回收期長。同時光伏電池生產也存在高能耗高污染的問題。 如何提高單位面積光伏電池的發電量，減少電池用量是降低系統成本提高發電收益的重要手段。通過聚光可以有效提高光伏電池片表面的太陽能能流密度，并大大增加光伏電池的光電輸出功率，成倍減少電池片用量（用量為傳統技術的1/4），間接降低了光伏電池生產的總能耗和總污染，但是提高電池表面太陽能能流密度的同時，電池的溫度也急劇升高，嚴重影響電池的電輸出性能和使用壽命，只有通過水冷的方式來降低電池溫度，這就形成了該技術手段的另一種產能形式，太陽能熱水。即太陽能熱電聯供。
西安交通大學
2021-04-11