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氫是元素周期表中的第一個(gè)元素，亦是宇宙中豐度最高的元素。其在宇宙演化、生命起源、分子構(gòu)成、生物大分子組裝、化工生產(chǎn)等扮演著極其重要的角色。在單個(gè)團(tuán)簇中成功揭示3個(gè)“金屬氫”的存在不僅深化了對(duì)含有“金屬氫”納米材料結(jié)構(gòu)化學(xué)的認(rèn)識(shí)，而且更為重要的是，這為我們從多維度認(rèn)識(shí)氫元素的本質(zhì)提供了巨大的可能。

本項(xiàng)目提出了將時(shí)間維度與空間維度相結(jié)合的多尺度綜合能源需求分析與預(yù)測(cè)模型，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種面向智慧城市的綜合能源需求分析與預(yù)測(cè)的方法，提升能源供應(yīng)規(guī)劃和營(yíng)銷(xiāo)策略的優(yōu)化與決策支持。

一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專(zhuān)業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號(hào) 高春林 克勞斯塔爾大學(xué) 2019 / 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專(zhuān)業(yè) 職務(wù)/職稱(chēng) 研究方向 李茜 電信院/電氣工程 副教授 能源系統(tǒng)智能感知 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 深海生命線衛(wèi)士—復(fù)合能源管道健康管理系統(tǒng)是集能源管道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)警、三維立體顯示、創(chuàng)新健康管理、用戶檢修策略等多功能為一體的能源管道在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的人工巡檢和巡邏船巡檢的故障監(jiān)測(cè)模式，將大幅度減少綜合成本。該系統(tǒng)改進(jìn)了市面上監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能單一、顯示界面陳舊等問(wèn)題，率先提出創(chuàng)新性健康管理功能，使用戶全面了解能源管道的生命周期及整體健康情況，為用戶提供高效狀態(tài)檢修策略。該系統(tǒng)定位是做能源管道健康管理系統(tǒng)先驅(qū)，守衛(wèi)深海生命線安全。

本項(xiàng)目提出了將時(shí)間維度與空間維度相結(jié)合的多尺度綜合能源需求分析與預(yù)測(cè)模型，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種面向智慧城市的綜合能源需求分析與預(yù)測(cè)的方法，提升能源供應(yīng)規(guī)劃和營(yíng)銷(xiāo)策略的優(yōu)化與決策支持。 項(xiàng)目特色： ? 面向綜合能源時(shí)空數(shù)據(jù)的需求分析和預(yù)測(cè)可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合地理區(qū)域的相互關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)給定時(shí)間范圍和空間位置的能源需求。 ? 針對(duì)綜合能源的特性，項(xiàng)目提出了聯(lián)合學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)的思想對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練。同時(shí)優(yōu)化不同區(qū)域中多種類(lèi)型能源的聯(lián)合預(yù)測(cè)模型，將已有模型的結(jié)果遷移到訓(xùn)練集數(shù)據(jù)不足的模型中，提高能源用量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。 ? 面向智慧城市的綜合能源信息應(yīng)用服務(wù)場(chǎng)景，并利用 GIS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)分析和用戶用電特性分析的可視化。

山東奧揚(yáng)新能源科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)奧揚(yáng)科技）成立于2011年6月，致力于新能源汽車(chē)智能動(dòng)力供氣系統(tǒng)（LNG、CNG、H2）、能源儲(chǔ)運(yùn)裝備系統(tǒng)、新能源發(fā)電裝備系統(tǒng)的研發(fā)制造。公司的產(chǎn)品主要銷(xiāo)往一汽、陜汽、歐曼等主機(jī)廠，市場(chǎng)占有率穩(wěn)居全國(guó)前列，并成功出口俄羅斯、印度等國(guó)家和地區(qū)。公司先后獲得國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)、省級(jí)創(chuàng)新技術(shù)中心、獨(dú)角獸企業(yè)稱(chēng)號(hào)，山東省瞪羚標(biāo)桿企業(yè)等稱(chēng)號(hào)。 依靠在低溫絕熱氣瓶領(lǐng)域多年積累的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，公司建立了以用戶為中心，市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以技術(shù)創(chuàng)新為依托的發(fā)展模式，已逐步發(fā)展成為國(guó)內(nèi)重要的低溫絕熱儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)用裝備生產(chǎn)企業(yè)之一，在行業(yè)內(nèi)具有較高的知名度，并與一汽解放青島、陜重汽、成都大運(yùn)、濟(jì)寧重汽、濟(jì)南重汽、北京福田戴姆勒、陜汽商用車(chē)等知名整車(chē)廠商建立了穩(wěn)定合作關(guān)系。 奧揚(yáng)科技堅(jiān)持秉承“以用戶為中心，系統(tǒng)匹配與優(yōu)化”和“最懂中重卡用戶使用感受”的產(chǎn)品研發(fā)理念，力求為客戶提供安全、優(yōu)質(zhì)、低成本、高質(zhì)量的LNG車(chē)輛供氣系統(tǒng)。公司不斷加大產(chǎn)品研發(fā)投入和生產(chǎn)工藝改進(jìn)升級(jí)，通過(guò)新品研發(fā)響應(yīng)市場(chǎng)需求，解決客戶痛點(diǎn)，增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。公司開(kāi)發(fā)的車(chē)載LNG供氣系統(tǒng)產(chǎn)品覆蓋不同容積、不同壓力30余種型號(hào)，形成了較為完整的產(chǎn)品體系。 公司一直專(zhuān)注于車(chē)載LNG供氣系統(tǒng)行業(yè)，在研發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造方面積累了多項(xiàng)專(zhuān)利和核心技術(shù)，覆蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工工藝等領(lǐng)域。公司在北美、德國(guó)等設(shè)有海外研發(fā)機(jī)構(gòu)，引進(jìn)以美國(guó)博士為首席專(zhuān)家的四型瓶專(zhuān)業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，提升創(chuàng)新能力，攻克技術(shù)難關(guān)。 公司已獲授權(quán)專(zhuān)利49項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，現(xiàn)有5項(xiàng)正在申報(bào)，累計(jì)承擔(dān)國(guó)家級(jí)、省級(jí)重大項(xiàng)目2項(xiàng)。目前，公司已經(jīng)取得國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局頒發(fā)的B3級(jí)（纖維纏繞氣瓶）、B4級(jí)（低溫絕熱氣瓶）壓力容器制造許可證、山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的GC2（管道）級(jí)安裝許可證。  

隨著電子設(shè)備的日趨微型化、高頻化及高密度集成化，設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)干擾和電磁輻射干擾等問(wèn)題尤為突出，引發(fā)出的一系列電磁兼容和設(shè)備可靠性問(wèn)題亟待解決。采用寬帶輕質(zhì)高效吸波材料是解決電磁兼容的必由之路。 電子科技大學(xué)研制的泡沫和蜂窩系列化寬帶輕質(zhì)高效吸波材料具有低頻吸收性能好、重量輕、吸收頻段寬等特點(diǎn)。材料系列厚度范圍：6mm~55mm；應(yīng)用頻率：2GHz~18GHz，可擴(kuò)展到0.5GHz~40GHz；吸收率5dB~30dB；體密度：0.07g/cm3~0.12g/cm3。 與美國(guó)Laird公司產(chǎn)品相比，在相同厚度的情況下，電子科技大學(xué)研制的FLXB-20泡沫吸波材料，面密度降低30%，達(dá)到1.4kg/m2，2GHz~4GHz頻段內(nèi)吸收率由5dB提高到10dB；FWXB-12蜂窩吸波材料，吸收率大于10dB，帶寬由7~18GHz拓寬到4~18GHz，同時(shí)面密度降低40%，達(dá)到1.5kg/m2。該成果在材料低頻吸收率及面密度等技術(shù)指標(biāo)方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 電子科技大學(xué)研制的FLXB泡沫和FWXB蜂窩兩類(lèi)寬帶輕質(zhì)高效吸波材料已在基站天線系統(tǒng)及手機(jī)測(cè)試箱抗電磁干擾領(lǐng)域得到批量應(yīng)用（應(yīng)用單位包括華為技術(shù)、中興通訊、摩比天線、愛(ài)立信等），通訊行業(yè)對(duì)吸波材料的需求日趨明顯，尤其是對(duì)低頻段性能的要求尤為重要，年需求量在20000平方米以上，具有重要的社會(huì)效益和十分廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

針對(duì)病毒可能污染的環(huán)境物體表面及應(yīng)急醫(yī)院廢水等進(jìn)行高效消毒意義重大。深圳國(guó)際研究生院能源電工研究所張若兵副研究員團(tuán)隊(duì)積極拓展開(kāi)發(fā)基于強(qiáng)場(chǎng)調(diào)控的致病微生物消殺關(guān)鍵技術(shù)，已初步研制出用于熱敏性固體材料表面消毒的高活性寬幅等離子體便攜式消殺裝備及強(qiáng)脈沖電場(chǎng)調(diào)控的醫(yī)療廢液滅活裝備，有助于解決致病微生物消殺裝備等資源短缺問(wèn)題，為疫區(qū)醫(yī)院防疫、含病毒醫(yī)療廢水高效消毒提供強(qiáng)化消毒裝備。 團(tuán)隊(duì)正在對(duì)系統(tǒng)深入優(yōu)化，并積極聯(lián)合深圳大學(xué)總醫(yī)院等合作團(tuán)隊(duì)著手開(kāi)展后續(xù)效果評(píng)價(jià)工作，爭(zhēng)取盡早推向應(yīng)用，助力抗疫工作。 除了在抗擊疫情中發(fā)揮作用以外，寬幅等離子體射流陣列和強(qiáng)脈沖電場(chǎng)技術(shù)在新一代精準(zhǔn)醫(yī)療裝備、熱敏性材料封裝和智能制造等領(lǐng)域也將發(fā)揮重要作用。

近年來(lái)室內(nèi)空氣污染問(wèn)題嚴(yán)重影響人民健康，空氣凈化器逐漸成為新的家庭必備電器。由于凈化器采用的濾料多為一次性玻纖材料，更換頻繁，維護(hù)費(fèi)用高，并且阻力大，能耗高，制約健康空氣凈化技術(shù)的普及和推廣。而靜電吸附材料利用靜電吸附原理，能夠高效吸附PM2.5顆粒，吹風(fēng)清洗后可以重復(fù)使用，已經(jīng)在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。由于該技術(shù)必須使污染空氣與負(fù)離子預(yù)先混合充分，負(fù)離子發(fā)生器與吸附材料之間必須保持充分的緩沖距離，否則靜電吸附材料無(wú)法工作，從而使得該技術(shù)無(wú)法在小型凈化器得到很好的應(yīng)用。本項(xiàng)目計(jì)劃以靜電吸附材料為研究對(duì)象，利用空氣動(dòng)力學(xué)原理，采用計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法，開(kāi)發(fā)短流程負(fù)離子與空氣預(yù)混合技術(shù)。該技術(shù)主要目標(biāo)是在1~5cm短流程內(nèi)解決點(diǎn)源顆粒與面源氣體混合均勻性問(wèn)題，從而有效解決靜電吸附材料對(duì)混合流程長(zhǎng)度的依賴(lài)性。通過(guò)本項(xiàng)目，一方面，在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)㈧o電材料替代傳統(tǒng)玻纖過(guò)濾材料，降低空氣凈化器使用成本；另一方面，該技術(shù)也能夠在工業(yè)氣體治理領(lǐng)域得到有效的拓展，例如短距離氣體均勻混合能夠有效減小工業(yè)氣體混合設(shè)備尺寸，從而降低設(shè)備制造成本，進(jìn)一步提升本項(xiàng)目研發(fā)技術(shù)的市場(chǎng)推廣價(jià)值。 課題組經(jīng)過(guò)幾年在空氣污染物研究和發(fā)展，已經(jīng)具備在此方面開(kāi)展研究的物質(zhì)條件和軟件條件。課題組曾搭建空氣污染物過(guò)濾實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)負(fù)離子混合與靜電吸附過(guò)濾材料性能進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)試，如下圖1-6所示。同時(shí)，課題組已經(jīng)擁有測(cè)試PM2.5、風(fēng)速等基本儀器，如圖7-9所示，能夠?qū)諝庵蟹蹓m進(jìn)行精確測(cè)量。在與企業(yè)合作的過(guò)程中，也培養(yǎng)了一批能夠進(jìn)行技術(shù)研發(fā)的研究生隊(duì)伍。由此可見(jiàn)，以上條件對(duì)本項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了良好的科研條件。 1、 項(xiàng)目的主要內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)水平1) 主要內(nèi)容 n 在現(xiàn)有的凈化器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，數(shù)值模擬分析污染空氣流動(dòng)形式，粉塵顆粒流動(dòng)路徑等等，為負(fù)離子與空氣混合提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 n 在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新型流道結(jié)構(gòu)，搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，測(cè)試分析流道對(duì)氣體流動(dòng)的影響。 n 實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值分析不同流速情況下，氣體混合情況，尤其是負(fù)離子混合不均勻性以及不同風(fēng)速下的測(cè)試PM2.5的局部過(guò)濾效率。 n 對(duì)現(xiàn)有凈化器提出改進(jìn)方案，制作負(fù)離子混合樣機(jī)，試驗(yàn)測(cè)試凈化效率。 n 開(kāi)發(fā)新型凈化器，提高單位體積空氣凈化效率。2) 創(chuàng)新點(diǎn) n 目前在空氣凈化器方面關(guān)于污染氣體與負(fù)離子短流程混合研究的還未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)，本項(xiàng)目涉及的工作內(nèi)容及技術(shù)尚未得到深入研究和開(kāi)發(fā)； n 利用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)不同結(jié)構(gòu)的過(guò)濾器內(nèi)部氣體混合流動(dòng)進(jìn)行分析，獲得凈化器內(nèi)部氣體過(guò)濾機(jī)理，并以此進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在空氣凈化技術(shù)研發(fā)方法方面有創(chuàng)新性。3) 技術(shù)水平 n 由于技術(shù)難度大，目前市場(chǎng)上仍未有負(fù)離子加靜電吸附的凈化產(chǎn)品，本項(xiàng)目是首次在實(shí)踐中將用于工業(yè)的靜電吸附材料用于民用凈化器； n 利用靜電吸附原理提高PM2.5吸附效率的同時(shí)，阻力比傳統(tǒng)玻纖過(guò)濾材料的更低，噪音更小，壽命更長(zhǎng)，項(xiàng)目研制的技術(shù)含量相當(dāng)高； n 本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的技術(shù)也可以用于工業(yè)領(lǐng)域，技術(shù)應(yīng)用范圍廣。

隨著塑料、橡膠加工工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于混煉設(shè)備的要求越來(lái)越高。雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉技術(shù)是在密煉機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型高分子材料的混煉方法。其核心設(shè)備——雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)，除了具有密煉機(jī)優(yōu)異的剪切混合和分布混合特性外，還具有雙螺桿擠出機(jī)連續(xù)工作的特性，在節(jié)能和環(huán)保方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。華東理工大學(xué)的相關(guān)課題組經(jīng)過(guò)近十年的研究，開(kāi)發(fā)出了具有自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉技術(shù)和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉造粒機(jī)，已經(jīng)通過(guò)了教育部、江蘇省科技廳、中國(guó)石化集團(tuán)公司組織的技術(shù)鑒定，獲國(guó)家機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)、江蘇省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。采用該技術(shù)開(kāi)發(fā)的高濃縮炭黑母粒連續(xù)混煉造粒生產(chǎn)線和高壓電纜屏蔽料連續(xù)混煉造粒生產(chǎn)線已經(jīng)被成功地應(yīng)用于PE80、PE100高壓水管料專(zhuān)用高濃縮母粒生產(chǎn)、含量為50%的高濃縮高檔碳黑母粒、導(dǎo)電纖維母粒和高壓電纜屏蔽料的生產(chǎn)。生產(chǎn)線采用計(jì)算機(jī)集成控制，水下造粒等先進(jìn)的技術(shù)手段，解決了相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的碳黑排放污染環(huán)境的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)化、自動(dòng)化，單位產(chǎn)品能耗是常規(guī)方法的1/2～2/3，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)產(chǎn)品的高效、節(jié)能、環(huán)保化生產(chǎn)。項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)創(chuàng)的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)轉(zhuǎn)子構(gòu)型和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉工藝，解決了高填充混合和導(dǎo)電高分子材料的混煉過(guò)程中對(duì)剪切混合和分布混合的綜合要求高，開(kāi)辟了一種新的高濃縮、高填充母料和導(dǎo)電高分子材料的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝。