西安交大學(xué)子在第二屆中國研究生“雙碳”創(chuàng)新與創(chuàng)意大賽中獲佳績(jī)

10月28日-29日，由教育部學(xué)位管理與研究生教育司指導(dǎo)，中國學(xué)位與研究生教育學(xué)會(huì)、中國科協(xié)青少年科技中心主辦的第二屆中國研究生“雙碳”創(chuàng)新與創(chuàng)意大賽決賽在承辦單位東北林業(yè)大學(xué)舉行。西安交通大學(xué)獲得一等獎(jiǎng)7項(xiàng)，二等獎(jiǎng)14項(xiàng)，三等獎(jiǎng)9項(xiàng)，柴冠坤、陳飛、丁濤、甘永梅、姜召、李運(yùn)甲、劉棟、王來利、王曙東、延衛(wèi)、楊國銳獲評(píng)優(yōu)秀指導(dǎo)教師稱號(hào)，西安交大榮獲優(yōu)秀組織獎(jiǎng)。

中國研究生“雙碳”創(chuàng)新與創(chuàng)意大賽以“創(chuàng)意啟迪智慧、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”為理念，圍繞“智慧雙碳，創(chuàng)享未來”主題，以激發(fā)研究生創(chuàng)新意識(shí)，提高研究生創(chuàng)新和實(shí)踐能力，為國家、社會(huì)和企業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為宗旨而設(shè)立。

本屆比賽于2023年6月正式開賽，吸引了來自西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等293家研究生培養(yǎng)單位的11963名研究生師生參與競(jìng)賽，經(jīng)過初賽、復(fù)賽的激烈角逐，共有243件作品成功進(jìn)入總決賽?？倹Q賽經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)答辯評(píng)審，最終評(píng)選出一等獎(jiǎng)64項(xiàng)，二等獎(jiǎng)177項(xiàng)，三等獎(jiǎng)333項(xiàng)。大賽自啟動(dòng)以來，研究生院高度重視，充分發(fā)揮學(xué)校在相關(guān)“雙碳”學(xué)科方面的優(yōu)勢(shì)，積極組織開展作品的動(dòng)員申報(bào)工作，面向全校遴選55支隊(duì)伍進(jìn)行參賽，最終21支隊(duì)伍入圍全國總決賽，獲國家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)30項(xiàng)。

西安交大在此次“雙碳”大賽中取得優(yōu)異成績(jī)，充分體現(xiàn)出學(xué)校在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、提升實(shí)踐能力方面的一貫高度重視。未來，研究生院將繼續(xù)加大支持學(xué)生參與教育部主辦的高水平學(xué)科/科技競(jìng)賽，一是緊跟國家政策導(dǎo)向，積極打造實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，組建專家指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，為研究生提供全面的賽前指導(dǎo)，做好參賽隊(duì)伍和項(xiàng)目培育工作；二是要加大投入，優(yōu)化服務(wù)，加大賽事宣傳力度，提高研究生參與積極性；三是不斷完善競(jìng)賽工作室相關(guān)機(jī)制建設(shè)，加強(qiáng)競(jìng)賽方法類課程設(shè)置，培養(yǎng)研究生工程實(shí)踐能力，提高工程素養(yǎng)，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，通過開展一系列扎實(shí)有效的工作，努力培養(yǎng)更多富有創(chuàng)新精神、勇于投身實(shí)踐的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，為學(xué)校雙創(chuàng)人才培養(yǎng)和“雙一流”建設(shè)再添亮色。

第二屆中國研究生“雙碳”創(chuàng)新與創(chuàng)意大賽獲獎(jiǎng)名單

國家級(jí)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目介紹

項(xiàng)目名稱：基于氫電耦合的智慧氫能源系統(tǒng)

參賽成員：程旭、周熙、夏欣

指導(dǎo)教師：柴冠坤

本團(tuán)隊(duì)來自西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，聚焦當(dāng)下新能源市場(chǎng)氫能源因成本制約而難以推廣的熱點(diǎn)問題，采用“1+3+n”的產(chǎn)品模式，以可再生能源發(fā)電方式為基礎(chǔ)，針對(duì)于國內(nèi)電解水制氫高壓裝備存在的波動(dòng)大、功率小、效率低以及燃料電池轉(zhuǎn)換效率低的痛點(diǎn)問題，突破了制氫設(shè)備核心的技術(shù)瓶頸，根據(jù)機(jī)理提升制氫轉(zhuǎn)換效率，打造全方位的氫電耦合能源系統(tǒng)，解決大規(guī)模制氫推廣的難題?，F(xiàn)有關(guān)技術(shù)應(yīng)用于多家能源企業(yè)的案例，對(duì)制氫產(chǎn)業(yè)鏈的效益提升超過30%，構(gòu)建全方位100%綠電的智慧氫能源系統(tǒng)。

項(xiàng)目名稱：全集成式mems光聲光譜氣體傳感器

參賽成員：王博洋、華夢(mèng)涵、王志飛、何昱辰、竇偉滔、黃霖

指教教師：王曙東、李運(yùn)甲

針對(duì)目前工業(yè)企業(yè)碳監(jiān)測(cè)傳感器技術(shù)落后、體積較大、精度較低的痛點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了國內(nèi)首款利用光聲光譜技術(shù)的全集成式mems氣體傳感器。在光-聲-電多參量測(cè)量降低傳感器信號(hào)干擾、mems器件使傳感器從分體式跨越至集成式、桌面級(jí)縮小至可穿戴級(jí)、獨(dú)特的聲學(xué)加工方案提高傳感器靈敏度三方面實(shí)現(xiàn)了突破性創(chuàng)新。相關(guān)成果已公開發(fā)明專利3項(xiàng)、在投論文2篇，并且取得了陜西計(jì)量院的三方校準(zhǔn)證書及測(cè)試報(bào)告，驗(yàn)證儀器的準(zhǔn)確可靠性。目前已與電網(wǎng)、車企及傳感器大型龍頭企業(yè)展開合作、內(nèi)容涵蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、應(yīng)用，引領(lǐng)碳監(jiān)測(cè)技術(shù)革新，為雙碳目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)力。

項(xiàng)目名稱：6.5kv sic功率器件軌道交通低碳化解決方案

參賽成員：孫培元、李磊、郭佳成、馬定坤、袁天舒、馬良俊

指導(dǎo)教師：王來利、甘永梅

本團(tuán)隊(duì)來自西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院寬禁帶功率半導(dǎo)體器件封裝集成研究中心，針對(duì)現(xiàn)有封裝測(cè)試集成技術(shù)不能完全發(fā)揮高壓碳化硅芯片優(yōu)異性能的科學(xué)問題，本團(tuán)隊(duì)致力于突破關(guān)鍵瓶頸，以研制具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的大容量、高可靠高壓碳化硅器件為具體目標(biāo)，在封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高壓驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和測(cè)試平臺(tái)搭建等方面取得突破性成果，研制了包括具有散熱和絕緣協(xié)同匹配封裝結(jié)構(gòu)的高壓碳化硅器件、基于絕緣增強(qiáng)型平面變壓器的高壓碳化硅驅(qū)動(dòng)器與高絕緣高精度低干擾的高壓碳化硅測(cè)試平臺(tái)在內(nèi)的一整套高壓碳化硅器件封裝測(cè)試集成系統(tǒng)，以充分發(fā)揮高壓碳化硅功率半導(dǎo)體的高壓、高效特性，為新型電力系統(tǒng)和軌道交通等新能源領(lǐng)域提供器件支撐，帶來顛覆性變革。

項(xiàng)目名稱：基于干重整反應(yīng)的反應(yīng)器及抗積碳催化劑設(shè)計(jì)

參賽成員：楊竹葦、李林森、楊驍、熊輝

指教教師：姜召

甲烷二氧化碳重整被認(rèn)為是一種未來理想的二氧化碳利用技術(shù)。但該反應(yīng)典型受熱力學(xué)限制，在高溫下反應(yīng)容易積碳，造成催化劑失活及管道阻塞等問題。因此，急需開發(fā)新型反應(yīng)器及催化劑。本團(tuán)隊(duì)從強(qiáng)化熱量管理、改善物質(zhì)分布和流動(dòng)均勻性出發(fā)，設(shè)計(jì)出新型固定床反應(yīng)器。同時(shí)，根據(jù)分子篩限域效應(yīng)、表界面的幾何及電子結(jié)構(gòu)、過程模擬計(jì)算，進(jìn)行催化劑的理性設(shè)計(jì)。由于干重整反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，本項(xiàng)目可橋聯(lián)液態(tài)有機(jī)氫載體用于氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的制氫儲(chǔ)氫。此外，干重整反應(yīng)生成的合成氣還可用于制備大宗化學(xué)品甲醇。本項(xiàng)目在符合“碳中和”和“碳達(dá)峰”的背景下，為我國的可持續(xù)綠色發(fā)展作貢獻(xiàn)。

項(xiàng)目名稱：

風(fēng)電葉片用高性能可回收聚氨酯玻纖復(fù)合材料

參賽成員：韓祥、呼延辰熙、楊發(fā)虎、王子幣、李欣欣

指教教師：劉棟、陳飛

傳統(tǒng)風(fēng)電葉片處理方法通常涉及填埋或焚燒，不僅浪費(fèi)資源，還會(huì)釋放大量二氧化碳。團(tuán)隊(duì)聚焦風(fēng)電葉片用可回收聚氨酯開發(fā)，通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研制出具有動(dòng)態(tài)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可循環(huán)熱固性聚氨酯，開發(fā)出高性能可回收聚氨酯玻纖復(fù)合材料制備工藝，實(shí)現(xiàn)了熱固性聚氨酯玻纖復(fù)合材料的循環(huán)加工利用。上述研究成果已申請(qǐng)專利11項(xiàng)，在高水平學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文10篇。本團(tuán)隊(duì)已與國內(nèi)纖維復(fù)合材料頭部企業(yè)合作開展中試和放大生產(chǎn)，產(chǎn)品關(guān)鍵性能指標(biāo)已通過企業(yè)和相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)；投產(chǎn)5000噸/年的可回收聚氨酯生產(chǎn)線，可生產(chǎn)風(fēng)電葉片2.5萬噸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值3億元，相比傳統(tǒng)風(fēng)電葉片，可減少co2排放1.8萬噸。

項(xiàng)目名稱：

光儲(chǔ)管家-園區(qū)級(jí)清潔能源共享交易系統(tǒng)

參賽成員：穆程剛、李天宇、寧可兒、黃雨涵、袁懿

指教教師：丁濤

本項(xiàng)目面向工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，旨在探索園區(qū)級(jí)清潔能源共享交易系統(tǒng)方案，助力打造“零碳園區(qū)”。項(xiàng)目圍繞突破商業(yè)求解器技術(shù)壁壘、多線程物聯(lián)網(wǎng)終端與軟件開發(fā)三大核心技術(shù)形成了一套技術(shù)完備、高效安全的軟硬件交互的能源交易物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。項(xiàng)目從理念方案到技術(shù)層次均提供了切實(shí)可行的交互模式，既保證分布式能源的靈活交易和安全可信的交易環(huán)境，又化解了區(qū)塊鏈應(yīng)用長(zhǎng)久存在的性能問題,可以進(jìn)一步為東數(shù)西算工程、智慧園區(qū)建設(shè)提供支撐，提供多數(shù)據(jù)中心與新能源電廠的能源共享方案。此外，項(xiàng)目所開發(fā)的交易系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)能源自動(dòng)化管理，促進(jìn)區(qū)域能源共享與消納，推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益和廣泛的應(yīng)用前景。

項(xiàng)目名稱：退役動(dòng)力電池綜合化回收處理設(shè)備

參賽成員：張志杰、王思嵐、呂曉龍、王珅、王逸凡、牛佳希

指導(dǎo)教師：延衛(wèi)、楊國銳

本團(tuán)隊(duì)搭建實(shí)現(xiàn)了一種低成本、安全綠色的退役鋰電池拆解回收工藝體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)退役鋰電池的無差別帶電拆解和拆解產(chǎn)物高值化回收利用。設(shè)備在大批量安全破碎鋰離子電池的基礎(chǔ)上，通過氮?dú)庋h(huán)，將電池帶電拆解過程中的能量傳遞到余熱回收裝置中并進(jìn)行轉(zhuǎn)換利用。單套設(shè)備滿荷運(yùn)行一年，可累計(jì)減少4000余噸co2排放。進(jìn)而，對(duì)回收黑粉開展短程濕法研究，通過工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)，鋰元素綜合回收率達(dá)95%以上。同時(shí)，對(duì)提鋰浸渣進(jìn)行改性，應(yīng)用于鈉離子電池，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。上述技術(shù)成果申請(qǐng)專利25項(xiàng)，已授權(quán)14項(xiàng)，發(fā)表論文10余篇。目前成套裝備已在云南省云天化股份有限公司、吉奧環(huán)鵬(江蘇)有限公司等多家企業(yè)簽約落地。