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新型靜電飛行器
微型飛行器小體積、輕質量、高機動，能夠在狹小空間執行拍照、探測和運輸等特種任務，在國民經濟領域擁有廣泛應用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點問題，尤其當重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為目前微型飛行器的發動機驅動部件一般采用傳統的電磁電機，而電磁電機在微型化后轉速高、發熱大，能量轉化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。
為了解決上述難題，北航科研團隊從微型發動機的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅動方案，研制出了在微小尺寸下轉速低、發熱小、效率高的微型靜電電機，并首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行，在微型飛行器的發展進程中具有里程碑意義。
該飛行器主要由靜電發動機和超輕質高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優勢，首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行。
靜電發動機的核心是靜電電機，它是一種依靠靜子和轉子間的庫侖力來產生連續旋轉運動的新型微型電機，具備結構簡單和無需繞組的優勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發熱少且無明顯紅外特征。相比傳統電磁電機，靜電電機表現出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質量（5克以內）情況下，其能量轉化效率可達傳統電磁電機的10倍以上，產生相同升力所需功耗僅為電磁電機的1/10以內，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。
電機雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅動，然而傳統高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團隊還針對飛行應用場景，研制了千伏級超輕質高壓電源，主要包括太陽能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學研發的同類技術升壓比提高了92%。
在微型靜電電機和超輕質高壓電源的助力下，本項目研發出的飛行器整機僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進一步，團隊還提出一款翼展8毫米，質量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機在飛行器進一步微型化中的巨大潛力。
北京航空航天大學
2024-07-19
催化臭氧氧化與微生物降解近場耦合技術
對于難降解工業廢水的處理，單獨催化臭氧氧化技術存在臭氧劑量大、氣體回收難、出水毒性高等問題，而單獨生物降解處理難降解有機廢水周期長、設備成本高。催化臭氧氧化與微生物降解近場耦合工藝則將按序進行的催化氧化裝置和生物掛膜裝置兩個處理單元合并，利用催化臭氧技術提高難降解有機廢水的可生化性，同時采用生物膜技術減少后續處理成本，能夠實現低成本提高COD、色度和濁度去除率的效果，同時降低出水毒性，減少環境生物風險。
東北師范大學
2025-05-16
在二維反鐵材料MnPS3中磁振子輸運的實驗進展
量子材料科學中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結構如圖A所示。器件左側Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側Pt電極探測在二維MnPS3中擴散傳輸的磁振子。在二維反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現出e指數衰減的形式，跟一維漂移擴散模型的理論模型一致。在此基礎上，他們還系統研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質散射效應導致的。 二維材料中的磁振子輸運實現為二維磁性材料在磁振子電子學的應用與發展奠定了基礎，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結構示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關系，與理論預言的e指數衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關系。
北京大學
2021-04-11
基于反蛋白石結構水凝膠的心肌細胞檢測方法及其應用
本發明公開了一種基于反蛋白石結構水凝膠的心肌細胞檢測方法及其應用，包括以下步驟：1)制備生物相容性的反蛋白石結構水凝膠；2)基于反蛋白石結構水凝膠心肌細胞的培養；3)心肌細胞的檢測；4)數據的分析。本發明中的反蛋白石結構色水凝膠具備良好的生物相容性，細胞在其表面生長保持高活性和表型，反蛋白石結構水凝膠不僅為心肌細胞的生長提供載體，更重要的是為心肌細胞收縮力和跳動頻率的檢測提供穩定的光學傳感信號，該檢測方法不需要復雜的檢測系統，具備直觀性、高靈敏行、高效、不受外界條件影響的優勢；該方法可應用于心臟藥物
東南大學
2021-01-12
污泥低溫濕熱裂解-厭氧-炭化循環利用新技術
成果簡介： 本技術針對污泥（城市污泥、工業污泥等）脫水難、有毒物質含量高等特點，采用專利技術破解污泥的絮體結構，使污泥中的胞內水釋放，有效的改善污泥的脫水性能。污泥經濕熱熱解預處理后，采用專用污泥厭氧消化反應器進一步轉化污泥中可生化降解的物質，提高污泥產甲烷的能力。厭氧后的污泥經調理后板框壓濾至含水30%以下，并經過炭化爐制備成活性炭，實現污泥的深度減量
南京工業大學
2021-01-12
智能隔爆式磁氧分析儀研究與開發
以先進的嵌入式技術為中心，開發一套智能隔爆式磁氧分析系統， 實現分析儀器的在線檢測，自動標定，故障診斷，在線顯示分析結果，并以數字和模擬趨勢兩種方式輸出，為工業現場DCS系統提供工藝流程中樣品的分析結果。儀器實現了恒溫檢測消除溫度漂移，自動壓力補償，減小壓力影響。
南京工業大學
2021-01-12
合成了氧、硫原子雙橋連的新型分子帶
設計并合成了氧、硫原子雙橋連的新型分子帶[8]cyclophenoxathiin，利用氧硫雜蒽結構單元的動態可彎折性克服分子帶合成的高張力問題；同時，通過氧、硫雜原子對大環分子帶的電子結構的調控，實現其作為分子“容器”的功能應用? 為了精準地獲得具有不同連接順序和空腔性質的氧硫雜分子帶，研究者采用了分步成環的控制合成策略，通過先成單橋大環，再橋連并環的方法，以較高的產率選擇性地獲得具有“碗狀”和“筒狀”的兩種分子帶。進一步研究表明碗狀的分子帶可通過多重C?H···S氫鍵的作用，分子間二聚形成膠囊型的分子“容器”。該二聚體不僅可以包合硝基苯等溶劑分子，而且對C60等富勒烯分子具有極強的選擇性絡合能力，結合常數高達3.6×109 M?2，展現出在富勒烯材料的提純與分離方面的應用潛力。而筒狀的分子帶可與環型結構的[2,2]環蕃分子相結合，形成獨特的“環套環”的超分子包合物。氧硫雜雙橋聯分子帶的可控合成、多樣結構及其豐富的主客體化學充分展示了雜原子摻雜分子帶的魅力，也為分子帶的設計和構筑提供了新的思路。
中山大學
2021-04-13
富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與示范
本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與其對應示范裝置。著眼于發展經濟、安全和可靠的富氧燃燒技術需求，本成果重點圍繞兩個關鍵科學技術問題：
(1)基于氧/燃料雙向分級的富氧燃燒火焰組織、傳熱調控與污染抑制原理；
(2)基于靜/動態仿真的富氧燃燒系統集成優化和控制技術，組織共性技術研發和工程示范。
本成果建立了常壓與加壓富氧燃燒條件下的分級燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發了常壓富氧燃燒的分級燃燒系統，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關鍵技術，掌握了常壓富氧燃燒的系統集成、優化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設計能力。
其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業示范連續運行168h，鍋爐燃燒效率90.68%，煙氣中CO?濃度71-82%，NOx濃度（等效空氣燃燒）110mg/Nm³。相比空氣工況，富氧工況下脫汞效率（以ESP前為基準）和ESP除塵效率進一步提升。
圖1 應城35MWth富氧燃燒工業示范裝置平面圖
圖2 應城35MWth富氧燃燒工業示范系統及現場實時運行
【技術優勢】
與現有的其它碳捕集技術，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術，富氧燃燒碳捕集技術的改造成本更低，系統效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。
華中科技大學
2023-05-08
一種富氧燃燒鍋爐熱力性能獲取方法
本發明公開了一種富氧燃燒鍋爐熱力性能獲取方法，包括步驟：燃料的燃燒計算、煙氣和送風模擬、熱平衡計算、爐膛熱力計算和對流受熱面熱力計算，其中爐膛熱力計算中的計算火焰黑度和爐膛黑度步驟，以及對流受熱面熱力計算中計算煙氣黑度并確定煙氣側輻射放熱系數步驟，其采用的三原子氣體輻射減弱系數 ky 按照<imgfile=""DDA0000508403760000011.GIF"" wi=""356"" he=""108"" /> 計
華中科技大學
2021-04-14
富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與示范
【研究背景】
我國以煤為主的能源稟賦決定了煤電將會在未來一段時間內充當托底角色，燃煤發電過程中產生的CO?作為主要碳排放源，成為了“2030碳達峰、2060碳中和”愿景目標的現實約束。開發具有大規模CO?捕集功能的新型低碳燃燒技術是實現“雙碳”目標的關鍵。其中，富氧燃燒技術采用空分系統所產生的氧氣(純度>95%)代替助燃空氣，同時采用煙氣再循環調節爐膛內的介質溫度和傳熱特性，實現煙氣中CO?高濃度富集，便于CO?的分離與捕集，是最具發展前景的規模化碳捕集技術。
【成果介紹】
本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與其對應示范裝置。著眼于發展經濟、安全和可靠的富氧燃燒技術需求，本成果重點圍繞兩個關鍵科學技術問題：
(1)基于氧/燃料雙向分級的富氧燃燒火焰組織、傳熱調控與污染抑制原理；
(2)基于靜/動態仿真的富氧燃燒系統集成優化和控制技術，組織共性技術研發和工程示范。
本成果建立了常壓與加壓富氧燃燒條件下的分級燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發了常壓富氧燃燒的分級燃燒系統，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關鍵技術，掌握了常壓富氧燃燒的系統集成、優化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設計能力。
其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業示范連續運行168h，鍋爐燃燒效率90.68%，煙氣中CO?濃度71-82%，NOx濃度（等效空氣燃燒）110mg/Nm³。相比空氣工況，富氧工況下脫汞效率（以ESP前為基準）和ESP除塵效率進一步提升。
圖2 應城35MWth富氧燃燒工業示范系統及現場實時運行
【技術優勢】
與現有的其它碳捕集技術，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術，富氧燃燒碳捕集技術的改造成本更低，系統效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。
【技術指標】
【資質榮譽】
獲日內瓦國際發明展金獎(2017)、國際自動化學會電力工業設施獎(2017)、湖北省技術發明一等獎(2018)。
華中科技大學
2023-07-19