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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
專家報告薈萃② | 楊俊輝：“三浸三制三化”創新人才自主培養 高質量服務國家戰略腹地建設
加強國家戰略腹地建設，是以習近平同志為核心的黨中央統籌國內國際兩個大局、統籌發展與安全兩件大事作出的重要部署。
中國高等教育博覽會
2024-12-04
硫磺分解磷石膏制硫酸技術及產業化示范
成果描述：針對我國磷石膏年處理量不足，且以生產低檔建材產品為產業鏈主體的利用現狀，建立大量化處理、低成本生產的磷石膏制酸技術體系是磷化工行業的迫切需求。該成果從解決現有磷石膏制酸技術的問題（分解溫度高、能耗高、煙氣SO2濃度低、對磷石膏質量要求高）入手，立足自主創新和集成創新，從關鍵技術研究、關鍵設備開發與產業化示范三個層次來設立研發任務和研究內容，形成的主要成果包括：1 節能化煅燒beta半水石膏技術研究；2 硫磺低溫分解磷石膏制高濃SO2技術及關鍵設備研究；3 氧化鈣殘渣制備飼料級磷酸氫鈣的高值化利用技術；4 萬噸級硫磺分解磷石膏制酸裝置，全流程的“三廢”達標排放，硫酸生產成本小于硫磺制酸生產成本。市場前景分析：應用領域：磷石膏集中排放地、需要大量利用硫酸的企業，如云南云天化集團等，同時也可擴展到其它石膏品種，如氟石膏等。 市場需求分析：以硫磺代替焦炭分解磷石膏，制酸過程實現節能減排，為磷石膏制酸的新技術，此項技術填補了石膏制酸國際國內空白。該技術磷石膏原料適用面廣，操作性強，為各大磷化工企業解決磷石膏問題所急需，不僅實現企業硫循環，同時拓展鈣的高值化利用，經濟成本較低使其具有廣闊的市場前景，同時為國家鼓勵的循環經濟工程。該技術規模化裝置成功后可望使該技術在全國得到推廣，最終解決磷石膏污染的世界性難題。與同類成果相比的優勢分析：硫磺分解磷石膏制硫酸裝置，半水石膏煅燒成本≤35kg標煤/噸，磷石膏中硫脫除率≥95%，分解溫度≤1100℃，氣相SO2濃度≥10%，脫硫鈣渣可直接代替石灰用于飼料級磷酸氫鈣生產。全流程的“三廢”達標排放，硫酸生產成本小于硫磺制酸成本（按硫磺1500元/噸計，則本技術生產成本應≤500元/噸）。 國際先進
四川大學
2021-04-11
生物質移動式熱解制油技術與裝備
針對生物質體積密度低、熱值低，高值化利用中原料收集和運輸成本高的問題，開發了雙螺旋移動式熱解制油裝置系統，將生物質就地轉化為高能量密度、易于運輸的生物油。該系統包括快速熱解、燃燒供能、驟冷和智能化控制等單元，采用自主設計的雙螺旋內混熱解反應器，利用熱解氣燃燒供能，通過分段式加熱進行反應強化和能量品質優化匹配，實現裝置的小型化和緊湊化和移動化。設計的緊湊式裝置系統在相同處理量下，體積只有傳統設備的1/5，生物油產率高達50%，具有可觀的經濟效益。制備的生物油品質較好，通過簡單提質后可與汽柴油混合使用，有望實現生物質“分散式制油-集中化煉制”模式。
東南大學
2021-04-11
高溫煤焦油餾分加氫制清潔燃料油技術
成果與項目的背景及主要用途： 高溫煤焦油是煤焦化過程中得到的一種黑色或黑褐色粘稠狀液體，其組分非 常復雜，估計上萬種，已被鑒定五百多種，并且高溫煤焦油是很多稠環化合物和 含氧、氮及硫的雜環化合物的重要來源。目前，煤焦油很大一部分作為燃料油直 接燃燒，這樣既是對資源的極大浪費，又會造成環境的污染。 高溫煤焦油餾分較寬，同時加氫需要按最苛刻的反應條件設計，而按餾分加 氫可根據原料中各餾分含量設計反應條件，這樣既降低設備的及節省催化劑投資， 又能降低過程的能耗。 各餾分經過加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、異喹啉、吲哚、聯 苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多種產品，這些產品都是重要原料，用途廣泛。 技術原理與流程簡介： （1）化學品提取：綜合精餾、結晶、萃取等分離方法可得到符合下游廠家 要求的萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、異喹啉、吲哚、聯苯、苊、芴、蒽、咔 唑、芘等多種產品； （2）剩余餾分加氫精制制備清潔燃料：提取化學品后剩余煤焦油的利用價 值較低，可通過加氫精制過程，進行芳烴飽和、脫硫、脫氮，得到產品硫氮含量 符合國家標準的清潔燃料； （3）通過利用加氫過程的放熱，優化工藝過程，實現能量的合理利用。 技術水平及專利與獲獎情況： 在煤焦油加工方面，天津大學具有工業萘加工，洗油加工，蒽油加工的工業 化經驗，在此基礎上開發的高溫煤焦油餾分加氫制清潔燃料油技術處于國內領先 30天津大學科技成果選編 水平，該技術成套工藝包的開發正在進行之中。 應用前景分析以及效益預測： 根據當前國家產業政策，發展新型煤化工生產潔凈能源和可替代石油化工產 品必將成為國內未來發展的主流方向。煤焦油寬餾分油中含有多種高附加值的化 工產品，在加氫之前首先加工提取這些化工產品，再對剩余的油品進行加氫，既 不影響加氫原料油的質量，又能進一步提高焦油加工的效益。 應用領域：高溫煤焦油深加工領域 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）： 有穩定的煤焦油來源；廉價的氫氣來源； 合作方式及條件：雙方共同協商
天津大學
2021-04-11
濕法磷酸凈化制工業級和食品級磷酸技術
成果描述：該技術利用濕法磷酸經初步脫除硫酸根、氟硅酸及有機色素后，再用鈣鹽進一步除去硫酸根，經固液分離后，用水不溶性萃取劑萃取磷酸，經洗滌、深脫硫后，用軟水反萃有機相得到凈化稀磷酸，稀磷酸再經濃縮得到工業級85 %磷酸，工業級磷酸再經后處理得到食品級85 %磷酸，食品級磷酸再經深度凈化可制得電子級磷酸。市場前景分析：工業磷酸可直接用作鋁材拋光劑、鋼鐵防銹劑、磷化劑、金屬清洗劑、有機合成催化劑、精密電鍍等；食品級磷酸可當作酸性飲料的酸味劑，應用于蔗糖精制；試劑級磷酸作化學試劑及電子行業用；藥品級磷酸用于醫藥品制造；多聚磷酸用于制造聚磷酸鹽、有機合成原料、金屬表面處理劑，也用作分析試劑。 近五年來，隨著我國食品級磷酸裝置產能的釋放，目前生產能力約250 萬噸，生產廠家50 家左右。近幾年來，我國已成為國際市場上食品級磷酸凈出口國，2008 年以來，每年出口量在47 ～52 萬噸。2012 年我國食品級磷酸產量約為105 萬噸。預計國內食品級磷酸消費市場需求將以12 %的速度增長。國外食品工業相對成熟，對食品級磷酸的需求將維持在50 萬噸左右，預計到2017 年，全國食品級磷酸產量將達到152 萬噸，磷酸生產量增長率在5 %左右。與同類成果相比的優勢分析：符合工業級磷酸企業標準( Q/HF21- 2004)、熱法工業級磷酸國家標準( GB/T2091-1992)、食品級磷酸企業標準( Q/HF22- 2004)、熱法食品級磷酸國家標準( GB3149- 1992)。產品利潤在1000-1500元/噸P2O5。國際先進。
四川大學
2021-04-10
濕法稀磷酸制全水溶磷酸二氫鉀技術
成果描述：用濕法稀磷酸制備磷酸二氫鉀技術已完成5000 噸/年中試，現開始設計3萬噸裝置。濕法磷酸先與氯化鉀反應，然后用萃取劑萃取鹽酸，有機相經洗滌，用氨反萃得到氯化銨，水相經過濾、濃縮、結晶得到磷酸二氫鉀。本技術的P2O5萃取率高，原料酸中80 %的P2O5進入到產品中。自動化程度高、產品質量好、可大規模工業化，適合大型磷肥企業，走肥鹽結合道路。市場前景分析：磷酸二氫鉀廣泛應用于現代化工、農牧業、醫藥、食品、石油、造紙、日化等行業。目前國內磷酸二氫鉀產品的年需求量約在100萬噸上下，而出口量約15萬噸，總需求量約在110萬噸，從2008年至2012年平均23.45 %的高速增長率體現了其巨大市場前景。與同類成果相比的優勢分析：產品磷酸二氫鉀為無色四方晶體或白色結晶性粉末。KH2PO4含量為92 % - 98 %，相對密度2.338，熔點252.6 °C，易溶于水，1 %的磷酸二氫鉀溶液的pH值為4.6。國際先進。
四川大學
2021-04-10
生物質移動式熱解制油技術與裝備
針對生物質體積密度低、熱值低，高值化利用中原料收集和運輸成本高的問題，開發了雙螺旋移動式熱解制油裝置系統，將生物質就地轉化為高能量密度、易于運輸的生物油。該系統包括快速熱解、燃燒供能、驟冷和智能化控制等單元，采用自主設計的雙螺旋內混熱解反應器，利用熱解氣燃燒供能，通過分段式加熱進行反應強化和能量品質優化匹配，實現裝置的小型化和緊湊化和移動化。設計的緊湊式裝置系統在相同處理量下，體積只有傳統設備的1/5，生物油產率高達50[[[[[%]]]]]，具有可觀的經濟效益。制備的生物油品質較好，通過簡單提質后可與汽柴油混合使用，有望實現生物質“分散式制油-集中化煉制”模式。
東南大學
2021-04-11
錐管、葫蘆形管拔制新工藝和設備
錐管、葫蘆形管拔制、螺旋管（桿）高效拔制、方矩管頂推成型等新工藝與設備。錐管拔機采用全液壓驅動，具有國內外創新結構，它的設計完成及應用必將帶來良好的經濟效益和應用前景。 錐管、葫蘆形管（縱向變徑管）被廣泛地用作各種形式的散熱器管、燈桿、旗桿及裝飾桿件，縱向變厚度管用于管端加工內外螺紋等方面。僅以燈桿為例，隨著我國城市公路、立交橋、高速路網的發展，特別是國家開發西部戰略的實施，燈桿用錐管的需求市場巨大。
北京科技大學
2021-04-13
高溫煤焦油餾分加氫制清潔燃料油技術
高溫煤焦油是煤焦化過程中得到的一種黑色或黑褐色粘稠狀液體，其組分非常復雜，估計上萬種，已被鑒定五百多種，并且高溫煤焦油是很多稠環化合物和含氧、氮及硫的雜環化合物的重要來源。目前，煤焦油很大一部分作為燃料油直接燃燒，這樣既是對資源的極大浪費，又會造成環境的污染。高溫煤焦油餾分較寬，同時加氫需要按最苛刻的反應條件設計，而按餾分加氫可根據原料中各餾分含量設計反應條件，這樣既降低設備的及節省催化劑投資，又能降低過程的能耗。各餾分經過加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、異喹啉、吲哚、聯苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多種產品，這些產品都是重要原料，用途廣泛。
天津大學
2023-05-10