|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
新型静电飞行器
微型飞行器小体积、轻质量、高机动，能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务，在国民经济领域拥有广泛应用前景。然而，此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点问题，尤其当重量小于10克时，其飞行时间一般不超过10分钟。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机，而电磁电机在微型化后转速高、发热大，能量转化效率急剧下降，甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后，如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源，受限于太阳能电池的面积，很难满足飞行需求。
为了解决上述难题，北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破，提出一种新的静电驱动方案，研制出了在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机，并首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行，在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。
该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成，具备低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）优势，首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。
静电发动机的核心是静电电机，它是一种依靠静子和转子间的库仑力来产生连续旋转运动的新型微型电机，具备结构简单和无需绕组的优势，其高电压（千伏级）、低电流（微安级）的工作特性也使其在工作过程中发热少且无明显红外特征。相比传统电磁电机，静电电机表现出了颠覆式的效率和功耗特性，在小质量（5克以内）情况下，其能量转化效率可达传统电磁电机的10倍以上，产生相同升力所需功耗仅为电磁电机的1/10以内，因此即便采用小尺寸太阳能电池，也可以为微型飞行器提供飞行所需功率。
电机虽然效率高、功耗低，但仍需要千伏级高压电流来驱动，然而传统高压电源由于体积和重量过大，无法搭载在微型飞行器上。因此团队还针对飞行应用场景，研制了千伏级超轻质高压电源，主要包括太阳能电池和升压电路两部分，其中升压电路可以在1.21克的重量下，将太阳能（或锂电池）输入的低压直流电，转换为4 - 9千伏的高压直流电，相比美国斯坦福大学研发的同类技术升压比提高了92%。
在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下，本项目研发出的飞行器整机仅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一张A4纸还轻（4.21克），尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步，团队还提出一款翼展8毫米，质量9毫克的超微型静电飞行器，飞行功耗不到1毫瓦，展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
北京航空航天大学
2024-07-19
新型径向流动反应装置
反应装置是化工厂的核心，而径向反应装置气体流通路径短、压降小、可使用小颗粒催化剂等优于传统固定床反应装置的技术特征，在苯乙烯、催化重整、芳烃异构和歧化等化工装置上被广泛应用，但技术十分复杂。
本项目在对径向反应装置进行长期分析和深刻的理解后，经过大型冷模试验研究、计算机模拟和工程放大，从理论上、结构上和关键技术上进行了突破，发明了大型化的新型径向流动反应装置。实践证明发明的大型径向流动反应装置运行平稳节能，各项技术指标达国际先进水平。
（?）发明了催化剂自封式结构，在催化床封造成轴向和径向的二维流动，消除滞流区，提高催化剂利用率，简化结构，国内外首次应用于负压脱氢装置；
（?）发明了新型离心式Π型径向流动技术，流体由始端控制，催化床层的流场优化，国际上首次应用于催化重整；
（?）发明了高均匀度的径向流体均布技术：导流锥设计技术、双流道优化组合技术、催化剂支承结构技术等，从而保证了乙苯脱氢和催化重整的薄催化床层内流体均布；
（?）发明了快速喷射流混合器技术，适应超短停留时间，满足苯乙烯反应装置对反应介质高度混合要求；
（?）发明了高温再热器技术，反应器体外逆流换热，减少负压空间，解决热膨胀，高温蒸汽入口温度下降，降低高温材料的使用温度、制造难度和设备费用；
（?）开发了反应装置的新放大方法。
华东理工大学
2021-04-13
新型飞轮储能装置
本成果涉及的飞轮储能装置基于永磁偏置磁悬浮轴承与双凸极电机集成化技术，永磁偏置磁悬浮轴承能够实现对转子位移的主动控制，且具有较小的能量损耗，适合应用于转子质量重、转速高的飞轮储能系统中。双凸极永磁电机采用永磁体来提供励磁磁场，具有较高的效率和较大的转矩，且转子结构简单，适合高速运行。鉴于两者都是采用永磁体来提供静态磁场这一共同特点，本项目提出了利用同一永磁体同时为磁悬浮轴承提供偏置磁场，为电机提供励磁磁场的思路。此外，鉴于混合励磁双凸极电机能发挥永磁高效与电励磁方便调节磁场的优势，使电机在电动运行情况下保持较高效率的同时，扩大调速范围；发电运行时，又能够实现宽转速范围内的稳压输出。
南京工业大学
2021-01-12
关于非铅钙钛矿太阳能电池的研究
首次制备出了基于非铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6的高质量薄膜及其太阳能电池。对于传统的铅基钙钛矿材料，其结构为APbX3, 如果用一个一价金属和三价金属来代替两个铅，即可形成结构式为A2M+M3+X6的双钙钛矿，又名冰晶石。双钙钛矿是一个非常庞大的家族，理论计算可以形成这种组合的有超过9000种，目前有350种已经被合成。根据计算，有11材料有潜力用于光伏器件。目前已经被合成的有5种左右，但是鲜有双钙钛矿电池报到。其主要原因在于很难制备高质量的双钙钛矿薄膜。通过自己搭建的低压辅助设备首次制备出了高质量的双钙钛矿Cs2AgBiBr6薄膜，研究发现，该薄膜的热稳定性远远好于传统的铅基有机－无机杂化钙钛矿材料。将其用做吸光层，制备出了平面异质结太阳能电池。基于该薄膜的电池在空气中有很好的稳定性，对于无空穴传输层的器件在空气中放置超过4个月其效率没有衰减。说明双钙钛矿在太阳能电池的应用中有非常大的潜力。相关成果发表在《Advanced Science》 （The Dawn of Lead-Free Perovskite Solar Cell: Highly Stable Double Perovskite Cs2AgBiBr6 Film, Adv. Sci. 2018, 5(3), 1700759）。
北京大学
2021-04-11
低成本钢铁防腐中温锌钙系磷化液
一、项目简介本磷化液使用范围宽，性能稳定，处理面积大，沉渣少，成本低廉。磷化速度快，液体的使用寿命长。磷化膜分布均匀，色泽一致，膜层致密，光亮，磷化膜与基体的结合力强，可显著增强钢铁表面的耐蚀性。广泛用于螺丝、螺栓、螺帽、等钢铁材料的防腐。盐雾试验合格。可以不用硝酸配置，安全性好。二、市场前景成本低廉，操作方便，市场广阔。三、规模与投资根据市场需求，包括磷化设备最大不超过1万元。四、生产设备塑料、陶瓷或不锈钢容器。五、效益分析吨成本约1700元，售价约2600元。六、合作方式配方出售，教授配制和磷化方法，或提供磷化液。
河北工业大学
2021-04-13
钙钛矿光伏材料的生长机理原位的研究
随着能源危机和环境污染问题的日益严峻，太阳能等绿色可再生能源近年来得到了广泛关注。伴随着光电转换效率的提升和生产成本的下降，太阳能电池愈加凸显其广阔的应用前景。有机无机杂化铅卤钙钛矿太阳能电池，作为新型太阳能电池的后起之秀，在短短七年内，光电转换效率从3.8%迅速增长到22.1%。虽然钙钛矿太阳能电池在效率上已经取得重大突破，但人们对于钙钛矿材料本身的生长机理以及薄膜形貌的形成机制研究还需要进一步加强，而基于此的研究对钙钛矿材料的深入认知以及相应的光电器件的应用具有重大意义。
北京大学
2021-04-11
一种钙钛矿太阳电池及其制备方法
本发明公开了一种钙钛矿太阳电池及其制备方法，该太阳电池 自下而上依次包括，透明电极、介孔 p-i-n 结构框架和对电极，其中所 述的介孔 p-i-n 结构框架由 n 型半导体层、绝缘层和 p 型半导体层依次 层叠构成，所述 n 型半导体层、所述绝缘层和所述 p 型半导体层均包 含介孔，所述 n 型半导体层、绝缘层、p 型半导体层的介孔内均填充 有钙钛矿材料。其制备方法依次包括：在透明导电基底上通过旋涂法 或丝网印刷法
华中科技大学
2021-04-14
一种多元钙钛矿材料及其制备与应用
"本发明公开了一种多元钙钛矿材料及其制备与应用，其中该多元钙钛矿材料为多元全无机金属非铅卤盐，并且具有钙钛矿结构；所述 多 元 钙 钛 矿 材 料 的 化 学 式 满 足 ： <imgfile=""DDA0001316404480000011.GIF"" wi=""496"" he=""88""/>其中，0≤ x ≤ 1 ， 0 ≤ y ≤ 1 ， A 为 Cs<sup>+</sup> ， B<sup&
华中科技大学
2021-04-14
一种快速制备多晶铁铝酸四钙的方法
本发明公开了一种快速制备多晶铁铝酸四钙的方法，先按质量比 1:0.7942:0.8554:(2.0413‐2.1923)称 取原材料四水硝酸钙、九水硝酸铝、九水硝酸铁和尿素;然后加入适量去离子水，制成浓度为(0.5‐ 0.8)mol/L 的分散液，并持续搅拌(1.5‐2)小时至原材料完全溶解;接着将分散液移入高温炉内，在空气气 氛中加热至(500‐510)°C，恒温 2 小时后取出并磨细成粒径不超过 0.15mm 的微粒作为前驱体
武汉大学
2021-04-14
一种蝴蝶形状钛酸钙颗粒的制备方法
钙钛矿结构氧化物因其具有多种化学、物理等性能而成为新型材 料研究的焦点。人们通过各种实验方法和理论研究了钙钛矿结构的超 导、介电、光催化、磁阻、铁电等性能。钛酸钙是被最早发现的钙钛 矿氧化物。其用途非常广泛，具有很好的生物相容性，可以促进细胞 增生、附着以及快速分化。具有较高的介电常数以及负温度系数，钛 酸钙被用作微波介电陶瓷的添加剂以提高器件的性能。在紫外线照射 下可以分解水制氢，光催化性能成为学者们研究的热点。
兰州大学
2021-04-14