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高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
项目成果/简介:2019年上海市技术发明特等奖燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。金属双极板金属双极板连续冲压成形 金属双极板多工位连续激光焊接金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备金属双极板生产知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等
上海交通大学
2021-04-10
泥沙、核素、温排水耦合输移关键技术及在沿海核电工程中应用
近年来我国核电发展迅速，已有大亚湾、岭澳、秦山、田湾、福清、阳江、宁德、方家山、红沿河、防城港和昌江等 11 个滨海核电厂的 34 台机组投入商运，还有海阳、石岛湾、三门、台山等滨海核电厂的 22 台机组在建，核电滨海式布局已经形成。我国滨海地区泥沙构成在世界上最复杂，泥沙运动强度又大，占世界 5%的水量输运了 30%的泥沙，泥沙与核素的耦合关系复杂难解，影响到泥沙、核素、温排水的准确分布和核电工程的安全与环境安全。因此研究泥沙、核素、温排水耦合输移是确保核电工程安全和环境安全的关键技术，决定了核电工程立项和设计的可行性。该项目组在国家自然科学基金和核电企业的资助下，经多年研究和实践，取得如下创新成果：一是构建了全三维水沙两相流变密度湍流模型，解决了螺旋流输沙等真实三维水沙计算难题；提出了工程泥沙计算的斜对角笛卡尔坐标方法，克服了河口及海岸工程大尺度泥沙计算中复杂边界的困难。该技术全面提升了水沙模拟的准确性和可靠性，是解决核电工程取、排水口头部、取水泵房内部泥沙冲淤的关键，为核电工程的安全运行提供了保障。二是首次提出了包含泥沙颗粒表面形貌信息的数学泥沙概念，基于数学泥沙确定了泥沙颗粒表面非均匀电荷分布规律，量化了核素与泥沙表面形貌之间微观作用机制，建立了泥沙输移和床面变形过程中核素迁移转化的物理‐化学过程模式，使水‐沙‐核素‐床面之间的静态模型变为动态模型，该技术大幅提升了核素在海域分布和积累模拟结果极值包络范围的合理性，给出了保护环境敏感区域和生态红线的设定方法。为核电工程环境安全设定阈值和条件提供了保障。三是提出了采用比尺模型分析物理模型试验比尺和变态率的研究方法，使物理模型试验比尺和变态率的取值更加合理且具有可操作性；揭示出模型试验中水动力垂向和横向速度误差远大于纵向速度误差的规律；提出基于不同海域岸线、地形、潮动力特性及环境保护目标要求等综合因素的远排差位式、交错分列式和混合式等核电工程取排水工程布置原则，保证了核电工程的取排水安全和环境安全，且大幅度降低了工程投资及运行成本。
清华大学
2021-04-10
彬长矿区富水岩层井筒非全深冻结施工技术研究及应用
陕西彬长矿业集团有限公司和西安科技大学合作。针对立井井筒在富水洛河砂岩中的施工，研究提出了采用非全深冻结法施工。通过数值模拟、理论分析、室内和现场工业性试验，确定了非全深冻结方案的冻结深度、孔距、温度等相关参数，井筒施工安全和质量得到有效保证，缩短了工期，经济效益十分明显。该成果经陕西省科技厅鉴定为国际先进水平，申请专利 2 项。该成果在陕西省彬长集团小庄煤矿主、副井防治水工程中得到成果应用，不仅为富水弱渗地层开凿立井、涌水治理摸索和积累了丰富的实践经验，而且形成了一整套系统的经验总结，发展了冻结法施工技术。
西安科技大学
2021-04-11
巨厚冲积层深、大井筒钻井法凿井关键技术 研究及工程应用
本项目创造了钻井法施工深(660m)、大（净 直径7.3m）井筒的新纪录，取得了井壁设计理 论和施工技术的重大创新，攻克了特厚冲积层 深大井筒钻井法凿井关键技术难关，并在板集 煤矿主、副、风三个井筒中得到了成功应用。
安徽建筑大学
2021-01-12
智能电网动态补偿设备产品质量与性能检验检测技术及产业化
小试阶段/n该项目可解决的问题：目前在我国，对于动态性能的检测，没有提高专门的检验检测手段和方法，无法准确、完整地检验检测智能电网动态补偿设备的功能和性能。该项目的实施将提供一套完整的解决方案，可以有效解决动态补偿设备功能和性能的快速、准确、完整的检验检测问题，为国内外动态补偿设备制造业提供产品制造质量和性能指标检验检测服务；为电网和中大型电力用户的动态补偿设备的运行状况和性能指标、电能利用效率以及节能效果的检测、监
武汉大学
2021-01-12
洁净能源汽车及燃料电池轿车高压氢气加气站和供氢技术 研发
同济大学在燃料电池轿车整车集成开发技术、电电混合驱动燃料电池动力系统技术、 车用燃料电池发动机技术、车用燃料电池发动机技术、汽车电动辅助系统技术研究等方 面有突破型进展，与此同时还在氢能源设施、氢气加注站、充电站方面进行配套研究， 也取了进展。已研制三代燃料电池轿车开发平台，“超越一号” 燃料电池轿车样车上 的多项技术填补了国内空白，并获“2003 年上海工博会创新奖”；“超越二号”、“超 越三号” 燃料电池轿车分别在第六、七届“必比登”国际清洁汽车挑战赛上的 7 项测 试中获 5 项 A 级好成绩。并装载于上海大众、上汽集团、奇瑞汽车的整车产品，2005 年组成示范运营车队。2005 年燃料电池轿车被评为中国高等学校十大科技进展。
同济大学
2021-04-13
高纯度二氧化氯制备先进技术及装置工业化研究
1. 背景近年来，对氯化消毒的深入研究发现，液氯和氯系药剂作为消毒剂、水处理剂和漂白剂，在使用过程中会产生严重的污染问题。因此，各国专家和学者在开展控制饮用水中氯代有机物技
南京工业大学
2021-04-14
沿海地区高速公路病害精确诊断及维修关键技术研究
项目以沿海地区高速公路为工程背景开展研究，内容包括：沿海地区高速公路典型病害特征、病害成因的精确诊断技术、路面弯沉退化方程、基于交通量和路面弯沉退化方程的路面使用性能衰变方程、基于路面使用性能衰变方程和寿命成本分析的维修方案及３种维修关键技术，共６个方面，取得了丰硕的研究成果。其特点是：1、符合交通部《公路水路交通运输“十二五”科技发展规划》重大科技专题——新一代公路基础设施维护技术开发的研发方向，即“建设是发展，养护管理也是发展，而且是可持续发展”的新发展观。2、采用理论研究、室内外试验相结合的方
天津城建大学
2021-01-12
一种基于SLM技术的比例换向阀阀芯及比例换向阀
本实用新型公开了一种基于SLM技术的比例换向阀阀芯及比例换向阀，该阀芯包括阀芯主体和封堵在阀芯主体两端的封盖，所述阀芯主体的外部沿阀芯主体轴线方向开有若干节流口组，所述节流口组由若干沿阀芯主体圆周方向均匀分布的复合式三角形节流口组成；所述阀芯主体的内部开有中空结构。本实用新型将SLM快速成型技术应用于阀芯的制造，从而设计出具有特殊形状的节流口和内部具有特殊的中空结构的比例换向阀阀芯，可以显著地改善比例换向阀的流量特性，减轻阀芯的质量，提高频响，同时减小阀芯运动过程中的摩擦力，显著提高比例换向阀的使用性能和寿命。
浙江大学
2021-04-13
高速重载大能容摩擦片摩擦特性及边界条件测量技术与装备
针对高速重载大能容摩擦片制动过程的多场耦合特性，开发了摩擦层三参数摩滑载荷和边界条件模拟与仿真软件、摩擦机理及摩擦系数预测平台，提高了摩擦层三参数摩滑载荷和边界条件测试的精度，增强了摩擦元件工作过程的可靠性。研制了适用于多种工况的摩擦磨损测试设备，首创了摩擦特性的变速测试及压力边界动态测试方法，具有国际领先水平。 与某兵工院所合作单位开发的摩擦元件测试及边界条件精确获取方法己成功应用于某履带车辆的生产研制过程中，填补了国内外边界条件动态测试实践应用的空白。 该成果主要针对履带及重在车辆的军用和民用巿场。未来几年，国内重型机械和武器装备的需求将呈现持续明显上升趋势，该成果有助于推动重型机械中摩擦离合器和制动器的发展，具有广阔的发展空间和应用前景。 采用嵌入测量技术突破了压力及温度边界动态测试的瓶颈，测量精度相对原始六分力测量方法提高了25%。目前己获得包括实验技术、模型理论专用设备等方面的国家发明专利4项、软件著作权2项，发表国内外高水平论文10余篇。
北京航空航天大学
2021-04-13