所属分类：清洁能源产业

所属单位：西京学院

成果简介：国家自然科学基金面上项目，新型金属镁二次空气电池的可逆储能机理研究，完成单位：西京学院；主持人：李春生。 取得成果如下： 1. 研究计划执行情况概述。 依据DFT理论模拟，Mn3O4晶体结构与石墨烯的表面特征，合成Mn3O4纳米线/3D GN/SWCNTs对于电子转移数控制是有利的；性能优化显著。 2.成果： (1) Advanced Science、Composites Part B: Engineering等论文19篇 (其中：SCI 18篇；中文省级刊物1篇) (2) 获批行业重点实验室1项： [1] 李春生教授 为实验室主任：“中国石油和化工行业太阳能电池电极材料重点实验室”（中石化联科发［2022］222号）. 批准单位：中国石油和化工联合会 (3) 获奖： [1] 李春生:高安全性典型微纳米材料设计合成与储能性能提升. 陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖，二等奖，2023年. （第一完成人） [2] 李春生:海洋油气管道与钢结构高效长寿命腐蚀防护技术与应用； 中国石油和化学工业联合会科学技术奖 三等奖 2023年. （第三完成人） (4) 培养毕业和在研硕士研究生7名； (5) 培养省级科技副总2名； (6) 专利转化2项发明专利，取得良好社会和经济效果。 (7) 申请国家发明专利4项；其中授权发明专利1项。 (8) 主办国际、国内会议5场；作学术报告16场

所属分类：清洁能源产业

所属单位：龙岩学院

成果简介：本产品为钠离子电池正极材料普鲁士蓝。采用有机溶液代替水溶液，避免了间隙水的引入，从而有效降低普鲁士蓝材料中的间隙水含量。该条件下合成的普鲁士蓝材料微观结构为立方结构，直径为50-100 nm，间隙水为含量仅为9.3%。作为正极材料组装的扣电池以0.5 C（1C=170 mAh g-1）的电流密度下测试，放电比容量高达137 mAh g-1，充放电100个循环后放，容量保持率为96.3%。当电流密度高达10 C时，放电比容量保持在90 mAh g-1。龙岩学院与福建省龙德新能源科技有限公司横向合作项目经费50万元，该研究成果拟申请发明专利2项，可实现新增产值200万元。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：龙岩学院

成果简介：本项目为超薄柔性燃料电池膜电极，为龙岩学院化学与材料学院和厦门大学化学与化工学院合作研发的新型膜电极产品。采用了发明专利保护的新型浸渍法，结合电流置换，在Nafion膜上生长了稳定的银/铂双金属纳米催化剂，可直接制成MEA中的新型超薄催化剂层。该方法条件温和，操作简便，可大规模生产。由Nafion Ag/Pt膜制成的膜电极表现出比传统CCM法高约2.5倍的Pt质量比功率，在燃料电池领域中显示出巨大的应用潜力。本项目尚未实现转化，根据估算，质子交换膜燃料电池使用本膜电极产品后，制造同等功率的燃料电池电堆成本可下降7-11%。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：咸阳师范学院

成果简介：本项目围绕设计和构筑高性能超级电容器电极材料展开，在温和条件下制备了多种新颖的高性能超级电容器电极材料。主要研究内容包括和发现点包括： （1）传统超级电容器电极材料的柔性化及其电容性质研究。开发了通过带状/管状赝电容材料与大片层还原氧化石墨烯相互穿插缠绕来构筑自支撑三维网络结构复合材料技术，提出了此类柔性三维网络结构复合材料的形成机理，为传统电极材料的柔性化提供了思路和借鉴； （2）铋基材料的超级电容性质研究。将在光催化领域已经广泛使用的铋基材料引入超级电容器领域，构筑了多种在碱性电解质中比电容量高且电位窗口宽的铋基电池型电极材料为组装高性能混合超级电容器提供了新材料，也拓宽了铋基材料的应用范围。 （3）电化学活性分子/离子基超级电容器电极材料构筑。发现在双电层电容器电极材料上通过π-π相互作用静电作用固载具有电化学活性的分子或基团，可以同时赋予材料双电层和赝电容，并最终赋予复合材料优异的电容性质。 本项目的相关研究成果先后在国内外期刊上发表学术论文16篇，申请国家发明专利1项，其中发表在SCI top 期刊上论文6篇。本项目关联研究成果发表后，受到了国内外学术界的广泛关注，8篇代表性论著已被国内外著名学者正面评价或引用达250次，充分说明了本项目研究工作的影响力。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：陕西科技大学

成果简介：该项目研究以“高比能生物质基电极材料的可控构筑及其超电容性能研究”为核心主题，以绿色、可持续的生物质基材料及其衍生品（纸基）为基础，设计、构筑了一系列不同的生物质基储能新产品，开展了一系列特色性的工作：设计了木材和纸基材料同类玻璃高分子结合用于超级电容器储能领域，开发了一种集电极材料和隔膜于一体的兼具高功率和高能量密度的一体化纸基超级电容器，建立了非碳化法构筑生物质基高比能超级电容器储能材料的新方法，发展了多功能生物质基储能材料，提高了生物质资源的利用效率，拓宽了生物质材料的研究领域和应用范围。5篇代表性论文发表在国际著名材料、化学、能源类期刊，篇均SCI他引70余次，3篇论文先后入选ESI高被引、热点论文。研究成果受到了包括中国科学院院士彭慧胜教授、加拿大工程院院士倪永浩教授、哈佛大学Xingcai Zhang研究员、中国科学院大连化物所国家杰青吴忠帅研究员等在内的国内外学术同行高度认可和广泛关注，被高分子领域高影响力的新媒体高分子科学前沿等选作亮点进行了专题报道。该项目研究具有系统性和独创性，为不同生物质基储能体系的设计和精准合成提供了有效策略和参考，为开发新型多组分生物质基高比能存储材料奠定了基础，拓宽了生物质基材料的研究领域和应用范围，对设计构筑不同组份和特定结构的高效生物质基电化学存储材料并推进其在超级电容器领域大规模应用具有重要的理论研究价值和现实意义。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安电子科技大学

成果简介：本项目将基于固态变压器的能源互联网系统分为结构层、各智能体控制层和协同控制 层，涉及电力电子、数字通信和人工智能等多个学科，具有很强的基础研究特色和学科交叉特色。 （1）基于混合MMC型固态变压器结构设计 与传统基于半桥型MMC结构的固态变压器不同，本项目综合半桥 MMC 的经济性优点 与全桥MMC的直流故障穿越能力强的优势，通过自身的控制清除直流侧双极短路故障。采用混合MMC型结构设计，可实现多个 10kV 配电网相互连接，构成更大的能源互联网，实现功率互补，抑制电网波动。 （2）基于自适应极值搜索的分布式电源功率寻优控制方法 提出了基于自适应极值搜索的功率寻优方 法，确定输入变量和输出变量间的关系，通过给出状态量的反馈而实现系统输出、消耗等 达到最优，提高太阳能、风能等分布式能源的利用率，并结合各智能体全局协同控制层，保证电网安全稳定运行。 （3）基于深度强化学习的能源互联网各智能体协同控制方法 利用人工智能的强大数据分析和学习能力，构建人工智能的深度强化学习网络，在能源互联网安全运行的约束条件下（如电网潮流、各智能体自身的有效工作范围和动态响应时间尺度等），实现各智能体协同控制目标，即确保能源互联网与电网功率波动最小，能源互联网电压和频率稳定以及最小负荷损失。 本科研团队一共6人，获批科研项目5项，授权发明专利10项，成果得到了应用。本项目旨在通过 3 项关键技术的研究

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安理工大学

成果简介：本发明一种基于双曲函数滑模控制的电力系统混沌振荡抑制方法，根据二阶互联双机电力系统的相对转子角度实际值 和相对转子角速度理想值 的计算相对误差 ；设置滑模控制器参数；根据相对误差 和滑模控制器参数计算系统滑模面的运动状态；由滑模控制器参数和运动状态方程共同作用产生控制器输出 ，控制器输出作用于发电机转子，输出当前的相对转子角度实际值 ，根据相对误差调节控制器输出。本成果基于双曲函数滑模控制的电力系统混沌振荡抑制方法，通过双曲正切函数的滑模控制器，能够克服系统的不确定性，对干扰和未建模动态具有很强的鲁棒性，用双曲正切函数代替不连续的切换函数，可有效地降低滑模控制中的抖振，能够对互联双机电力系统中产生的混沌振荡现象进行了快速、有效的抑制。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安理工大学

成果简介：针对锂离子电池高镍三元正极材料NCM循环过程中存在的表界面结构衰退问题，本研究创新地提出高镍三元正极材料表面功能化策略，发明了原子/分子尺度沉积的表面改性技术，解决了高镍三元正极材料宏量制备均匀性与连续性差的痛点；设计了三维多孔高载量的薄电极结构，提升了传统厚电极离子/电子传输速率，并构建了完整的无人机用锂电池系列产品技术平台。在此期间，研究团队积极进行源头创新，在相关领域发表论文230余篇，其中IF＞10的论文110余篇（Adv Funct Mater、Adv. Energy Mater、Nano Energy等），引用1万余次。 锂离子电池正极材料、原子层沉积关键技术、高比能无人机动力电池技术等成果已实现成果转化和应用。与陕西红马科技有限公司、西安瑟福能源科技有限公司产学研深度合作，实现高安全、长寿命三元锂离子电池小规模量产。本成果的产品性能满足西安瑟福等无人机客户对高容量、高功率、长循环寿命和高可靠性等要求，受到下游客户的高度认可。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安工程大学

成果简介：本项目开展了输电线路结构安全监测与状态评估关键技术研究和应用，具体研究内容如下： 1. 针对强风区、地质沉降区、交通要道附近等特殊工况下的输电塔开展了动力学响应分析，通过建立等比例力学仿真模型和现场实测分析，掌握了沉降、倾斜、侧滑、螺栓松动、杆件变形等不同隐患模式的振动响应特点。2. 针对输电线路断股散股缺陷，首次提出采用振动模态分析的方法实现损伤状态的识别。开展了损伤导线的振动特性的研究，掌握了导线不同损伤程度、防振装置故障情况下的导线各阶振动特征，以及不同负荷状态下温度对其特征的影响，并通过快速时频分析方法建立了导线损伤程度识别模型。3. 根据实际输电塔、导线的结构损伤特点和振动响应特点，以及现场长期监测的应用需求，研制了输电线路结构安全监测装置与状态评估系统，实现各电压等级下杆塔、导线的振动信号监测和检测，通过深度学习实现了输电塔线多隐患类型的状态识别，并实现无人区输电塔线的结构安全就地分析及结构安全状态远距离传输。已在我国多个地区进行了实施，在减灾抗灾方面未电力系统节资6000余万元，并且打造了“科学家+工程师”成果转化团队，为合作企业创造巨大的经济效益。目前已发表论文20余篇，其中代表作5篇；授权专利20余项，其中主要知识产权5项。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：在新型电力系统转型进程中，为应对高比例可再生能源接入导致的系统稳定形态复杂、失稳风险加剧、灵活调节能力不足等问题，本项目对新型电力系统多类型稳定性解耦评估与跨形态能源协调运行关键技术进行深入系统研究，提出新型电力系统输入-状态稳定解耦分析理论与多类型稳定性评估方法；提出基于输入-状态稳定理论的新型电力系统暂态支撑能力提升技术；提出电热气氢跨形态能源联合调度方法。依托上述研究工作，项目组共发表代表性论文30篇，其中，SCI收录26篇，中文卓越期刊4篇。成果的创新点主要包括：提出适应电网电力电子化、交直流混联场景的电压、频率多类型稳定性解耦评估方法，准确刻画系统对外部扰动的承受能力及稳定运行能力；提出常规机组、新能源场站、直流等可控对象协同配合的新型电力系统稳定控制策略，充分发挥各可控对象的调节潜力以有效支撑电力系统安全稳定运行；提出电热气氢跨形态能源联合调度模型及自适应时段聚合高效求解方法，显著提升省级能源系统综合利用效率。成果在西北区域电网、陕西等省级电网及所属新能源场站群得到实际应用，有效支撑电网安全稳定运行，提升电网新能源消纳水平，经济社会效益显著。西安交通大学联合国网陕西省电力有限公司电力科学研究院、国网陕西省电力有限公司共建联合研究团队，合作开展项目理论研究与工程应用。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：西北工业大学

成果简介：高安全、高比能、长寿命锂离子电池储能系统是推动能源绿色低碳转型的装备基础。然而，高比能锂电池的循环寿命受制于活性材料的结构劣化、界面副反应、电极的离子/电子传输路径难协同等瓶颈问题，另一方面，传统有机液态电解液中的挥发性有机溶剂在锂电池工作中易发生化学副反应，从而引发起火爆炸、环境污染、有毒物质泄露等安隐患。因此，本技术为解决目前锂电池使用过程中安全性差、续航里程低、使用寿命短等瓶颈问题，成功开发了具有高安全、高比能、长寿命的全固态锂离子电池，已经通过GJB-2374-2013和GJB4477-2002测试认证，解决了目前固态锂电池常温下无法循环的技术难题：（1）本技术通过开发出“轻薄通韧”型固态电解质膜材料，在锂电池制成过程中避免使用有机电解液，锂电池穿刺实验不起火，不爆炸，极大的提高了锂电池的安全性。；（2）为提高固态锂电池能量密度，本技术开发了匹配高容负极的界面层调控新技术，固态锂电池能量密度高达435Wh/Kg，高出目前商业锂电池2倍；（3）本技术通过建立界面精准离子补偿的新方法，显著提升全固态锂电池的循环寿命，实现了固态电芯常温下循环寿命＞500圈，成功解决了多型号高能量密度电芯在极端服役条件下循环性能差的问题。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：江苏师范大学

成果简介：以高纯钽箔为原材料，利用电化学湿法刻蚀技术实现了对钽箔的刻蚀加工，制备出了具有三维纳米多孔结构的钽电极箔。该电极箔与传统烧结钽块电极相比具有更高的体积电容密度、更低的厚度和更加经济的制造成本。建立了基于计算和仿真的钽箔选型与刻蚀剂选取准则并进行了验证，提出了具有良好可重复性的脉冲方波湿法刻蚀技术，攻克了钽金属难以利用电化学刻蚀进行加工的难题，优化了基于刻蚀钽电极箔的阳极氧化工艺，制备的超薄片式钽电解电容器总厚度不超过100μm，表现出远优于传统钽电容器的综合电气性能，有望大幅拓展钽电解电容器的应用场景，从而创造显著的社会经济效益。