所属分类：清洁能源产业

所属单位：长春工业大学

成果简介：空气分离装置可被广泛应用于钢铁、有色金属、石油、石化等先进制造领域。项目团队自主研发的空气分离装置优化控制系统主要由空气净化及压缩控制单元、冷凝及精馏控制单元、产品输送控制单元和贮存控制单元组成。通过对各个控制单元进行优化控制，实现空气分离装置的安全节能运行。项目团队采用机理分析、数值计算和神经网络等方法建立空气分离装置及末端匹配系统的多尺度关系；采用强制时变技术，在同一工作过程下的特定时间尺度内，根据能量最小模型，以节能为目标设计智能控制策略，实现对空分装置的空气压缩系统、预冷系统、分馏塔系统、透平膨胀机系统、纯化系统等工艺过程的最佳工作参数的优化控制。该系统的技术指标如下：氧气纯度 99.6% ；氮气纯度 99.9%。已在中油吉林石化公司化肥厂 6#空分装置上应用此控制系统，系统运行稳定，节能效果明显。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：长春工业大学

成果简介：AOD 炉、转炉冶炼中低碳铬铁合金是铁合金生产的新工艺。该工艺与传统电硅热法工艺相比，具有流程短、能耗低、排渣量小等优点。该工艺在产业化过程中经常遇到喷溅严重、终点命中率低、炉衬耐火材料消耗高等问题。为了有效解决上述问题，项目组成员以 AOD 炉、转炉冶炼中低碳铬铁为具体研究对象，从喷溅产生的机理、终点参数的特征、炉衬蚀损的规律入手，采用小波包分析、多传感器信息融合、机器学习、推理控制、机器视觉、伺服驱动等技术手段，突破了技术瓶颈，最终形成在铁合金生产领域具有明显推广意义的安全生产、节能降耗研究成果。本系统可以成功地预测和抑制冶炼过程中喷溅的发生，预测成功率 99%；碳值预测精度±1℃，冶炼时间小于 1h、终点识别准确率在 93%以上。本系统能够准确地预测和控制终点温度和碳含量，缩短冶炼时间、提高产品质量，降低生产成本。研究成果对完善铁合金工艺，实现冶炼过程的安全生产、节能降耗提供了技术支撑，对促进铁合金行业的绿色转型、产业升级具有重要意义。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：长春工业大学

成果简介：本项目在对国内外 LED 相关技术的深入研究的基础上，在满足轨道车辆相关行业标准的前提下对轨道车辆 LED 照明系统外观设计问题进行了研究 ，进一步探索了轨道车辆 LED 照明系统亮度、眩光和散热问题 ，同时针对不同车型和车体的要求，研究了轨道车辆 LED 照明系统结构设计问题；在兼顾散热和静音的基础上，满足 EMC 电磁兼容及驱动电压和电流的要求，对轨道车辆 LED 照明系统的电气系统进行了设计 ，考虑轨道车辆LED 照明系统防火、防水、防震等问题，研究提高轨道车辆 LED照明系统的安全、可靠性方法。设计开发的轨道车辆 LED 照明系统能够替代以往的荧光灯，并且节能环保、寿命长、安装维修方便、可靠性高，达到了 DIN5510、BS6853、IP65、UL94、IEC61373等轨道车辆照明系统的标准要求。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：吉林大学

成果简介：本项目研制了一种基于分子筛薄膜的全新固态电解质材料，由于合理的孔道结构和丰富的低活化能位点锂离子的分布，该分子筛膜固态电解质展现出高达 2.7×10-4 Scm-1 的离子电导率、低至 1.5×10-10 S cm-1 的电子电导率、以及对空气成分和锂负极的高度稳定性，有效解决了现有固态电解质材料的界面构建困难、内部锂枝晶和稳定性差等问题，并通过原位生长策略构建了柔性固态锂空气电池。得益于良好的“电解质-电极”低阻抗接触界面，该电池展现出优异的电化学性能、良好的柔性、环境适应性和安全性。同时，分子筛固态电解质的应用还可以拓展到锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池、钠空气电池等储能体系，展现出重要的应用前景。该研究成果有效推动了固态电解质材料和固态储能电池的创新发展。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：吉林大学

成果简介：本项目针对航空发动机风扇/桨扇、潜艇、水雷等装备的阻力与噪声问题，通过研究低噪声飞行生物及海洋生物体宏/微观结构对周围流场参数的自适应规律，揭示其低阻、低噪、高效的生物功能原理，构建了复杂触流部件的“系统仿生”设计的理论，发展了仿生流动控制技术，并率先在重型装甲车辆散热风扇、家用电器风扇、高压通风机、无人机螺旋桨实现了应用。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：吉林大学

成果简介：本项目研制出当时世界上驱动电压最低的白光 OLED，亮度1000cd/m²驱动电压仅为 2.9V，该器件具有“透明-黑色-镜面”三种模式的多功能智能玻璃产品，简化了制备工艺，并将原子层沉积技术引入到气体透过性测试中，打破了美国模康公司垄断，获得了 10-6g/m²·day 的水汽测试精度，通过第三方技术鉴定。本项目适用于机械装备制造、汽车及零部件、生物健康、电子电气、新材料、节能环保、纺织服装、新型建材等领域。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：吉林大学

成果简介：本项目是一种计算数值模型，它基于多场耦合的有限元方法进行建立，并得到了实验结果验证，该模型能够模拟钒液流电池的充放电过程。使用该模型能够得到电池在不同电极参数、流道形状等工况下的库仑效率、正负极过电势以及进出口压差等，该模型的模拟结果与实验结果的误差为 1.53%，能够可视化实验不可测得的变量。在此基础上，在模型中引入拓扑优化方法，对钒液流电池的双极板流场形状与尺寸进行调整，进一步提高电池流场的适用性与系统效率。本成果在新能源开发与储能领域需求广泛，市场前景好，目前数值模型的建立与验证已基本完成，正着手于调整优化算法，提高运算速率。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：吉林大学

成果简介：该光伏发电系统利用球面光电探测器阵列探测空间中光强的分布，找到光强最强的方向，然后利用无线传输将光强最强的方向数据传输给连接有自动转向功能的太阳能电池板，调节太阳能电池板的角度使阳光直射其表面，保持接收最大光强的能量来提高发电效率。目前该系统已完成软件、硬件以及结构部分的绝大多数设计，已经实现跟随太阳光移动的功能。可应用在不同波段不同场合的光信号探测（光伏发电系统、红外探测系统等）。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：东北师范大学

成果简介：液态电解液泄漏、易燃、爆炸等安全问题已成为大功率可充电锂电池应用亟待解决的关键问题。为了克服这些缺点并保持锂离子电池的高性能，具有高柔韧性、高安全性的固态聚合物电解质应运而生。与液体电解质相比，固态聚合物电解质具有低易燃性、高机械强度、高热稳定性以及高循环稳定性等优点，在保证安全性的同时又能提高能量密度，是下一代高性能高安全性锂电池发展的关键方向。 研发团队研发了木质素基单离子聚合物电解质，以其为骨架进一步制备出厚度仅13 µm的能量密集型超薄柔性全固态电解质，组装的电池在0.2 C下电池首次放电比容量达到158 mAh g-1，循环730圈后，可逆容量仍可保持为106 mAh g-1，库伦效率接近100%；并且具有一定的低温性能，-20 oC下初始放电比容量达到100 mAh g-1以上。此外，组装的锂对称电池在大电流密度0.5 mA cm-2下可在13 mV极小电压下实现稳定循环4000 h以上，显著抑制锂枝晶增长，达到了安全运行的效果。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：东北师范大学

成果简介：研发团队针对NASICON型结构钠离子电池正极材料面临的瓶颈问题，通过新颖的合成方法和材料晶体结构设计理念，成功开发了具有自主知识产权的长寿命、高功率和低成本的钠离子电池及其超稳定的正极材料。材料合成方法简单，反应条件温和，不需要特殊设备，目前已完成实验室中试，具备了公斤级的制备能力。成果具有高的振实密度，可实现高体积能量密度，具有非常优秀的实用化潜力 性能优势： 1.高比能和快速充放电能力：放电比容量达127.8 mAh g-1，3分钟快速充放电，容量保持率达70%以上； 2.超长循环寿命：与长寿命负极匹配，可实现10000次以上的稳定循环； 3.突出的高温和低温性能：可在70℃高温和-25℃低温的宽温度环境内稳定工作； 4.超长存储稳定性：普通空气中存放2年以上、水中浸泡一周以上等条件下存储，材料不变质。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：东北师范大学

成果简介：研发团队从聚合物电解质分子设计、构筑稳定界面以及电极材料匹配性等方面，通过自主开发的聚合物固态电解质膜制备技术、正极/固态电解质一体化技术及高稳定金属锂负极制备技术，解决了固态电解质中锂离子电导率低、固/固界面高界面阻抗问题，并提高了固态电池的室温性能。基于固态电解质膜的容量为300 Ah的磷酸铁锂半固态电芯，可以实现电池高安全和长循环。其质量比能量密度大于160 Wh/Kg，在1C充放电倍率下可以稳定循环10000次以上。基于固态电解质膜的容量为54 Ah的三元全固态电芯，可以实现电池高安全和高比能的要求。其质量比能量密度大于350 Wh/Kg，在1C充放电倍率下可以稳定循环1000次以上。 目前，研发与产业化团队与中国一汽共同开发车用固态电池技术，预计2025年底装车试运行，成果完全产业化后可年产装备20万辆电动汽车的锂电池系统，年产值约71.8亿元，可创税收约4.9亿元。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：东北师范大学

成果简介：电解水制氢被认为是未来规模化制氢的首选。相比于传统的碱性电解水制氢，新兴的质子交换膜（PEM）电解水制氢因启停快、工作电流密度高、电解槽尺寸小且与可再生电能匹配性好等优点，逐渐成为了电解水制氢的主流发展方向。 研发团队以多酸作为氧化还原电解质，成功开发了一种从生物质到甲酸的高效催化转化耦合低能耗电解水制氢系统。在该系统中，葡萄糖等碳水化合物被多酸催化转化为甲酸，而氢则在阴极不断析出。其中，葡萄糖到甲酸的产率高达62.5 %，且甲酸为唯一的液相产物。本系统只需要1.22 V就可以获得50mA·cm-2的电流密度，产氢的法拉第效率接近100%，产氢能耗仅为2.9kW·h·Nm-3（H2），较传统电解水（4.2 kW·h·Nm-3（H2）节能超30 %，预测经济效益约为传统电解水制氢的5.4倍。在此基础上，研发团队进一步开发了系列多酸电解质催化苯甲醇到苯甲醛、环己酮到己二酸的高效电转化耦合低成本电解水制氢技术。随着千亿级绿氢产业的快速增长，本技术具有广阔的市场前景。