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昆明理工大学在第一届云南省大学生节能减排社会实践与科技竞赛上取得优异成绩

新闻出处:昆明理工大学| 2022年05月25日

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日前,第一届云南省大学生节能减排社会实践与科技竞赛圆满落幕。本届比赛由云南省高等学校能源动力类专业教学指导委员会主办,昆明理工大学承办,来自省内20所高校的706件作品参赛。通过专家评审,最终共有11件作品被评为特等奖、46件作品被评为一等奖、55件作品被评为二等奖、200件作品被评为三等奖。昆明理工大学在此次大赛中取得了优异的成绩,获得特等奖7项,一等奖31项,二等奖37项,三等奖138项。


一起来看看

获奖作品(部分)介绍

一、一种应用于湿法冶炼工艺的非线性强化搅拌系统及其装置

参与成员:王梦梦戴新锐张其炀李文杰来奎王子成林语宸

指导教师:王华王仕博


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作品介绍:针对传统机械搅拌在恒定转速、高功率输入工况下致高物耗、高能耗、高污染的问题,本作品建立了搅拌工艺条件参数优化与非线性混合效果之间的智能协同调控数学模型,研发了实时监测净化除杂等搅拌工艺的多相混合均匀性数字可视化调控软件平台。通过破坏搅拌涡旋的空间稳定性,实现反应物粒子运动轨迹的空间拉伸-折叠,最终提高扩散反应速度,用更低的能耗达到更优的净化效果。采用PWM技术调节模拟电压,2.4G无线通信实时采集搅拌数据,实现对搅拌速度的精准检测和控制;叠加无静差调速技术,降低了电机变速搅拌的静差率,提高了系统的稳定性。

二、一种基于高透光电材料的光伏建筑一体化系统

参与成员:祝志恒李思奇唐存靖陈宁马岩张馨媛娄毅

指导教师:李法社徐旭辉王利政

作品介绍:针对光伏组件与屋顶相结合的传统方法随着对采光需求的进一步提升,其结合空间越来越小的问题,本作品设计了一种基于高透光电材料的光伏建筑一体化系统。以B2O3-SiO2-ZnO、Cs2BBX6及铜基卤化物为原料,采用高温熔融—退火析晶法获得发光效率高、形貌均匀、光透率高及稳定性良好的太阳能聚光陶瓷玻璃;将太阳能聚光陶瓷玻璃与自主研发设计的新型发电玻璃边框相结合,形成聚光发电玻璃,应用于绿色建筑的外立面幕墙与屋顶。设计并开发了太阳能光伏建筑一体化“光伏发电—智慧传输—分散储能”系统技术,搭建分布式光伏建筑一体化发电系统,在不影响玻璃透光性能、建筑物采光需求的前提下,提升建筑整体太阳能利用率,每年发电量可节约8.4×107tce、减少1.5×108tCO2、7.7×106tSO2、3.9×106tNOX排放量。

三、超声波协同臭氧降解工业硫酸中有机污染物技术

参与成员:王天徐浩然余裕森王冬斌张恒

指导教师:张利波黎氏琼春


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作品介绍:用于对冶炼烟气制酸过程得到色度异常的浓硫酸产品品质的提升。研究不同反应因素的影响,揭示了超声波参与下的协同以及强化机理。对比现有工艺实现了对硫资源的回收利用并节约能源投入,体现绿色、节能减排的理念以及“双碳”“双控”的目标要求。

四、“暖融融”——高原高寒环境太阳能户外着装系统

参与成员:姬从杰黄倩周梦妮何贵阳杨仕燕

指导教师:祝星朱焘


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作品介绍:结合高原高寒环境日照时间长和太阳射强的特点,并综合考虑到产品实际使用过程中寒冷温度、低温环境滞留时间、人体运动状态等因素的影响,本作品采用超级电容器作为储能装置,光伏控制器作为控制装置,得到光电转化和能量存储一体的复合电源系统,此基础上与服装载体集成,设计了一种基于超级电容器储能的太阳能高原高寒环境户外着装系统。系统将超级电容器、光伏控制器通过DC/DC转换器和柔性太阳能电池板相连结,得到光电转化和能量存储为一体的复合电源系统,在此基础上与服装载体集成。

五、“压”巢生凤——压力发电耦合太阳能发电的交通信号灯设计

参与成员:王梓聪李闽华钟晓宸刘士桢陈则宇许丽华

指导教师:张小辉陈露阳


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作品介绍:针对目前国内现有交通信号灯使用量大、耗能突出的问题,本作品设计的新型交通信号灯结合了压力发电和太阳能发电,能够很好地利用车行驶过程中所产生的压力以及太阳能板转化太阳能同时发电,使交通信号灯所需电能自给。该新型交通信号灯的创新点在于将液压发电技术、压电陶瓷技术、机械传动技术、太阳能发电技术进行相结合;与传统交通信号灯相比,不需要并入电网,能够弥补阴雨天太阳能发电受阻的缺陷。其工作原理是:当汽车经过时车轮挤压地面,经过换能器传递压力来带动液压发电装置运行产生电能;承压钢板下的压电陶瓷片受到压力而为单片机提供电能,使其控制液压系统中的液压油完成循环。一套该装置20年产电量可达38909 kWh,能够节省11.67t的煤;若应用于全国18个1000万人口以上城市共3600个交通信号灯,合计产生1.4亿亿kWh。相较传统火力发电,产生同等电量,可减少消耗煤42012t,减少向大气排放146328t二氧化碳。

六、变废为宝-光伏废硅料制备高性能硅碳阳极新技术

参与成员:王雷张钊蒋艳乔亚峰廖启军汪梦圆马亮

指导教师:李绍元席风硕


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作品介绍:蓬勃发展的光伏产业每年产生超过20万吨切割硅废料,如何处置体量庞大亚微米级切割硅废料已成为光伏产业面临的巨大挑战。本作品立足于有色金属资源回收,从学科交叉角度入手,基于光伏硅废料的结构、成分、界面特征,借助改进的MACE方法在硅废料上同时实现硅料纳米化、多孔结构和金属纳米颗粒可控引入,再通过界面调控硅碳复合材料各组分、结构之间的界面关系,探明了界面调控对提升多孔硅碳负极起到的关键作用,获得了硅废料制备高性能硅碳复合材料的制备工艺和新技术,为推动光伏产业的可持续发展和锂离子电池技术的进步均具有重要意义。

七、一种以太阳能-生物质发酵为热源的双源热泵供暖系统

参与成员:罗铃霖岂慧妮郭金瑞金军伟

指导教师:王霜张慧聪


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作品介绍:针对农业、畜牧业快速发展导致秸秆及粪便废料产量增大、利用率低,不合理的处理方法对环境产生较大污染等问题,本作品提出“多能协同,因需调节”的主体思路,设计了一套以太阳能-生物质发酵为热源的双源热泵供暖系统。该系统采用微生物好氧发酵产生的热量与太阳能集热器收集的热量相结合作为热源,解决了采暖不稳定问题、冬季热泵系统低温下凝霜、制热系数低以及农村废料合理利用受限于纤维素、木质素、尿素尿酸等难分解的问题。本系统提供了一条附加值高且环境友好的路线,能有效减少废料污染和有害气体排放、推动碳达峰碳中和目标的实现。

八、“吐故钠新”——一种基于钠超离子导体复合固态电解质的全固态钠离子电池

参与成员:侯敏杰赵兰清杨冬荣马龙

指导教师:梁风张达


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作品介绍:针对传统电池生产线废水排放量高、安全性差、封装要求严苛以及生产成本昂贵等问题,本作品采用溶液浇铸法,以六氟丙烯共聚物作为粘结剂、钠超离子导体固态电解质粉末作为填充剂、聚乙二醇作为亲水低聚物制备了一种新型钠超离子导体复合固态电解质,实现了对单一固态电解质体系的“取长补短”,在室温下具有较高的离子电导(2.27×10-4 S cm-1)、高钠离子迁移数(0.84)、高电化学稳定性(>5.2 V),进而优化了全固态钠离子电池结构、能量密度、循环寿命和快充性能,在室温、0.2C倍率下,具有101.1 mAh g-1的初始放电比容量,120次循环后容量保持率高达99.5%。为全固态钠离子电池的快速发展、应用场景多元化、回收与资源再生提供了解决方案,以革命性电池技术创新,减少人类对化石能源的依赖,实现全球可持续发展的共同愿景。

九、以废治废——绿色生物质微波活性炭

参与成员:姜月月唐宇曹露瑶莫文宇涂海荣陈睿哲吴雨蓉

指导教师:徐冰峰李贤胜刘自莲


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作品介绍:针对云南省高原特色农业发展带来的大量咖啡渣、核桃壳等农林废弃物,造成生物质能源浪费与环境污染等问题,本作品以咖啡渣、核桃壳这些废弃生物质为原料,采用微波+化学(磷酸)组合法来制备一种绿色生物质吸附剂。以磷酸为活化剂对咖啡渣、核桃壳进行改性,用微波进行炭化+活化,后负载壳聚糖组合改性,采用聚乙烯醇+海藻酸钠+碳酸钙+氯化钙的固定法将其固定为应用所需形状。达到吸附饱和状态时,使用微波再生,再生液体经过加盐使水中污染物以沉淀形式回收。所制得的生物质微波活性炭,吸附性能显著提高,高效绿色生物吸附剂的制备是一种可持续性发展的生物质新型能源储备和转化技术,可促进节电能和碳减排,可对生物质能源和重金属的回收利用,真正实现“以废治废,变废为宝””绿色发展之路。


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