日前，第一屆云南省大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽圓滿落幕。本屆比賽由云南省高等學(xué)校能源動(dòng)力類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦，昆明理工大學(xué)承辦，來自省內(nèi)20所高校的706件作品參賽。通過專家評(píng)審，最終共有11件作品被評(píng)為特等獎(jiǎng)、46件作品被評(píng)為一等獎(jiǎng)、55件作品被評(píng)為二等獎(jiǎng)、200件作品被評(píng)為三等獎(jiǎng)。昆明理工大學(xué)在此次大賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)，獲得特等獎(jiǎng)7項(xiàng)，一等獎(jiǎng)31項(xiàng)，二等獎(jiǎng)37項(xiàng)，三等獎(jiǎng)138項(xiàng)。

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獲獎(jiǎng)作品（部分）介紹

一、一種應(yīng)用于濕法冶煉工藝的非線性強(qiáng)化攪拌系統(tǒng)及其裝置

參與成員：王夢(mèng)夢(mèng)戴新銳張其煬李文杰來奎王子成林語(yǔ)宸

指導(dǎo)教師：王華王仕博

作品介紹：針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械攪拌在恒定轉(zhuǎn)速、高功率輸入工況下致高物耗、高能耗、高污染的問題，本作品建立了攪拌工藝條件參數(shù)優(yōu)化與非線性混合效果之間的智能協(xié)同調(diào)控?cái)?shù)學(xué)模型，研發(fā)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)凈化除雜等攪拌工藝的多相混合均勻性數(shù)字可視化調(diào)控軟件平臺(tái)。通過破壞攪拌渦旋的空間穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的空間拉伸-折疊，最終提高擴(kuò)散反應(yīng)速度，用更低的能耗達(dá)到更優(yōu)的凈化效果。采用PWM技術(shù)調(diào)節(jié)模擬電壓，2.4G無(wú)線通信實(shí)時(shí)采集攪拌數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌速度的精準(zhǔn)檢測(cè)和控制；疊加無(wú)靜差調(diào)速技術(shù)，降低了電機(jī)變速攪拌的靜差率，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

二、一種基于高透光電材料的光伏建筑一體化系統(tǒng)

參與成員：祝志恒李思奇唐存靖陳寧馬巖張馨媛婁毅

指導(dǎo)教師：李法社徐旭輝王利政

作品介紹：針對(duì)光伏組件與屋頂相結(jié)合的傳統(tǒng)方法隨著對(duì)采光需求的進(jìn)一步提升，其結(jié)合空間越來越小的問題，本作品設(shè)計(jì)了一種基于高透光電材料的光伏建筑一體化系統(tǒng)。以B₂O₃-SiO₂-ZnO、Cs₂B^ⅠB^ⅢX₆及銅基鹵化物為原料，采用高溫熔融—退火析晶法獲得發(fā)光效率高、形貌均勻、光透率高及穩(wěn)定性良好的太陽(yáng)能聚光陶瓷玻璃；將太陽(yáng)能聚光陶瓷玻璃與自主研發(fā)設(shè)計(jì)的新型發(fā)電玻璃邊框相結(jié)合，形成聚光發(fā)電玻璃，應(yīng)用于綠色建筑的外立面幕墻與屋頂。設(shè)計(jì)并開發(fā)了太陽(yáng)能光伏建筑一體化“光伏發(fā)電—智慧傳輸—分散儲(chǔ)能”系統(tǒng)技術(shù)，搭建分布式光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，在不影響玻璃透光性能、建筑物采光需求的前提下，提升建筑整體太陽(yáng)能利用率，每年發(fā)電量可節(jié)約8.4×10⁷tce、減少1.5×10⁸tCO₂、7.7×10⁶tSO₂、3.9×10⁶tNO_X排放量。

三、超聲波協(xié)同臭氧降解工業(yè)硫酸中有機(jī)污染物技術(shù)

參與成員：王天徐浩然余裕森王冬斌張恒

指導(dǎo)教師：張利波黎氏瓊春

作品介紹：用于對(duì)冶煉煙氣制酸過程得到色度異常的濃硫酸產(chǎn)品品質(zhì)的提升。研究不同反應(yīng)因素的影響，揭示了超聲波參與下的協(xié)同以及強(qiáng)化機(jī)理。對(duì)比現(xiàn)有工藝實(shí)現(xiàn)了對(duì)硫資源的回收利用并節(jié)約能源投入，體現(xiàn)綠色、節(jié)能減排的理念以及“雙碳”“雙控”的目標(biāo)要求。

四、“暖融融”——高原高寒環(huán)境太陽(yáng)能戶外著裝系統(tǒng)

參與成員：姬從杰黃倩周夢(mèng)妮何貴陽(yáng)楊仕燕

指導(dǎo)教師：祝星朱燾

作品介紹：結(jié)合高原高寒環(huán)境日照時(shí)間長(zhǎng)和太陽(yáng)射強(qiáng)的特點(diǎn)，并綜合考慮到產(chǎn)品實(shí)際使用過程中寒冷溫度、低溫環(huán)境滯留時(shí)間、人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素的影響，本作品采用超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能裝置，光伏控制器作為控制裝置，得到光電轉(zhuǎn)化和能量存儲(chǔ)一體的復(fù)合電源系統(tǒng)，此基礎(chǔ)上與服裝載體集成，設(shè)計(jì)了一種基于超級(jí)電容器儲(chǔ)能的太陽(yáng)能高原高寒環(huán)境戶外著裝系統(tǒng)。系統(tǒng)將超級(jí)電容器、光伏控制器通過DC/DC轉(zhuǎn)換器和柔性太陽(yáng)能電池板相連結(jié)，得到光電轉(zhuǎn)化和能量存儲(chǔ)為一體的復(fù)合電源系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上與服裝載體集成。

五、“壓”巢生鳳——壓力發(fā)電耦合太陽(yáng)能發(fā)電的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)

參與成員：王梓聰李閩華鐘曉宸劉士楨陳則宇許麗華

指導(dǎo)教師：張小輝陳露陽(yáng)

作品介紹：針對(duì)目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有交通信號(hào)燈使用量大、耗能突出的問題，本作品設(shè)計(jì)的新型交通信號(hào)燈結(jié)合了壓力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電，能夠很好地利用車行駛過程中所產(chǎn)生的壓力以及太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能同時(shí)發(fā)電，使交通信號(hào)燈所需電能自給。該新型交通信號(hào)燈的創(chuàng)新點(diǎn)在于將液壓發(fā)電技術(shù)、壓電陶瓷技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)進(jìn)行相結(jié)合；與傳統(tǒng)交通信號(hào)燈相比，不需要并入電網(wǎng)，能夠彌補(bǔ)陰雨天太陽(yáng)能發(fā)電受阻的缺陷。其工作原理是：當(dāng)汽車經(jīng)過時(shí)車輪擠壓地面，經(jīng)過換能器傳遞壓力來帶動(dòng)液壓發(fā)電裝置運(yùn)行產(chǎn)生電能；承壓鋼板下的壓電陶瓷片受到壓力而為單片機(jī)提供電能，使其控制液壓系統(tǒng)中的液壓油完成循環(huán)。一套該裝置20年產(chǎn)電量可達(dá)38909 kWh，能夠節(jié)省11.67t的煤；若應(yīng)用于全國(guó)18個(gè)1000萬(wàn)人口以上城市共3600個(gè)交通信號(hào)燈，合計(jì)產(chǎn)生1.4億億kWh。相較傳統(tǒng)火力發(fā)電，產(chǎn)生同等電量，可減少消耗煤42012t，減少向大氣排放146328t二氧化碳。

六、變廢為寶-光伏廢硅料制備高性能硅碳陽(yáng)極新技術(shù)

參與成員：王雷張釗蔣艷喬亞峰廖啟軍汪夢(mèng)圓馬亮

指導(dǎo)教師：李紹元席風(fēng)碩

作品介紹：蓬勃發(fā)展的光伏產(chǎn)業(yè)每年產(chǎn)生超過20萬(wàn)噸切割硅廢料，如何處置體量龐大亞微米級(jí)切割硅廢料已成為光伏產(chǎn)業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。本作品立足于有色金屬資源回收，從學(xué)科交叉角度入手，基于光伏硅廢料的結(jié)構(gòu)、成分、界面特征，借助改進(jìn)的MACE方法在硅廢料上同時(shí)實(shí)現(xiàn)硅料納米化、多孔結(jié)構(gòu)和金屬納米顆?？煽匾?，再通過界面調(diào)控硅碳復(fù)合材料各組分、結(jié)構(gòu)之間的界面關(guān)系，探明了界面調(diào)控對(duì)提升多孔硅碳負(fù)極起到的關(guān)鍵作用，獲得了硅廢料制備高性能硅碳復(fù)合材料的制備工藝和新技術(shù)，為推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和鋰離子電池技術(shù)的進(jìn)步均具有重要意義。

七、一種以太陽(yáng)能-生物質(zhì)發(fā)酵為熱源的雙源熱泵供暖系統(tǒng)

參與成員：羅鈴霖豈慧妮郭金瑞金軍偉

指導(dǎo)教師：王霜張慧聰

作品介紹：針對(duì)農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)快速發(fā)展導(dǎo)致秸稈及糞便廢料產(chǎn)量增大、利用率低，不合理的處理方法對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大污染等問題，本作品提出“多能協(xié)同，因需調(diào)節(jié)”的主體思路，設(shè)計(jì)了一套以太陽(yáng)能-生物質(zhì)發(fā)酵為熱源的雙源熱泵供暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用微生物好氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱量與太陽(yáng)能集熱器收集的熱量相結(jié)合作為熱源，解決了采暖不穩(wěn)定問題、冬季熱泵系統(tǒng)低溫下凝霜、制熱系數(shù)低以及農(nóng)村廢料合理利用受限于纖維素、木質(zhì)素、尿素尿酸等難分解的問題。本系統(tǒng)提供了一條附加值高且環(huán)境友好的路線，能有效減少?gòu)U料污染和有害氣體排放、推動(dòng)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

八、“吐故鈉新”——一種基于鈉超離子導(dǎo)體復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鈉離子電池

參與成員：侯敏杰趙蘭清楊冬榮馬龍

指導(dǎo)教師：梁風(fēng)張達(dá)

作品介紹：針對(duì)傳統(tǒng)電池生產(chǎn)線廢水排放量高、安全性差、封裝要求嚴(yán)苛以及生產(chǎn)成本昂貴等問題，本作品采用溶液澆鑄法，以六氟丙烯共聚物作為粘結(jié)劑、鈉超離子導(dǎo)體固態(tài)電解質(zhì)粉末作為填充劑、聚乙二醇作為親水低聚物制備了一種新型鈉超離子導(dǎo)體復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)單一固態(tài)電解質(zhì)體系的“取長(zhǎng)補(bǔ)短”，在室溫下具有較高的離子電導(dǎo)（2.27×10-4 S cm-1）、高鈉離子遷移數(shù)（0.84）、高電化學(xué)穩(wěn)定性（＞5.2 V），進(jìn)而優(yōu)化了全固態(tài)鈉離子電池結(jié)構(gòu)、能量密度、循環(huán)壽命和快充性能，在室溫、0.2C倍率下，具有101.1 mAh g-1的初始放電比容量，120次循環(huán)后容量保持率高達(dá)99.5%。為全固態(tài)鈉離子電池的快速發(fā)展、應(yīng)用場(chǎng)景多元化、回收與資源再生提供了解決方案，以革命性電池技術(shù)創(chuàng)新，減少人類對(duì)化石能源的依賴，實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展的共同愿景。

九、以廢治廢——綠色生物質(zhì)微波活性炭

參與成員：姜月月唐宇曹露瑤莫文宇涂海榮陳睿哲吳雨蓉

指導(dǎo)教師：徐冰峰李賢勝劉自蓮

作品介紹：針對(duì)云南省高原特色農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的大量咖啡渣、核桃殼等農(nóng)林廢棄物，造成生物質(zhì)能源浪費(fèi)與環(huán)境污染等問題，本作品以咖啡渣、核桃殼這些廢棄生物質(zhì)為原料，采用微波+化學(xué)（磷酸)組合法來制備一種綠色生物質(zhì)吸附劑。以磷酸為活化劑對(duì)咖啡渣、核桃殼進(jìn)行改性，用微波進(jìn)行炭化+活化，后負(fù)載殼聚糖組合改性，采用聚乙烯醇+海藻酸鈉+碳酸鈣+氯化鈣的固定法將其固定為應(yīng)用所需形狀。達(dá)到吸附飽和狀態(tài)時(shí)，使用微波再生，再生液體經(jīng)過加鹽使水中污染物以沉淀形式回收。所制得的生物質(zhì)微波活性炭，吸附性能顯著提高，高效綠色生物吸附劑的制備是一種可持續(xù)性發(fā)展的生物質(zhì)新型能源儲(chǔ)備和轉(zhuǎn)化技術(shù)，可促進(jìn)節(jié)電能和碳減排，可對(duì)生物質(zhì)能源和重金屬的回收利用，真正實(shí)現(xiàn)“以廢治廢，變廢為寶””綠色發(fā)展之路。

（供稿：冶金與能源工程學(xué)院）