清华大学2017年度国家科技奖获奖项目介绍


国家科学技术进步奖一等奖

600MW超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与工程示范

主要完成人:吕俊复、徐鹏、肖创英、胡昌华、聂立、苏虎、马怀新、陈英、刘吉臻、杨海瑞、胡修奎、郑兴胜、李星华、杨冬、岳光溪

主要完成单位:清华大学、东方电气集团东方锅炉股份有限公司、神华集团有限责任公司、华北电力大学、中国电力工程顾问集团西南电力设计院、四川白马循环流化床示范电站有限责任公司、浙江大学、神华国能集团有限公司、四川电力建设三公司、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

在四川白马电厂,世界首台600兆瓦超临界循环流化床正在通过168小时运行。

吕俊复等项目参与教师与学生团队在一起。

该项目属动力电气与民核领域。循环流化床(CFB)燃烧具有燃料适应性强、污染控制成本低的优点,是占煤炭总产量30%的劣质煤经济规模化利用的最佳选择。项目研究团队系统突破了循环流化床超大炉膛气固两相流和超临界强制流动带来的巨大的理论及工程挑战,构建了超临界循环流化床锅炉设计理论和关键技术体系,研制了世界上容量最大、参数最高的600兆瓦(MW)超临界循环流化床锅炉,建成了世界首台600兆瓦超临界循环流化床锅炉示范工程,性能指标全面优于国外。项目成果提高了我国循环流化床的国际竞争力,全球市场占有率超过95%。

国家自然科学奖二等奖

卤代持久性有机污染物环境污染特征与物化控制原理

主要完成人:余刚、黄俊、邓述波、王斌、杨波

主要完成单位:清华大学

项目主要成员在实验室进行研究工作。
 

新型钯泡沫镍电极实现多氯联苯电化学脱氯的氢溢流机理。
 

在我国镀铬废水中发现了一种被长期忽视的新的持久性有机污染物铬雾抑制剂F-53B。

该项目属环境科技领域应用基础研究。针对国际公约管控的卤代持久性有机污染物(POPs),系统研究了污染水平和形态、脱卤和降解原理、以及吸附特性和机理。揭示了传统和新增列卤代持久性有机污染物的污染水平和赋存状态,首次阐明全氟烷基醚磺酸具有卤代持久性有机污染物特性;建立了基于新型电极的电化学降解方法,阐明了对卤代持久性有机污染物的高效脱卤降解机理;提出氟代持久性有机污染物基于静电吸引和形成胶束的吸附新机理,研制出高吸附量和高选择性的吸附材料。发展了持久性有机污染物污染化学与控制理论,为我国履行持久性有机污染物公约提供了重要的理论和技术支持。

植物油菜素内酯等受体激酶的结构及功能研究

主要完成人:柴继杰、常俊标、韩志富、李磊、宋传君

主要完成单位:清华大学、郑州大学、中国科学院遗传与发育生物学研究所 

项目参与教师柴继杰、韩志富等与实验室师生合照。

异源二聚化是植物受体激酶活化的基本模式。

植物受体激酶具有保守的线性肽识别模式。

受体激酶在植物与环境以及植物发育过程中不同细胞之间的交流协调中发挥着重要作用。模式生物拟南芥含有多于600个受体激酶,而水稻中则高达1000多个。项目组通过对一系列植物重要受体激酶(油菜素内酯受体BRI1,植物模式识别受体激酶FLS2与CERK1以及受体激酶PTO等)的复合物结构与功能的研究,揭示了植物受体激酶在植物生长及与病原菌相互作用中的复杂关系,为众多的植物受体激酶研究提供了模式。在包括《自然》《科学》等知名期刊上发表多篇文章,产生了广泛的国际学术影响。

范德华层状介质的滑移行为和力学模型

主要完成人:郑泉水、刘哲、徐志平、刘泽、刘益伦

主要完成单位:清华大学

郑泉水教授指导学生进行超润滑实验。

单晶自回缩运动现象。

首次实现微米尺度超润滑。

该成果属于表/界面力学和细观力学领域,创建了范德华层状介质的连续介质力学模型;突破了纳米尺度“零”摩擦(简称超滑)的技术瓶颈,实现了微米尺度以上的超滑技术。这些发现促进了固体力学和相关交叉学科的发展,为极低摩擦磨损器件、高性能多功能微纳米材料提供指导。该成果的8篇代表论文被《科学引文索引》(SCI)他引592次,得到了石墨烯发现者诺贝尔奖得主安德烈·盖姆(A.K.Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(K.S.Novoselov)等国际著名学者,《自然》和《科学》等著名期刊论文的引用和积极评价;获得了首个专门研究超滑现象的973项目支持等。

国家技术发明奖二等奖

堆石混凝土坝

主要完成人:金峰、安雪晖、周虎、刘宁、李风亮、石建军

主要完成单位:清华大学、北京华石纳固科技有限公司、南华大学

陕西佰佳水电站69米堆石混凝土双曲拱坝泄洪。

云南松林水库90米堆石混凝土重力坝工程现场。

堆石混凝土坝是清华大学金峰、安雪晖研究团队开创混凝土自流充填堆石空隙新技术路线,发明成套工艺和配套新构造,并在工程中快速推广应用的新坝型,是唯一由中国人发明,并得到国际大坝委员会认可的新坝型。堆石混凝土技术在降低水化热、取消简化温控和提升材料抗裂性能等方面取得了突破性进展,得到潘家铮、马洪琪等11名院士联名书面推荐,并获得了国家发改委、水利部、教育部等多个国家部委的鉴定与推广。该技术已获20余项发明专利授权。据不完全统计,2005年-2017年间,已建成堆石混凝土重力坝、拱坝40余座,在建约30座,云南松林水库百米级堆石混凝土坝(90米重力坝)正在建设,还有超过60座堆石混凝土坝通过设计审查,即将开工建设。已建设项目节约资金约4亿元、减少二氧化碳排放约50万吨。堆石混凝土坝不仅在国内工程建设中发展迅速,还多次应国际大坝委员会、世界银行,埃及、肯尼亚等国家水利部门邀请赴国外开展专题报告,已有国际项目进行方案比选。多部相关行业标准和国际技术文件已颁布或即将颁布;该技术在质量成本、工艺效率和节能环保等方面优势显著,除建设大坝以外,还可用于堤防、基础等工程建设,成功解决了水下浇筑、复杂裂隙充填等施工难题。

高性能锂离子电池用石墨和石墨烯材料

主要完成人:康飞宇、杨全红、李宝华、黄正宏、贺艳兵、吕伟

主要完成单位:清华大学、天津大学

项目完成人康飞宇等在进行研究工作。

该项目属于无机非金属材料中的石墨及碳素制品制造技术。基于我国丰富的天然石墨资源,发明了二元共插层鳞片石墨改性和微膨化技术,开发出可快速充放电、工作温度范围宽和循环寿命长的锂离子电池负极材料;发明了低成本高品质石墨烯导电剂的宏量制备及应用技术。共获授权发明专利35项,近三年累计实现销售收入19.6亿元,利润3.27亿元。项目大幅提升了我国天然石墨资源的深加工技术和利用水平,提高了我国锂离子电池行业的国际竞争力。

电力线路行波保护关键技术及装置

主要完成人:董新洲、施慎行、王宾、钱国明、毕见广、邬捷龙

主要完成单位:清华大学、国电南京自动化股份有限公司、北京衡天北斗科技有限公司、国网陕西省电力公司

行波保护装置实验室测试。

项目属于电气工程学科领域,解决电力系统安全问题。项目发明了高可靠性行波保护技术;发明了基于行波的输电线路纵联保护技术;发明了配电线路单相接地故障行波保护技术。所发明技术解决了超特高压线路和配电线路继电保护难题,已被国内外继电保护厂商产业化并广泛应用于电力、航天、石化等多行业领域,并应用于欧美等国家和地区,有力保障了电网安全,获国内外同行和用户高度评价,经济社会效益显著。

大型互联电网阻尼特性在线分析与控制技术及应用

主要完成人:闵勇、陆超、陈磊、韩英铎、徐飞

主要完成单位:清华大学

云广直流广域阻尼控制装置现场图。

项目属于电力系统及其自动化学科领域。阻尼不足导致的振荡问题是目前电网安全的最大威胁之一。本项目采用即测、即辨、即控的技术思路,完全基于量测进行阻尼特性的在线分析与控制。通过三个主要发明点,正常运行时实现了对危险振荡模式的不间断监测和预警,发生振荡时实现了快速准确的振荡起因判定,并实现了全过程阻尼控制,包括预防控制防止起振、校正控制平息振荡、紧急控制避免事故扩大。本项目为电力系统振荡问题提供了完整的解决方案,成果应用于国内外多个电网,产生了显著的社会和经济效益。

国家科学技术进步奖二等奖

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

主要完成人:方红卫、纪平、张红武、赵懿珺、何国建、张华庆、李孟国、袁珏、黄磊、刘晓波

主要完成单位:清华大学、中国水利水电科学研究院、交通运输部天津水运工程科学研究所

辽宁红沿河核电厂温坨子排水口排放实验。

台山核电模型实验大厅。

近年来我国核电发展迅速,核电滨海式布局已经形成。但滨海地区泥沙构成复杂,运动强度大,泥沙与核素的耦合关系复杂难解。项目组在国家自然科学基金和核电企业的资助下,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,并提出基于我国不同海域特点的核电工程取排水优化布置方式,保证了核电工程的取排水安全和环境安全,并大量降低了工程投资运行成本,推动了核电行业的科技进步。

膜集成城镇污水深度净化技术与工程应用

主要完成人:黄霞、文剑平、文湘华、俞开昌、梁鹏、陈亦力、李锁定、薛涛、肖康、陈春生、孙剑宇、夏建中、夏俊林、邱勇、刘明轩

主要完成单位:清华大学、北京碧水源科技股份有限公司

研发的超大型超滤膜组器。

研发的高性能膜材料。

该项目立足膜集成城镇污水深度净化技术产业化,自主研发高性能膜材料与膜组器,打破技术垄断;创新低碳源深度脱氮除磷、高品质再生水制备工艺,显著提升出水水质;实现膜池-生化池联动优化曝气,节能降耗达世界先进水平。项目发表高水平论文114篇,专利/软件著作权34项,专著2部,部级标准3项。工程应用累计规模796.48万立方米/天,新增销售额39.5亿元,年产再生水22.98亿立方米,10万吨/天以上大型MBR工程数量与累计规模均全球第一,社会经济效益显著。

清华新闻网1月9日电

供稿:成果与知识产权管理办公室 编辑:襄桦 徐静

2018年01月09日 13:07:15  清华新闻网

更多 ›图说清华

最新更新