日前，第一屆云南省大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽圓滿落幕。本屆比賽由云南省高等學(xué)校能源動力類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會主辦，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。通過專家評審，最終共有11件作品被評為特等獎、46件作品被評為一等獎、55件作品被評為二等獎、200件作品被評為三等獎。昆明理工大學(xué)在此次大賽中取得了優(yōu)異的成績，獲得特等獎7項，一等獎31項，二等獎37項，三等獎138項。

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獲獎作品（部分）介紹

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

參與成員：王夢夢戴新銳張其煬李文杰來奎王子成林語宸

指導(dǎo)教師：王華王仕博

作品介紹：針對傳統(tǒng)機械攪拌在恒定轉(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)控數(shù)學(xué)模型，研發(fā)了實時監(jiān)測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。通過破壞攪拌渦旋的空間穩(wěn)定性，實現(xiàn)反應(yīng)物粒子運動軌跡的空間拉伸-折疊，最終提高擴散反應(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無線通信實時采集攪拌數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對攪拌速度的精準(zhǔn)檢測和控制；疊加無靜差調(diào)速技術(shù)，降低了電機變速攪拌的靜差率，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：針對光伏組件與屋頂相結(jié)合的傳統(tǒng)方法隨著對采光需求的進一步提升，其結(jié)合空間越來越小的問題，本作品設(shè)計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)定性良好的太陽能聚光陶瓷玻璃；將太陽能聚光陶瓷玻璃與自主研發(fā)設(shè)計的新型發(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)計并開發(fā)了太陽能光伏建筑一體化“光伏發(fā)電—智慧傳輸—分散儲能”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)同以及強化機理。對比現(xiàn)有工藝實現(xiàn)了對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)境太陽能戶外著裝系統(tǒng)

參與成員：姬從杰黃倩周夢妮何貴陽楊仕燕

指導(dǎo)教師：祝星朱燾

作品介紹：結(jié)合高原高寒環(huán)境日照時間長和太陽射強的特點，并綜合考慮到產(chǎn)品實際使用過程中寒冷溫度、低溫環(huán)境滯留時間、人體運動狀態(tài)等因素的影響，本作品采用超級電容器作為儲能裝置，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)計了一種基于超級電容器儲能的太陽能高原高寒環(huán)境戶外著裝系統(tǒng)。系統(tǒng)將超級電容器、光伏控制器通過DC/DC轉(zhuǎn)換器和柔性太陽能電池板相連結(jié)，得到光電轉(zhuǎn)化和能量存儲為一體的復(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)電耦合太陽能發(fā)電的交通信號燈設(shè)計

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

作品介紹：針對目前國內(nèi)現(xiàn)有交通信號燈使用量大、耗能突出的問題，本作品設(shè)計的新型交通信號燈結(jié)合了壓力發(fā)電和太陽能發(fā)電，能夠很好地利用車行駛過程中所產(chǎn)生的壓力以及太陽能板轉(zhuǎn)化太陽能同時發(fā)電，使交通信號燈所需電能自給。該新型交通信號燈的創(chuàng)新點在于將液壓發(fā)電技術(shù)、壓電陶瓷技術(shù)、機械傳動技術(shù)、太陽能發(fā)電技術(shù)進行相結(jié)合；與傳統(tǒng)交通信號燈相比，不需要并入電網(wǎng)，能夠彌補陰雨天太陽能發(fā)電受阻的缺陷。其工作原理是：當(dāng)汽車經(jīng)過時車輪擠壓地面，經(jīng)過換能器傳遞壓力來帶動液壓發(fā)電裝置運行產(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18個1000萬人口以上城市共3600個交通信號燈，合計產(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極新技術(shù)

參與成員：王雷張釗蔣艷喬亞峰廖啟軍汪夢圓馬亮

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20萬噸切割硅廢料，如何處置體量龐大亞微米級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，借助改進的MACE方法在硅廢料上同時實現(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)的進步均具有重要意義。

七、一種以太陽能-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)計了一套以太陽能-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，能有效減少廢料污染和有害氣體排放、推動碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實現(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)，實現(xiàn)了對單一固態(tài)電解質(zhì)體系的“取長補短”，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，減少人類對化石能源的依賴，實現(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。以磷酸為活化劑對咖啡渣、核桃殼進行改性，用微波進行炭化+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，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)新型能源儲備和轉(zhuǎn)化技術(shù)，可促進節(jié)電能和碳減排，可對生物質(zhì)能源和重金屬的回收利用，真正實現(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）