清華新聞網(wǎng)12月1日電 清華大學(xué)參賽團(tuán)隊(duì)近日在第75屆德國(guó)紐倫堡國(guó)際發(fā)明展上獲得佳績(jī)，共獲得1項(xiàng)特別金獎(jiǎng)，10項(xiàng)金獎(jiǎng)，3項(xiàng)銀獎(jiǎng)，1項(xiàng)銅獎(jiǎng)，共計(jì)15項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，金獎(jiǎng)總數(shù)創(chuàng)歷史新高。
中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)賀信
“風(fēng)光水火儲(chǔ)多能源電力系統(tǒng)互補(bǔ)協(xié)調(diào)和優(yōu)化調(diào)度技術(shù)”項(xiàng)目
電機(jī)系胡偉研究員團(tuán)隊(duì)參展的“風(fēng)光水火儲(chǔ)多能源電力系統(tǒng)互補(bǔ)協(xié)調(diào)和優(yōu)化調(diào)度技術(shù)”項(xiàng)目榮獲本次發(fā)明展唯一特別金獎(jiǎng)。該項(xiàng)目利用多類型能源的時(shí)空互補(bǔ)特性，為可再生能源持續(xù)健康發(fā)展探索新途徑。針對(duì)風(fēng)電、光伏的有功出力的波動(dòng)性特性，提出了一種基于改進(jìn)生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電、光伏不確定性描述方法；對(duì)于復(fù)雜的梯級(jí)水電群的優(yōu)化調(diào)度，首創(chuàng)性提出了調(diào)峰分配系數(shù)α和基荷系數(shù)β來(lái)指導(dǎo)梯級(jí)水電站的優(yōu)化運(yùn)行；并在此基礎(chǔ)上，提出了以運(yùn)行成本最低和棄風(fēng)、棄光、棄水最小為目標(biāo)的日前-實(shí)時(shí)多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度策略。本項(xiàng)目所提技術(shù)可有效提升可再生能源消納能力，在高比例可再生能源接入場(chǎng)景下具有廣泛的應(yīng)用和推廣價(jià)值。
董家鴻（右二）、中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)賀振福（中）與項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員趙邑（右一）、馮曉彬（左二）、黎成權(quán)（左一）
臨床醫(yī)學(xué)院董家鴻院士領(lǐng)銜醫(yī)工交叉團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“遠(yuǎn)程數(shù)智化臨床研究技術(shù)平臺(tái)”項(xiàng)目榮獲金獎(jiǎng)。該平臺(tái)通過(guò)遠(yuǎn)程智能技術(shù)和虛擬化手段，有效解決了藥械研發(fā)中人力成本高、數(shù)據(jù)利用效率低的問(wèn)題，提供以患者為中心的遠(yuǎn)程臨床研究和藥械試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了基于超量參數(shù)大模型技術(shù)的智能受試者招募、病歷數(shù)據(jù)智能轉(zhuǎn)錄和科研數(shù)據(jù)的深度挖掘。自2021年以來(lái)，該平臺(tái)已在清華長(zhǎng)庚醫(yī)院支持完成多項(xiàng)創(chuàng)新藥物臨床研究，并在多家頂尖醫(yī)院推廣使用，惠及多家頭部醫(yī)藥創(chuàng)新研發(fā)企業(yè)。未來(lái)，該技術(shù)將推廣至全國(guó)更多家醫(yī)院和醫(yī)藥研發(fā)單位，為中國(guó)臨床研究數(shù)字化轉(zhuǎn)型和醫(yī)藥研發(fā)提供強(qiáng)有力的支撐，開(kāi)啟醫(yī)藥臨床研究的新時(shí)代。
“基于超分辨成像的空間多組學(xué)探針設(shè)計(jì)新方法”項(xiàng)目
北京信息科學(xué)與技術(shù)國(guó)家研究中心副研究員高軍濤團(tuán)隊(duì)參展的“基于超分辨成像的空間多組學(xué)探針設(shè)計(jì)新方法”項(xiàng)目榮獲金獎(jiǎng)。該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一種新的熒光原位雜交（FISH）技術(shù)--Tn5 FISH，實(shí)現(xiàn)了約1kb的圖像分辨率，是傳統(tǒng)FISH的約100倍。Tn5-FISH能夠?qū)Ω鞣N染色質(zhì)相互作用和靶位點(diǎn)進(jìn)行定位和成像，特別是對(duì)短于BAC長(zhǎng)度的染色質(zhì)相互作用進(jìn)行定位和成像，而傳統(tǒng)的BAC FISH無(wú)法驗(yàn)證這些相互作用。Tn5 FISH作為基于圖像的空間多組學(xué)的構(gòu)件，將FISH技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展到研究染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)和輔助診斷染色體變異導(dǎo)致的疾病；成為快速分子診斷、檢測(cè)或確認(rèn)癌癥中典型細(xì)胞遺傳學(xué)變化的臨床工具；相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)150億歐元。
城軌柔直智慧能源管控系統(tǒng)
電機(jī)系陸超教授和李笑倩助理研究員牽頭完成的“城軌柔直智慧能源管控系統(tǒng)”項(xiàng)目榮獲金獎(jiǎng)。該項(xiàng)目提出了基于近似最優(yōu)映射的超多端城軌柔直系統(tǒng)百毫秒級(jí)實(shí)時(shí)最優(yōu)控制技術(shù)，并研發(fā)了城軌柔直智慧能源管控系統(tǒng)軟件，通過(guò)靈活快速調(diào)控城軌柔直系統(tǒng)潮流分布，大幅提升城軌系統(tǒng)節(jié)能降碳效果，打破城軌系統(tǒng)對(duì)城市配網(wǎng)的嚴(yán)重依賴，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用價(jià)值。
全貫通式柔性交流牽引供電系統(tǒng)閥塔
中鐵電氣化局集團(tuán)和清華大學(xué)電機(jī)系魏應(yīng)冬副研究員牽頭完成的“經(jīng)濟(jì)安全的全貫通式柔性交流牽引供電系統(tǒng)”項(xiàng)目榮獲金獎(jiǎng)。該項(xiàng)目運(yùn)用電力電子裝備構(gòu)建牽引網(wǎng)電壓，基于北斗衛(wèi)星同步和高速光纖通信實(shí)現(xiàn)廣域動(dòng)態(tài)協(xié)同控制功能。目前，相關(guān)技術(shù)已在中國(guó)首個(gè)全貫通式柔性交流牽引供電系統(tǒng)——北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)線應(yīng)用。較之既有牽引供電系統(tǒng)，可全面解決電分相、電能質(zhì)量等問(wèn)題，提升供電距離和機(jī)車再生能量利用率。
“用于鎂二次電池的全氟化醇基全鎂鹽電解液”項(xiàng)目
物理系張躍鋼教授團(tuán)隊(duì)完成的“用于鎂二次電池的全氟化醇基全鎂鹽電解液”項(xiàng)目榮獲金獎(jiǎng)。該項(xiàng)目為解決電解液氧化穩(wěn)定性低和界面鈍化等問(wèn)題，設(shè)計(jì)并發(fā)明一款全氟化醇基全鎂鹽電解液。該電解液制備工藝簡(jiǎn)單，具有極高的氧化穩(wěn)定性和優(yōu)異的循環(huán)效率。使用此電解液原位形成的穩(wěn)定固體電解質(zhì)中間相，實(shí)現(xiàn)了鎂金屬負(fù)極超過(guò)8100小時(shí)的超長(zhǎng)循環(huán)壽命，全電池在99.5%的庫(kù)侖效率下可以循環(huán)超過(guò)800圈。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決了鎂電解液性能不穩(wěn)定和界面鈍化等問(wèn)題，為高能量密度、低成本、高安全、長(zhǎng)壽命的鎂二次電池研發(fā)提供了支持，具有未來(lái)鎂基儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
王兵團(tuán)隊(duì)成員向參會(huì)專家介紹所參展的發(fā)明“基于自增壓燃燒技術(shù)的動(dòng)力單元”項(xiàng)目
航院王兵教授牽頭完成的“基于自增壓燃燒技術(shù)的動(dòng)力單元”項(xiàng)目榮獲金獎(jiǎng)。該項(xiàng)目以減緩全球環(huán)境變化以及國(guó)家“雙碳”政策為方向，使用100%綠氫作為燃料，結(jié)合高效的自增壓燃燒技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了二氧化碳零排放、氮氧化物排放降低至10ppm以下，還同時(shí)將發(fā)電效率提高了20%左右。
“波龍?氣動(dòng)式波浪能轉(zhuǎn)換裝置”模型及介紹照片
水利系張永良教授（俄羅期科學(xué)院院士）團(tuán)隊(duì)參展的“波龍?氣動(dòng)式波浪能轉(zhuǎn)換裝置”項(xiàng)目榮獲金獎(jiǎng)。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十多年的潛心研究，提出了波龍?氣動(dòng)式波浪能轉(zhuǎn)換技術(shù)這一顛覆性技術(shù)。該技術(shù)的波浪能轉(zhuǎn)換裝置在波浪的作用下發(fā)生搖動(dòng)，導(dǎo)致裝置內(nèi)L形流道中的水柱振蕩和氣室內(nèi)壓強(qiáng)周期性變化，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)空氣透平機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。研發(fā)出氣動(dòng)式波浪能發(fā)電的高效寬頻技術(shù)，創(chuàng)建裝置釋能和錨系吸能聯(lián)合減載的強(qiáng)安全系統(tǒng)，發(fā)明全工況下波浪能發(fā)電高效能量提取與電能轉(zhuǎn)換及控制技術(shù)。通過(guò)大量應(yīng)用驗(yàn)證，終于突破了波浪能領(lǐng)域的一系列關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，開(kāi)啟了海洋能資源的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化的開(kāi)發(fā)利用，為深遠(yuǎn)海島礁開(kāi)發(fā)、海上平臺(tái)運(yùn)行、深海養(yǎng)殖等海洋裝備提供電力保障，對(duì)于增強(qiáng)能源安全、改善能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)和搶占科技制高點(diǎn)，具有重大意義。
材料學(xué)院沈洋教授團(tuán)隊(duì)
材料學(xué)院沈洋教授團(tuán)隊(duì)參展的“高溫高儲(chǔ)能納米復(fù)合電介質(zhì)薄膜的多尺度調(diào)控及器件開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目榮獲金獎(jiǎng)。該項(xiàng)目在聚合物基復(fù)合材料中提出了多尺度調(diào)控的思想，發(fā)明了通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)調(diào)制破解介電常數(shù)與介電強(qiáng)度倒置關(guān)系的新機(jī)制，突破了復(fù)合電介質(zhì)薄膜連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)難題。在國(guó)際上首次研制出耐高溫、高儲(chǔ)能密度的復(fù)合電介質(zhì)薄膜，并試制出電容器，較現(xiàn)有商用聚丙烯薄膜電容器，大幅提高了容量體積比和耐高溫能力。本項(xiàng)目有望率先應(yīng)用于新能源汽車電機(jī)控制器的直流支撐電容中，推動(dòng)新能源汽車減重增效，助力我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略。
李駿院士課題組團(tuán)隊(duì)及預(yù)期功能安全車載防護(hù)系統(tǒng)
車輛學(xué)院李駿院士、王紅副研究員課題組團(tuán)隊(duì)提出一套智能網(wǎng)聯(lián)汽車冗余獨(dú)立異構(gòu)的預(yù)期功能安全車載防護(hù)系統(tǒng)榮獲金獎(jiǎng)。該系統(tǒng)利用獨(dú)立控制器從算法不確定性、設(shè)計(jì)運(yùn)行域邊界和交通法規(guī)符合性三個(gè)方面監(jiān)測(cè)無(wú)人駕駛系統(tǒng)，不僅能夠發(fā)現(xiàn)無(wú)人駕駛預(yù)期功能安全風(fēng)險(xiǎn)，還可以提供風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)的建議及控制約束，保障車輛預(yù)期功能安全，推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車預(yù)期功能安全的技術(shù)發(fā)展，為其產(chǎn)業(yè)化落地打下基礎(chǔ)。
航院李曉雁教授團(tuán)隊(duì)
航院李曉雁教授團(tuán)隊(duì)參展的“芳綸納米纖維增強(qiáng)的強(qiáng)韌、抗疲勞的可3D打印水凝膠”項(xiàng)目榮獲銀獎(jiǎng)以及展會(huì)主辦方頒發(fā)的特別獎(jiǎng)。該項(xiàng)目發(fā)明了一種通用的可3D打印水凝膠的強(qiáng)韌化方法，可以顯著提高水凝膠材料的力學(xué)性能，并且不影響其3D打印特性以及生物相容性。與純水凝膠相比，含有0.3wt%芳綸納米纖維的水凝膠復(fù)合材料的強(qiáng)度、斷裂能和疲勞閾值同時(shí)提高了約10倍，模量提高了約30倍。其模量、強(qiáng)度和疲勞閾值的提高與混合聚合物網(wǎng)絡(luò)的形成有關(guān)，而斷裂能的提高則主要?dú)w因于鏈纏結(jié)、氫鍵和相分離機(jī)制。此發(fā)明得到的水凝膠復(fù)合材料具有較高的3D打印分辨率和良好的生物相容性，有望作為人造組織、創(chuàng)面敷料、或電子器件在生物體內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用。
虛擬電廠智慧協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)技術(shù)與平臺(tái)
電機(jī)系智慧能源課題組鐘海旺副教授牽頭完成的“虛擬電廠智慧協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)技術(shù)與平臺(tái)”項(xiàng)目榮獲銀獎(jiǎng)。該項(xiàng)目對(duì)電動(dòng)汽車、空調(diào)、多類型儲(chǔ)能等分布式資源進(jìn)行聚合管理，基于可行域投影和模型降維等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了虛擬電廠的高效協(xié)同運(yùn)營(yíng)。該平臺(tái)已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)虛擬電廠建設(shè)運(yùn)營(yíng)工程，支撐了分布式能源資源的安全高效利用。
鋰離子電池卷對(duì)卷轉(zhuǎn)印預(yù)鋰化系統(tǒng)
材料學(xué)院伍暉教授、航院李曉雁教授團(tuán)隊(duì)完成的“鋰離子電池卷對(duì)卷轉(zhuǎn)印預(yù)鋰化系統(tǒng)”項(xiàng)目榮獲銀獎(jiǎng)。該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了基于轉(zhuǎn)印技術(shù)的鋰離子電池預(yù)鋰化負(fù)極卷對(duì)卷制備系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先在集流體上電沉積超薄鋰金屬，進(jìn)而通過(guò)轉(zhuǎn)印技術(shù)將預(yù)制負(fù)極與鍍鋰銅箔結(jié)合，得到預(yù)鋰化負(fù)極。該負(fù)極具有獨(dú)特的銅箔-超薄鋰-活性材料三層結(jié)構(gòu)。相較于常規(guī)負(fù)極，其初始庫(kù)倫效率更高（可達(dá)99.9%以上）。本項(xiàng)技術(shù)將顯著提升新能源汽車的續(xù)航里程與循環(huán)壽命。利用本系統(tǒng)生產(chǎn)的電池能量密度最高可提升25%，容量保持率最高可提升15%。同時(shí)，相較于目前主流的技術(shù)，本發(fā)明避免使用了昂貴的原材料與苛刻的加工工藝，使預(yù)鋰化成本降低了90%以上。
用戶用電智能監(jiān)測(cè)分析終端及系統(tǒng)
電機(jī)系胡偉研究員團(tuán)隊(duì)參展的“用戶用電智能監(jiān)測(cè)分析終端及系統(tǒng)”項(xiàng)目榮獲銅獎(jiǎng)。該項(xiàng)目基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，研發(fā)用戶用電智能監(jiān)測(cè)分析終端和系統(tǒng)，采集用戶高頻用電數(shù)據(jù)，結(jié)合非侵入式負(fù)荷分解算法，實(shí)現(xiàn)不侵入用戶居住環(huán)境，僅憑安裝在用電總口的智能監(jiān)測(cè)終端，即可獲得設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行曲線、啟停及工作狀態(tài)等詳細(xì)信息。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶用電數(shù)據(jù)，進(jìn)行用電行為智能分析、故障監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警以及災(zāi)害智能預(yù)警，協(xié)助制定合理且精準(zhǔn)的客戶服務(wù)方案及決策。發(fā)生異常狀況時(shí)及時(shí)提供電話短信提醒、上門(mén)服務(wù)以及遠(yuǎn)程救助。有效降低了特殊老年群體意外安全風(fēng)險(xiǎn)，減少了設(shè)備故障、電氣火災(zāi)擴(kuò)大化造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
供稿：科研院
編輯：李華山
審核：郭玲
