“碳”享未來——二氧化碳變廢為寶,構建全球低碳新生態
主要完成單位:白馬湖實驗室
推介人:高翔
二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)是實現“雙碳”目標的一項關鍵技術。面向工業二氧化碳捕集以及二氧化碳資源化利用制取綠色燃料的需求,白馬湖實驗室開發二氧化碳低能耗高效捕集關鍵技術及裝備,形成可再生能源驅動的綠色燃料合成路徑與裝備,并取得一系列成果。
白馬湖實驗室在浙能蘭溪電廠建立了二氧化碳捕集利用的工程技術驗證示范平臺。該示范平臺是從燃煤電廠煙氣中捕集二氧化碳,每年捕集二氧化碳1.5 萬噸,捕集的二氧化碳用于礦化制備加氣磚、熱/電催化轉化制備綠色燃料和化學品等。
白馬湖實驗室還開發了胺基少水吸收劑二氧化碳捕集材料,再生能耗可進一步降低至2.2GJ/t 二氧化碳,當前胺基少水吸收劑已在百噸級裝置完成連續驗證。
綠色甲醇是由煙氣中捕集二氧化碳和光伏發電分解水所得綠氫,通過一系列化學反應轉化合成。白馬湖實驗室利用從燃煤電廠尾部煙氣中捕集的二氧化碳,從綠電(光伏發電)驅動的電解水制氫系統中獲取綠氫;在合成反應器中,氫氣與二氧化碳在一定的溫度、壓力以及催化劑的作用下進行熱化學反應,生成綠色甲醇。綠色甲醇可以作為替代燃料用于乘用車、商用車、遠洋船舶等,也可作為工業替代原料實現工藝流程綠色重塑。
在綠色甲醇的制備過程中,白馬湖實驗室主要開發了高效、低能耗的電解水制氫技術、高效甲醇合成催化劑、適應甲醇柔性生產的工藝與調控技術以及系統深度耦合技術,相關指標達到國際先進水平。
開創性地將彈性和鐵電性賦予同一材料,讓鐵電材料“伸縮自如”
主要完成單位:中國科學院寧波材料所
推介人:胡本林
針對傳統鐵電材料在可穿戴領域應用中無法彈性變形的難題,率先提出“彈性鐵電體”的概念,發展了“微交聯”法制備本征彈性鐵電體,開創性地同時將高彈性與鐵電性賦予同一材料,成功研制出兼具高彈性回復與鐵電性的新型高分子鐵電材料,開辟了全新的“彈性鐵電”學科方向,填補了彈性鐵電材料領域空白,有望在可穿戴可植入電子器件以及智能驅動領域中實現重要應用。成果雖處于實驗室階段,但具有廣闊的應用市場,比如腦卒中患者穿上一件帶有柔性傳感器的柔軟、可清洗的衣服,可隨時隨地監控心率、呼吸等健康信息,真正實現實時掌控提前預警;彈性鐵電材料可以讓手機實現柔軟貼身可任意彎折,不僅隨身攜帶會更加方便,甚至可以集成在衣物或者手套之上,具有更高的測量精度、更好的穿戴舒適性。
天基智算,共筑太空科研創新之路
主要完成單位:之江實驗室
推介人:李超
面向可見光和紅外等多載荷遙感衛星天感天算的多樣化應用需求,基于全國產軟硬件研制高算力和低功耗兩款星載智能計算機,通過卡群架構實現并行計算、電路級抗SEL 設計和按需隔離容錯,支持軟件系統在線重構和算法上注功能,突破輕量級計算框架、高通量優化引擎、大規模多源遙感圖像星上實時處理、知識提取與遷移等關鍵技術,服務于東方慧眼智能遙感衛星星座計劃,能夠為其提供低成本、低功耗、高算力、智能化的遙感數據計算能力,提高衛星觀測效率、時效性和準確度,已具備產品化能力。
之江實驗室研制的星載智能計算機預計在2024年完成四顆衛星上的搭載發射,其提供的太空算力和存儲能力將為深空探測、對地觀測、衛星語義通訊、導航增強等行業帶來深刻的產業變革。2022年,我國空天信息產業應用產值超5000 億元,但民用衛星市場剛剛起步,到2029年,我國預計發射約15000 顆衛星,市場空間巨大。
旋轉弧等離子體技術,加速尖端產業核心原材料國產替代
主要完成單位:省高端化學品技術創新中心
推介人:楊啟煒
本技術利用等離子體的高溫、高活性特點,實現了多個尖端領域關鍵材料(納米硅、納米鎳粉/銅粉、納米石墨烯、納米碳化硅、納米/球形氧化鋁等)的制備,為我國鋰電池、片式陶瓷多層電容器、柔性顯示器、航空發動機/戰斗機特種材料等尖端領域的戰略安全和國產化替代提供了有力保障。目前,各項產品均已完成中試或正進行中試試生產。此外,已由團隊成立的衢州晶洲科技發展有限公司來運作該項目,并擬以作價入股的方式尋求合作。
生產過程的數字沙盤,推演生命周期降本增效最優路徑
主要完成單位:省智能工廠操作系統技術創新中心
推介人:張華云
通用流程模擬軟件是現代流程工業發展的“基石”,它覆蓋流程工業研發、設計、運營和維護全生命周期。本項目研究大規模稀疏非線性優化高效穩定求解方法,和基于聯立方程的建模方法,突破模型病態校正及內點乘子迭代更新的穩健計算等技術,實現數據驅動與工藝機理融合的建模方式。將產出可產業化的自主可控的通用流程模擬軟件產品,部分指標達到國際領先水平,并在2年內推動石油、化工等行業完成至少2 個示范應用工程。
該成果將打破國外產品壟斷局面,賦能流程工業全生命周期數字化交付;解決應用之間建模標準化的底層問題,打造新型數字基建升級版,進一步釋放工業生產數據價值;助力構建我國工業應用安全準入的強大保障,加速推進“四高”工業應用國產化替代進程。預計未來2年內可實現銷售收入超5000萬元。
高精度測量與遙感的使能激光——高亮度寬譜激光技術
主要完成單位:杭州光學精密機械研究所
推介人:何文彬
針對先進激光制造與尖端檢測裝備對于高光束質量、寬光譜覆蓋、高光子通量激光技術的迫切需求,發展了基于級聯光子晶體光纖的超寬譜超連續譜激光技術,波長覆蓋0.3至2.5 微米波段,平均功率近百毫瓦。成功研制了波長覆蓋紫外至中紅外波段的系列低損空芯傳能光纖,實現了空芯光纖高單模純度激光輸出,有望為高精度激光探測與遙感、先進激光加工裝備以及尖端醫療儀器等領域的變革式發展提供創新解決方案,具有重要的科學價值與巨大的產學研轉化潛力。目前該項目處于實驗室階段,希望通過技術轉讓,成功產學研轉移轉化后,預期年出貨100 臺以上,年銷售額達千萬量級。