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传热与能源利用研究所

一、研究所简介

能源是国民经济的命脉,是人类生存和发展的物质基础。在能源的转化与利用过程中,超过80%的能量是以热的形式传递、转化与利用。传热与能源利用研究所依托华北电力大学动力工程及工程热物理学科,结合本学科鲜明的电力特色与优势,立足于我国能源电力低碳转型发展需求,以火力发电、太阳能和新能源发电、先进储能技术、氢能和燃料电池等为研究对象,聚焦能源利用中的传热与传质过程,开展基础与应用研究。研究所围绕微纳尺度流动与传热、相变传热、强化传热、多孔介质传热传质、对流传热、辐射换热等领域的关键热科学问题,并有机融合先进实验、测试和表征技术、高效数值模拟和仿真、人工智能和大数据分析等研究手段,通过对复杂能量系统中热质输运规律的深入探索、传热机理的深入解析、强化传热手段的深入研发,为高效、清洁、低碳的能源利用与转化奠定科学基础、提供技术支撑。

二、主要研究方向和领域

1、火力发电过程节能优化

包括:火电机组节能技术、电站空冷技术、新型换热器结构设计及应用、燃煤电站灵活调峰技术、高效热泵供热技术、燃气轮机高温部件冷却、沸腾与凝结强化传热等。

2、太阳能利用中的能量传递与转换

包括:太阳能全光谱高效捕获与利用、新型太阳能吸热器技术、超临界二氧化碳太阳能热发电技术、高温储热技术、光伏太阳能电池热管理、太阳能光催化及光电催化等。

3、微纳尺度传热传质

包括:微尺度流动传热的分子动力学模拟、微纳米导热复合材料、微纳尺度相变传热、新型能源材料设计与应用、微型反应器设计、多孔介质传热传质、多相流动与传热等。

4、传热与先进储能技术

包括:锂离子电池热管理、钠离子电池技术、储能材料与储能技术、卡诺电池热泵储能、氢能与燃料电池技术、人工智能与传热传质等。

三、师资力量

研究所目前拥有教授9人,副教授8人,高级工程师1人,在读博士/硕士研究生百余人。

四、研发平台

传热与能源利用研究所依托“国家储能技术产教融合创新平台”、“国家火力发电工程技术研究中心”、“电站能量传递转换与系统教育部重点实验室”以及多个学校与企业共建联合实验室开展科研设施建设。经过多年建设积累,实验室和研发平台拥有完善的热工、流动、多相流、热物性等测试和检测大型仪器设备,并拥有电化学材料开发、性能与长服役检测,以及氢能装备与性能测试设备和基础实验条件。实验室自建的实验台架与实验系统20余套,涵盖高效换热器、热态实验风洞、储热系统与储热材料、微纳尺度相变换热、太阳能制氢、热化学储能、太阳能光催化与光电催化、太阳能全光谱吸收等多个研究方向。

五、学术情况与国际合作

近年来,研究所承担多项国家级重大科研项目,包括国家973计划项目3项、国家重点研发计划项目1项、国家自然科学基金创新研究群体项目1项、国家自然科学基金重大项目1项、国家自然科学基金重点项目1项,国家自然科学基金面上、青年项目30余项等。此外,与能源电力行业企业合作项目百余项。取得了多项高水平研究成果和创新性突破技术,研究所成员先后获得国家科技进步奖二等奖1项、国家自然科学奖二等奖1项,省部级科技奖一等奖5项;多项发明专利获得落地转化应用。

研究所现有教育部“**特聘教授”1名、“国家重大人才工程入选者”1名、欧盟“玛丽居里学者”1名、教育部“新世纪优秀人才”2名、中国电机工程学会“青年人才托举工程”1名、“香江学者计划”1名、“博新计划”1名、北京市科协“青年人才托举工程”2名;先后培养了7名博士后、50余名博士研究生、100余名硕士研究生,。

研究所设有高等学校学科创新引智基地(111引智基地),长期与本领域国内外著名研究单位及相关企业保持良好的交流合作关系,邀请了数十位海外知名专家来研究所交流访问,在相关学科前沿上进行深入交流和讲学;共派出多名优秀青年人才赴美国普林斯顿大学、美国加州大学圣地亚哥分校、英国利兹大学、香港理工大学、香港科技大学等国际著名学府进修访问,具有优良的学术环境和高起点的学术交流与合作基础。

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