題目：納米通道離子滲透能量轉(zhuǎn)換
時(shí)間：2024年12月2日 13:30-16:00
地點(diǎn)：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 F201會(huì)議室
邀請(qǐng)人：趙長(zhǎng)穎 教授 （工程熱物理研究所）
報(bào)告人簡(jiǎn)介
屈治國，2005年獲得西安交通大學(xué)工程熱物理學(xué)科博士學(xué)位，2020年獲得國家杰出青年基金資助。主要研究方向包括：多尺度熱質(zhì)傳遞過程建模仿真、太陽能和鹽差能利用、電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)。屈治國作為首席科學(xué)家主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目70余項(xiàng)。在本領(lǐng)域權(quán)威期刊發(fā)表SCI論文323篇（第一或通訊作者232篇），論文Web of Science引用10000余次，H因子54；出版中文專著1本，英文專著4章節(jié)；授權(quán)發(fā)明專利93項(xiàng)（美國發(fā)明專利5項(xiàng)）；參與制定國家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，主持制定地方標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。獲陜西省科學(xué)技術(shù)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)（2020年，排名第1）、教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)（2022年，排名第2）、國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)（創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，一等獎(jiǎng)，2017年，排名第6）、國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（2015年，排名第2）、國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)（2009，排名第3）等獎(jiǎng)勵(lì)。屈治國任科技部十四五氫能專項(xiàng)總體組專家、《Scientific Reports》和《Energy & AI》期刊編委。
報(bào)告摘要
離子滲透能量轉(zhuǎn)換是離子載能子定向遷移通過納米多孔選擇膜并產(chǎn)生電流的過程，可將濃度差、溫度差、壓力差等源動(dòng)力能源直接轉(zhuǎn)換為電能，是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要途徑。當(dāng)前的離子滲透能量轉(zhuǎn)換研究側(cè)重于從物質(zhì)科學(xué)的角度開發(fā)兼具高選擇性和高離子通量的納米多孔膜材料，仍存在熱質(zhì)輸運(yùn)理論空白、通用性能計(jì)算公式缺失、性能強(qiáng)化方法單一和功率密度低的科學(xué)瓶頸。本報(bào)告立足于理論指導(dǎo)、響應(yīng)預(yù)測(cè)和性能強(qiáng)化三位一體的學(xué)術(shù)理念，從工程熱物理學(xué)科視角討論納米多孔選擇膜熱質(zhì)傳輸機(jī)理與滲透能量轉(zhuǎn)換的研究進(jìn)展。首先提出了界面綁繩理論用于刻畫離子與納米通道壁面間的作用機(jī)制，明晰了納米通道界面效應(yīng)的本質(zhì)及其表現(xiàn)形式，解決了離子遷移束縛機(jī)制認(rèn)識(shí)不清的科學(xué)難題。進(jìn)一步開發(fā)了基于時(shí)域等效電路模型的輸出性能動(dòng)態(tài)響應(yīng)解析式，明晰了表征熱調(diào)控離子滲透發(fā)電的無量綱準(zhǔn)則數(shù)和關(guān)聯(lián)式形式，提出了首個(gè)基于模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的輸出性能通用計(jì)算公式，突破了現(xiàn)有預(yù)測(cè)模型和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的參數(shù)和工況適用范圍窄、缺乏通用性的難題。進(jìn)一步提出界面光熱和納米通道表面形貌相結(jié)合的主被動(dòng)強(qiáng)化創(chuàng)新思路，發(fā)展了非對(duì)稱光照加熱和相變蓄熱耦合的滲透發(fā)電調(diào)控方法，構(gòu)建了太陽能光熱滲透發(fā)電和蒸發(fā)取水雙功能系統(tǒng)，打通了太陽能和鹽差能利用手段單一的技術(shù)壁壘，輸出功率密度達(dá)到國際領(lǐng)先水平，可有效滿足國家能源需求、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。
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