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国际会议

西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室主任郭烈锦教授率实验室核心研究团队参加第十三次国际清洁能源大会并应邀作大会特邀报告

2014年06月27日 18:47  点击:[]

       2014年6月8日-12日第十三次国际清洁能源大会(ICCE-2014)在土耳其伊斯坦布尔(Istanbul, Turkey)召开。本次会议是由加拿大安大略理工大学、美国清洁能源研究所等十余个清洁能源研究机构协办,土耳其伊兹密尔九月九大学承办。会议的国际学术顾问委员会由美国、加拿大、土耳其、中国、意大利、德国、韩国、日本等20多国的50余名著名专家、学者组成。国际氢能协会主席T. NejatVeziroğlu教授担任大会荣誉主席,加拿大安大略理工大学Ibrahim Dincer教授担任大会主席,美国迈阿密大学刘洪潭教授担任大会常务主席,土耳其九月九大学C. OzgurColpan博士担任大会学术主席,土耳其苏莱曼德米雷尔大学OnderKizilkan博士担任大会联合学术主席。

       自从1977年开始,美国迈阿密大学清洁能源研究所(Clean Energy Research Institute)所长、国际氢能协会(International Association for Hydrogen Energy)主席T. NejatVeziroğlu教授已经成功举办了9次迈阿密可再生能源国际会议(Miami International Conference on Alternative Energy Sources)。2009年之后Veziroglu教授和刘洪潭教授继续该系列会议的组织,经过多年努力和积累,已经将其办成了清洁能源研究领域的全球大型系列学术会议,是清洁能源研究领域最活跃最具有影响力的优秀学术交流平台。第十届(ICCE-2010)、第十一届(ICCE-2011)和第十二届(ICCE-2012)大会分别在北塞浦路斯法马古斯塔(Famagusta, North Cyprus)、中国台湾台中、以及中国西安成功举办。其中第十二届会议由西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室承办,实验室主任郭烈锦教授担任大会主席。

       本届大会设有包括能源工程技术科学、生态环境、教育、社会科学、经济、管理、政策、以及信息技术科等48个主题,近20个国家的780余人参加会议,5个大会主旨报告11个大会邀请报告,接受会议论文1650余篇。其中能源管理政策、清洁可再生能源可持续发展、能源利用的综合社会经济和生态环境效益、信息技术以及能源科学工程教育问题等逐渐成为近年所关注的新综合交叉领域。会议充分反映了国际该领域近期的研究动向,同时也体现出了一些新的特色:1.特别是国际氢能协会主席T. NejatVeziroğlu主席做了国际清洁能源大会里程碑式的大会报告“Sensible Path Clean Energy & World Federation”,回顾了清洁能源大会的历程,从当前能源利用现状和困境、清洁能源发展历史、能源利用的社会经济和生态环境影响、在信息网络环境中清洁能源的管理利用方式、未来清洁能源的发展方向等等多方面进行了深入、详细、全面阐述。2.新型高效清洁能源技术被提出和完善。特别是煤、生物质、有机废弃物的超临界水气化制氢,多种高效廉价可见光催化剂的制备等。3.会议规模扩大以及会议内容拓展。动力工程多相流国家重点实验室郭烈锦教授应邀担任大会国际学术顾问委员,率领实验室核心研究团队青年教授沈少华副教授、金辉博士、苏进展博士、师进文博士、杨鹰博士,博士生葛志伟、苏晓辉、陈桂银、陈杰、王斌、关祥久、王熙熙、王健等15人组成参会团队参加本次会议,发表论文16篇。郭烈锦应邀作大会邀请报告,并获得了会议委员会颁发的大会特别贡献奖(Award of Gratitute),参会团队青年教师以及博生就各自研究内容分别作了报告,其中青年教师杨鹰博士获得了大会优秀论文奖(The Best Paper Award)(每届大会上只遴选2-3篇优秀论文)。

实验室参会团队

实验室参会获奖

       大会主题不仅包括能源工程技术科学,还涉及了生态环境、教育、社会科学、经济、管理、政策、以及信息技术科学等。讨论内容和会议主题涉及所有相关学科的最新研究问题,研究项目,新概念,模型建立,实验研究,测量,模拟,仿真等48个方面。特别邀请了T. NejatVeziroğlu主席做了国际清洁能源大会里程碑式的大会报告,Dr. Peter Lund等4位教授应邀作大会主旨报告,Dr. IlhamiYildiz等11位教授应邀作大会邀请报告。会议组织了全球可持续发展中的地域关键问题,生物质和生物燃料,太阳能电池和太阳能,使用建筑物性能,聚光太阳能发电,核能,工质热能转换研究进展,煤清洁利用技术进展,METHASYN液态氧革新,基于社会安全和保护新技术的模型科学,煤的高效清洁转换,氢能系统的灾难恢复指数,以及北美大学的供暖、通风、空调系统和能源教育问题等13个会议专场。郭烈锦教授应作了“The progress in theoretical and experimental investigation of “boiling coal in supercritical water” technology”大会特邀报告,主持了煤清洁利用技术等多个会议专场,实验室热化学制氢、光电化学制氢、光生物制氢以及燃料电池方向各参会教师和博士生分别作了煤清洁技术、氢能、燃料电池等会议主题的专题口头报告。

郭烈锦教授应邀作大会特邀报告

       郭烈锦教授在大会特邀报告中提到:利用超临界水汽化的独特物理化学性质将煤高效清洁的转化成氢气和高纯度二氧化碳是一种最有前景的煤的转化利用方式。这一气化过程通俗的被认为是“水煮煤”,煤中含有的硫、氮等污染物以固体残渣形式沉淀,并且可以从气化炉中排出再利用。目前,动力工程多相流国家重点实验室(SKLMFPE)已经成功研制出了包括超临界水流化床等系列实验设施,能够完成煤的完全汽化。在700℃以上,国内各种煤型的碳气化率均达到100%。超临界水煤气化制氢的热力学以及化学反应动力学模型和反应系统的整合优化已经完成,成功完成处理煤量为1ton/h的中试规模演示系统,“水煮煤”技术大规模持续稳定运行的应用示范厂已经得到充分验证,前景一片光明。通过技术经济分析,在系统处理煤量达83.3t/h时,氢气的价格能降低至0.7元。基于超临界水煤气化和多级燃氢补热汽轮机的新型热力循环发电系统已经提出,煤炭发电效率高、二氧化碳富集和环境友好无污染是其主要特色。“水煮煤”研究受到与会专家的广泛关注和高度好评。

郭烈锦教授作为专场分会主席主持会议

       在热化学制氢方向,围绕煤的高效清洁利用,实验室3位与会代表从理论与实验方面介绍了实验室近年来的最新研究成果。

       金辉博士作了题为“Study on gasification kinetics of lignite in supercritical water”的报告。建立了褐煤超临界水气化气体产物的新型气化动力学模型,阐述了褐煤超临界水汽化的主要步骤,并用模型成功分析验证了气体产物的生成规律、生成速度时间函数以及气体含量比等。

       葛志伟做了题为“Hydrogen production by catalytic gasification of coal in supercritical water with alkaline catalysts: Explore the way to complete gasification of coal”的相关报告超。阐述了添加碱性催化情况下煤超临界水气化制氢的效率、特性、以及影响因素,比较了各类催化剂存在时煤的气化率,以及实验分析了各类催化剂的添加比例。

       苏晓辉做了题为“Supercritical water gasification of coal with high Na content”的报告。在宽参数范围内研究了准东煤在超临界水中气化反应特性,针对得到的产气动力学曲线对煤在超临界水中的气化机理进行了探讨,得到了煤在超临界水中转化的反应路径。

金辉博士作报告

葛志伟博士作报告

苏晓辉博士作报告

       在光电化学制氢方向,围绕可见光条件下高效光电催化分解水制氢,实验室与会人员作了8个系列报告。

       沈少华副教授作了“N ion implanted ZnOnanorod arrays: engineered band structure for improved photoanodic performances”的报告,采用离子注入法获得了N掺杂的ZnO纳米棒阵列,N离子梯度掺杂构建了梯度能带结构,促进载流子定向迁移,从而获得了较高的光电化学性能。

       师进文博士作了“Novel ABO3-based photocatalysts for water splitting under visible-light irradiation”的报告。从光催化分解水产氢的一系列基本原理出发,开发出了一系列具有可见光催化产氢和/或产氧能力的新型ABO3型半导体氧化物光催化剂,揭示了该类典型半导体氧化物光催化剂的组成–结构–性能的内在关系,为该类氧化物以及其它AxByOz光催化剂的进一步设计和改性提供指导。

       苏进展博士作了题为“Different metal element doped hematites and their electronic characterizations for solar water splitting application”的报告。通过外加多种设施以及元素掺杂法来改变氧化铁的催化效率,制备不同离子掺杂的氧化铁薄膜,在一定条件下,通过Mott-schottky、SEM、XRD、Uv-vis吸收和XPS等手段对其光响应机理进行深入探讨。

       王斌作了题为“Facile synthesis of high-indexed SrTiO3 single-crystal photocatalysts for photocatalytic H2 and O2 evolution”的报告。以SrTiO3作为光催化材料,通过调节实验参数,有效控制SrTiO3的形貌来调节最佳的产氢产氧活性。

       陈杰作了题为“Distance modulated plasmonic enhancement in visible light photocatalytic activity for hydrogen evolution over Ag@SiO2 modified g-C3N4”的报告,将Ag@SiO2等离子体纳米颗粒负载于g-C3N4上,通过调控绝缘层SiO2的厚度,来调控与距离直接相关的等离子体LSPR效应,从而改变光催化性能。

       关祥久作了题为“Synthesis and characterization of SrTiO3/Ag3PO4 composite for efficient photocatalytic O2 evolution under visible-light irradiation”的相关报告,通过两步水热法将SrTiO3小颗粒沉积在制备的高活性的Ag3PO4光催化剂的表面,由于SrTiO3的助催化作用能够使Ag3PO4的可见光产氧性能显著提高。

       王熙熙做了题为“Enhanced efficiency and stability for visible light driven water splitting hydrogen production over Cd0.5Zn0.5S/g-C3N4 composite photocatalyst”的相关报告,使用了g-C3N4与Cd0.5Zn0.5S复合的方法,改进催化效应,降低催化剂的使用成本和污染。

       王健作了“Facile synthesis of highly monodisperseα-Fe2O3 quantum dots for Water Oxidation”的报告,表示成功制备了α-Fe2O3量子点产氧催化剂,光催化产氧结果表明其活性比商业样品要高10倍以上。

沈少华副教授作报告

师进文博士作报告

苏进展博士作报告

陈杰博士作报告

王斌博士作报告

关祥久博士作报告

王熙熙博士作报告

王键博士作报告

       在生物制氢方向,王雪青代表实验室作了题为“Remarkable enhancement on hydrogen production performance of Rhodobactersphaeroides by disruption of spbA and hupSL genes”的报告,通过敲除球形红细菌R.sphaeroides HY01的puf操纵子的反式阻遏蛋白基因spbA,以及吸氢酶基因hupSL,以研究氧化还原力的平衡和细菌叶绿素的合成对光合细菌的固氮酶活性,产氢性能及其生长的影响。紫外波谱全波段扫描图显示,无论是在有铵抑制还是无铵抑制产氢条件下,spbA缺失株的菌绿素合成要多于野生型。产氢结果显示,在无铵抑制条件下,WH04 (ΔhupSL)和WSH10 (ΔspbA, ΔhupSL)的最大产氢得率分别提高了19.4%和21.8%,最大产氢速率分别提高了29.9%和55.0%,并且WSH10的最大产氢速率高达141.9 mL/(L•h)。有铵抑制条件下产氢结果表明,spbA的敲除在一定程度上解除了铵对固氮酶活性的抑制,并且进一步证明了spbA作为一个负调控因子调节参与球形红细菌中固氮酶的合成。

王雪青博士作报告

       实验室燃料电池方向:杨鹰博士作了两次汇报。“Photoelectrochemical stability improvement of Cu2O thin film in water splitting by tuning morphology”的报告指出,Cu2O是一种无毒、原材料资源丰富、禁带宽度约为2eV的半导体材料。由于在水溶液中光电化学反应时的稳定性较差,Cu2O在太阳光分解水制氢的研究中并没有得到广泛的应用。本工作通过在电解液中添加表面活性剂来调控Cu2O薄膜的半导体性能和形貌,改善了Cu2O在水溶液中光电化学反应时的稳定性。会后本篇报告被遴选获得最佳论文奖。另外“Corrosion resistance of uncoated SS316L as bipolar plate material in PEMFC: Effect of the passive film properties”报告指出,316L不锈钢在PEMFC阳极和阴极模拟环境中的腐蚀行为,对其钝化膜中的化学成分进行了分析,在电化学表征和成分表征的基础上总结了钝化膜的结构模型,并据此对316L在PEMFC环境中的腐蚀机理进行了分析。陈贵银做了关于“Effects of micro-porous layer under wide operating conditions in proton exchange membrane fuel cell”的报告。系统研究了在质子交换膜燃料电池阴极催化层和扩散层之间增加一层多孔层能显著改善电池性能、稳定性和耐久性等,并且在质子交换膜燃料电池所有可能的工作条件下作了全面系统阐述。

杨鹰博士作报告

陈桂银博士作报告

       国际清洁能源大会是一个清洁能源资源和技术领域的多学科会议。为清洁能源研究领域的最新研科技信息交流,高质量研究成果传播,最新研进展的呈现,以及环境友好、可持续发展和能源安全的未来发展方向和发展政策的讨论和分享等等提供良好的沟通互动平台。本届会议和以前会议一样关注可再生能源的前沿领域,包括:太阳能、风能、海洋能和水力发电、核能技术、氢能和燃料电池、生物质和生物燃料、废弃物利用能源、清洁煤和清洁燃料电池、碳封存和碳贸易、能源存储和能量转换、环境影响和补救、可持续发展和能源管理、经济和教育、以及国际合作和技术转化等方面最新研究进展的讨论和呈现。与会的科学家、工程师以及政府工作人员在可再生能源领域的前沿研究将会为世界能源环境问题的解决以及可再生能源的未来实现作出巨大贡献。

       动力工程多相流国家重点实验室在传统多相流热物理基本理论与规律研究(如多相流非线性动力学与热质传递规律及其应用、油气水多相流安全传输与控制、生物医学多相流应用机理研究)等方面保持特色和优势的同时,积极开展新能源技术和材料研究,着力开拓能源高效洁净可再生转化的微颗粒多相流热化学与光化学反应理论、新能源材料以及石油替代燃料和掺氢内燃发动机多相流燃烧及排放控制理论等研究新方向。特别在超临界水生物质和煤的热化学气化制氢、太阳能光解水制氢以及光生物制氢等方面积极开拓创新取得系列进展。提出以超临界水煤气化制氢为核心的高效煤气化制氢及耦合太阳能聚焦供热发电的新型热力发电技术,已在国际首次成功实现小型工业示范;提出了一套完整的高效低成本催化剂创新设计理论,已建成国际上第一套多阵列直接太阳能光解水制氢装置,光催化制氢的量子效率、能量转化效率以及稳定性等指标均达到国际先进水平;成功设计分离出了高效产氢菌株,通过耦合微生物暗-光两步法发酵,有效将秸秆等生物质高效、低成本地转化为高品位的氢能。本次实验室核心研究团队应邀参加本次国际清洁能源大会,进一步提高和扩大了西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室在超临界水气化制氢、光电化学制氢、生物制氢以及燃料电池等能源动力工程多相流热物理和清洁可再生能源领域研究的国际学术地位和影响力。大会上积极与多个国际清洁能源领域专家如Peter Lund教授,B. Zhu教授等就清洁能源前沿研究问题以及进一步开展实验室新型可再生能源领域的国际合作进行了深入讨论,展开了广泛交流。充分加强了我校与世界各国一流大学、研究机构及其专家学者们在国际清洁能源领域的交流与合作关系。


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