新工科毕业设计项目指导教师及学生申报通知（"燃料储能"—基于多能互补的可再生燃料合成与利用）

各学院（部）：

为更好开展新工科毕设项目，提升项目质量和水平，“燃料储能—基于多能互补的可再生燃料合成与利用”新工科毕业设计项目现面向全校教师和毕业班学生进行招募。现将有关事项通知如下。

一、项目背景

“双碳战略”是我国应对全球气候变化的重要举措。以风光为代表的可再生能源储量巨大，但面临电力供应波动性、间歇性难题，储能技术可有效解决上述挑战。与电池储能相比，"燃料储能"具有更高能量密度，有望在交通领域实现大规模应用。本项目拟利用风、光等可再生能源发电，电解水制氢，然后氢与CO₂、N₂相结合，利用电催化、热催化等方式合成燃料，将电能转化成燃料中的化学能，供能源动力系统使用，实现全生命周期碳中和（如图一所示）。

图一 项目研究思路构想

本项目于2022年启动，面向全校师生开放，围绕可再生能源发电技术、碳/氮捕集技术、燃料制备技术、合成燃料的高效利用等4个研究方向开展毕设工作，针对关键问题探索解决方案和技术思路，形成了一个示范型科技创新平台。

项目平台目前已经具备基本的软硬件平台，包括可再生能源发电模拟装置、燃料合成反应器、气体成分检测、流体力学软件、化学动力学模拟平台。

二、选题方向及任务

项目拟设4个研究方向：可再生能源发电技术、碳/氮捕集技术、燃料制备技术以及合成燃料高效利用技术。其中可再生能源发电技术，负责研究风光等可再生能源发电与控制；碳捕集系统及关键技术，构建小型化的碳捕集系统，提出碳/氮捕集关键技术；燃料制备技术，利用可再生能源发电进行电解水制氢，结合碳/氮和氢气制备甲醇/氨等燃料；合成燃料高效利用技术，实现在无人机、发动机和燃料电池等能源动力系统的高效利用。每个方向设2个研究任务。每个研究方向拟设2名指导教师岗位。每个研究任务拟安排1名学生。

研究方向和任务设置如下：

1. 可再生能源发电技术

领域：可再生能源发电

任务：针对风光等可再生能源集能装置，实现全天候可持续发电，针对可再生能源集能装置，通过系统参数优化匹配，实现效率最大化。

2. 碳/氮捕集技术

领域：碳捕集、氮捕集

任务：针对低碳燃料如甲醇制备原料，构建小型化的碳捕集系统，提出碳捕集关键技术；针对零碳燃料如氨气制备原料，构建小型化的氮捕集系统，提出碳捕集关键技术。

3. 燃料制备技术

领域：电解水制氢、电催化、热催化、能源化学

任务：针对可再生能源发电技术，进行高效电解水制氢，并实现氢气的提纯；在此基础上，计热催化/电催化反应器，结合碳/氮和氢气制备甲醇/氨等燃料。

4. 燃料的高效利用技术

领域：能源系统、电化学、燃烧

任务：针对所制备的甲醇燃料，实现在无人系统、发动机的高效燃烧利用；针对所制备的氨氢燃料，实现在无人系统/发动机/燃料电池高效利用。

三、指导教师和学生可选毕设课题

毕设课题如下表所示，指导教师和学生可根据自己的兴趣选择相应的毕设课题。指导教师请扫描填写指导教师报名小程序报名，学生报名请扫描填写学生报名小程序报名，时间截止到11月30号。

表 指导教师和学生可选毕设课题

四、报名方式

指导教师报名：

学生报名：

2022年11月07日