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热烈祝贺煤基燃料电池及高效制氢团队荣获2021年度中国矿业大学优秀导师团队
发布时间:2022-05-19

  根据《中国矿业大学优秀研究生导师和导师团队评选办法(试行)》和《关于开展2021年中国矿业大学优秀研究生导师、优秀导师团队评选工作的通知》,学校开展2021年优秀研究生导师优秀导师团队评选工作。经二级培养单位推荐、研究生院形式审核、先进事迹公开展示、专家评审、学校会议研究等程序,确定优秀研究生导师10人(其中优秀研究生导师标兵1人),优秀导师团队8个(其中优秀导师团队标兵1个)。本团队荣获2021年度中国矿业大学优秀导师团队。http://yjsb.cumt.edu.cn/84/5b/c14104a623707/page.htm

   煤基燃料电池及高效制氢”创新研究团队成立于2016年,以洪堡学者凌意瀚研究员与江苏省双创团队首席王绍荣教授为学术带头人,汇聚了中国矿业大学材料与物理学院、化工学院、电气与动力工程学院、巴基斯坦Abdul Wali Khan University Mardan大学、德国于利希研究中心等研究人员,组成了跨学科、跨类别、跨行业、跨国界的交叉型、创新型研究团队。团队有教授(研究员)4名、副教授3名、讲师2名,其中博士生导师3名,硕士生导师7名;协同指导在读研究生24人,其中博士生5名、硕士生19名。

  本导师团队秉承“以学科合作为纽带、以学生培养为目标”的研究生教育理念,长期开展煤基燃料固体氧化物燃料电池及高温电解水制氢的研究工作,在研究生教学及创新能力培养等方面取得了丰硕成果。


服务国家重大需求

  2020年我国首度向世界做出“碳达峰、碳中和”的庄严承诺,“双碳”战略被纳入我国生态文明建设整体布局。煤炭在较长一段时间内仍然是我国的主体能源,在我国能源系统中具有“压舱石”的重要作用,因此煤炭、煤矿瓦斯(煤层气)等煤基能源的清洁高效低碳利用对于我国实现“双碳”战略目标和高质量绿色发展具有重要作用。

  我国煤矿抽采的瓦斯中70%以上为低浓度瓦斯(CH4体积浓度<30%),每年因采煤活动排入大气的瓦斯约300亿立方米,造成巨大的能源浪费和环境污染。现有的低浓度瓦斯利用主要采用内燃机发电技术,但存在发电效率低、NOx等污染物排放量大、高噪声等缺点。为此“煤基燃料电池及高效制氢”研究团队凌意瀚研究员、王绍荣教授、王鑫鑫副教授及巴基斯坦Abdul Wali Khan University Mardan大学Majid Khan副教授共同指导3名博士生和5名硕士生,开展了(超)低浓度瓦斯脱氧提浓和燃料电池发电成套技术研究,甲烷提浓倍数可达到3~4倍,脱氧率高于95%,低浓度瓦斯发电效率达到50%,相关成果在Appl.Catal.B-Environ. (IF: 19.503)、Matter (IF: 15.59)、Appl. Energ. (IF: 9.746)等顶级期刊发表,申请授权发明专利7项,达到国际领先水平。

聚焦前言热点研究

  巴基斯坦及南亚地区是“一带一路”倡议的必经之地,“一带一路”倡议将为巴基斯坦的发展带来重大机遇。针对目前无人机锂动力电池寿命与续航能力等关键瓶颈问题,研究团队负责人凌意瀚研究员联合巴基斯坦Abdul Wali Khan University Mardan大学Majid Khan副教授开发固体氧化物燃料电池无人机增程器,延长续航时间,助推无人机的产业化应用,联合申报获批国家重点研发计划国际间科技创新项目,通过定期的远程线上交流共同指导研究生开展科研工作; 针对特殊情况下的独立电源需求,凌意瀚研究员以中国矿业大学独立申报获批中国矿业大学第一个173基础加强计划技术领域基金; 针对高效、长寿命、可多次启停的SOFC分布式供能系统需求, 开展热电联供集成系统示范,满足住宅、楼宇、社区分布式供能领域对SOFC的需求,构建热电联供系统的能量管理与运行控制技术体系,建设电堆工程化制造生产线,降低电堆制造成本,中国矿业大学研究团队联合申报获批国家重点研发计划“氢能技术”(课题二);将煤炭、煤矿瓦斯等传统化石能源清洁高效转化形成高附加值的化工产品是目前受到国内外广泛关注的研究热点。研究团队凌意瀚研究员与华南理工大学、大连化物所开展合作研究,研发一种新型陶瓷管式电解反应器,将CO2温室气体直接转化成低碳醇,并成功申报获批国家重点研发计划青年科学家项目。

  近3年来,依托这些交叉前沿热点课题,团队获批国家重点研发项目及课题5项、国家自然科学基金重点项目1项、173基础加强计划技术领域基金1项、获江苏省硅酸盐协会一等奖1项,发表SCI论文50余篇、申请国家发明专利10余项。

培育跨学科复合型创新人才
  科学技术的发展越来越呈现出多学科交叉融合、相互渗透以及系统化、整体化趋势,单一学科培养模式已经无法满足研究生教育改革与发展需要。构建交叉学科的培养环境与机制,实施研究生跨学科教育培养,从而造就能够解决综合性复杂问题的复合型创新人才。
 “煤基燃料电池及高效制氢”导师团队的“跨学科、跨类别、跨行业、跨国界”背景为培养复合型创新人才奠定了坚实基础。凌意瀚研究员、王绍荣教授、申双林老师等来自材料、化工、电力多领域的指导教师共同指导研究生科研工作,并与巴基斯坦 Majid Khan 研究员定期开展科研交流活动,每月均联合举行一次课题研讨会,从多学科角度指导研究生科研工作,开拓学生的研究视野,提供跨学科的研究思路,极大地激发了学生的创新思维。此外,团队经常邀请国内外专家进行讲座、座谈交流和学习指导,例如邀请日本东北大学 Koji Amezawa 教授讲授了 SOFC 阴极反应机理、德国于利希研究中心 Frank Tietz 教授讲授了全固态电池研究、巴基斯坦 Majid Kha 副教授报告了高活性纳米电极研究工作。这些精心组织的讲座交流,开阔了学生的视野、提高了学生的科研能力。
  为深入研究跨学科研究生培养模式,凌意瀚研究员申请获批研究生教改项目《碳中和背景下跨学科煤基新能源科研导师团队建设及工科研究生培养新模式探索》,荣获江苏省研究生教育教学成果二等奖。在导师团队的支持和培养下,吴雨杰荣获研究生国家奖学金、获评“学术科研之星”,并申请至哈尔滨工业大学继续开展 SOFC 相关研究;杨洋获批 CSC 博士生公派联合培养项目,前往日本东北大学进行交流合作;包航、杨洋、倪昊荣获江苏省新能源材料与器件科研创新实践大赛二等奖;本团队鼓励支持研究生参加国内外学术会议,如江苏省材料论坛、全国固态离子学会议、国际先进陶瓷会议等,多人次获得口头报告和海报设计一、二等奖,研究生发表一区、二区 TOP 期刊论文 30 余篇。
注重实践和创新创业能力培养
  团队指导硕博研究生进入潮州三环集团、徐州普罗顿氢能研究院、宁波索福人能源技术公司、中弗(无锡)新能源有限公司等企业进行电池制备、电极材料制备和电堆封装等实习。通过理论与实践的结合、学校与社会的沟通,提升了学生的思想觉悟和实践能力,尤其是观察、分析、解决问题的实际工作能力,培养学生成为能够主动适应社会需要的高素质的复合型人才。2名毕业的硕士研究生进入潍柴集团、上海智能新能源汽车科创公司继续进行燃料电池产业化研究。
  大力开展创新创业教育,结合目前国内外固体氧化物燃料电池领域的产业化方向以及未来可发展的方向,针对性提出便携式管状乙醇燃料电池系统,以此为核心创新点,指导学生参加第17届挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛获得校级特等奖,参加江苏省研究生新能源材料与器件科研创新实践大赛获得应用组2等奖,结合目前固体氧化物燃料电池领域中的技术难题,以混合电解质、高熵阴极为主要创新点指导2名研究生参与江苏省研究生先进材料学术创新论坛并分别获得1等奖、3等奖。
建设积极乐观的团队文化
   “科学管理、人文关怀”是“煤基燃料电池及高效制氢”研究团队工作氛围的真实写照。在科研工作中,导师团队根据每位研究生的知识背景、性格能力科学设置适合的研究课题,并建立导师-研究生间定期交流和高、低年级研究生之间“传-帮-带”的机制,为研究生的科研工作提供帮助。另外,科研团队逐步形成了较为完善的协同创新制度、实验室安全管理制度、考勤管理制度和团队活动制度等。课题组定期开展团建活动,增进了研究生之间的友谊和团队凝聚力,缓解了研究生的科研学习压力。