清華新聞網(wǎng)12月1日電 清華大學(xué)參賽團隊近日在第75屆德國紐倫堡國際發(fā)明展上獲得佳績,，共獲得1項特別金獎，10項金獎,，3項銀獎,，1項銅獎，共計15項獎勵,，金獎總數(shù)創(chuàng)歷史新高,。
中國發(fā)明協(xié)會賀信
“風(fēng)光水火儲多能源電力系統(tǒng)互補協(xié)調(diào)和優(yōu)化調(diào)度技術(shù)”項目
電機系胡偉研究員團隊參展的“風(fēng)光水火儲多能源電力系統(tǒng)互補協(xié)調(diào)和優(yōu)化調(diào)度技術(shù)”項目榮獲本次發(fā)明展唯一特別金獎。該項目利用多類型能源的時空互補特性,，為可再生能源持續(xù)健康發(fā)展探索新途徑,。針對風(fēng)電、光伏的有功出力的波動性特性,，提出了一種基于改進生成式對抗網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電,、光伏不確定性描述方法；對于復(fù)雜的梯級水電群的優(yōu)化調(diào)度,，首創(chuàng)性提出了調(diào)峰分配系數(shù)α和基荷系數(shù)β來指導(dǎo)梯級水電站的優(yōu)化運行,；并在此基礎(chǔ)上，提出了以運行成本最低和棄風(fēng),、棄光,、棄水最小為目標(biāo)的日前-實時多能互補協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度策略。本項目所提技術(shù)可有效提升可再生能源消納能力,，在高比例可再生能源接入場景下具有廣泛的應(yīng)用和推廣價值,。
董家鴻（右二）、中國發(fā)明協(xié)會副會長賀振福（中）與項目團隊成員趙邑（右一）,、馮曉彬（左二）,、黎成權(quán)（左一）
臨床醫(yī)學(xué)院董家鴻院士領(lǐng)銜醫(yī)工交叉團隊研發(fā)的“遠程數(shù)智化臨床研究技術(shù)平臺”項目榮獲金獎。該平臺通過遠程智能技術(shù)和虛擬化手段,，有效解決了藥械研發(fā)中人力成本高,、數(shù)據(jù)利用效率低的問題，提供以患者為中心的遠程臨床研究和藥械試驗，實現(xiàn)了基于超量參數(shù)大模型技術(shù)的智能受試者招募,、病歷數(shù)據(jù)智能轉(zhuǎn)錄和科研數(shù)據(jù)的深度挖掘,。自2021年以來，該平臺已在清華長庚醫(yī)院支持完成多項創(chuàng)新藥物臨床研究,，并在多家頂尖醫(yī)院推廣使用,，惠及多家頭部醫(yī)藥創(chuàng)新研發(fā)企業(yè)。未來,，該技術(shù)將推廣至全國更多家醫(yī)院和醫(yī)藥研發(fā)單位,，為中國臨床研究數(shù)字化轉(zhuǎn)型和醫(yī)藥研發(fā)提供強有力的支撐，開啟醫(yī)藥臨床研究的新時代,。
“基于超分辨成像的空間多組學(xué)探針設(shè)計新方法”項目
北京信息科學(xué)與技術(shù)國家研究中心副研究員高軍濤團隊參展的“基于超分辨成像的空間多組學(xué)探針設(shè)計新方法”項目榮獲金獎,。該項目開發(fā)了一種新的熒光原位雜交（FISH）技術(shù)--Tn5 FISH，實現(xiàn)了約1kb的圖像分辨率,，是傳統(tǒng)FISH的約100倍,。Tn5-FISH能夠?qū)Ω鞣N染色質(zhì)相互作用和靶位點進行定位和成像，特別是對短于BAC長度的染色質(zhì)相互作用進行定位和成像,，而傳統(tǒng)的BAC FISH無法驗證這些相互作用,。Tn5 FISH作為基于圖像的空間多組學(xué)的構(gòu)件，將FISH技術(shù)的應(yīng)用擴展到研究染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)和輔助診斷染色體變異導(dǎo)致的疾??；成為快速分子診斷、檢測或確認癌癥中典型細胞遺傳學(xué)變化的臨床工具,；相關(guān)市場規(guī)模超過150億歐元,。
城軌柔直智慧能源管控系統(tǒng)
電機系陸超教授和李笑倩助理研究員牽頭完成的“城軌柔直智慧能源管控系統(tǒng)”項目榮獲金獎。該項目提出了基于近似最優(yōu)映射的超多端城軌柔直系統(tǒng)百毫秒級實時最優(yōu)控制技術(shù),，并研發(fā)了城軌柔直智慧能源管控系統(tǒng)軟件,，通過靈活快速調(diào)控城軌柔直系統(tǒng)潮流分布，大幅提升城軌系統(tǒng)節(jié)能降碳效果,，打破城軌系統(tǒng)對城市配網(wǎng)的嚴重依賴,，具有顯著的經(jīng)濟效益和應(yīng)用價值。
全貫通式柔性交流牽引供電系統(tǒng)閥塔
中鐵電氣化局集團和清華大學(xué)電機系魏應(yīng)冬副研究員牽頭完成的“經(jīng)濟安全的全貫通式柔性交流牽引供電系統(tǒng)”項目榮獲金獎,。該項目運用電力電子裝備構(gòu)建牽引網(wǎng)電壓,，基于北斗衛(wèi)星同步和高速光纖通信實現(xiàn)廣域動態(tài)協(xié)同控制功能。目前,，相關(guān)技術(shù)已在中國首個全貫通式柔性交流牽引供電系統(tǒng)——北京大興國際機場線應(yīng)用,。較之既有牽引供電系統(tǒng)，可全面解決電分相,、電能質(zhì)量等問題,，提升供電距離和機車再生能量利用率。
“用于鎂二次電池的全氟化醇基全鎂鹽電解液”項目
物理系張躍鋼教授團隊完成的“用于鎂二次電池的全氟化醇基全鎂鹽電解液”項目榮獲金獎。該項目為解決電解液氧化穩(wěn)定性低和界面鈍化等問題,，設(shè)計并發(fā)明一款全氟化醇基全鎂鹽電解液,。該電解液制備工藝簡單，具有極高的氧化穩(wěn)定性和優(yōu)異的循環(huán)效率,。使用此電解液原位形成的穩(wěn)定固體電解質(zhì)中間相,，實現(xiàn)了鎂金屬負極超過8100小時的超長循環(huán)壽命，全電池在99.5%的庫侖效率下可以循環(huán)超過800圈,。這種創(chuàng)新設(shè)計解決了鎂電解液性能不穩(wěn)定和界面鈍化等問題，為高能量密度,、低成本,、高安全、長壽命的鎂二次電池研發(fā)提供了支持,，具有未來鎂基儲能領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,。
王兵團隊成員向參會專家介紹所參展的發(fā)明“基于自增壓燃燒技術(shù)的動力單元”項目
航院王兵教授牽頭完成的“基于自增壓燃燒技術(shù)的動力單元”項目榮獲金獎。該項目以減緩全球環(huán)境變化以及國家“雙碳”政策為方向,，使用100%綠氫作為燃料,，結(jié)合高效的自增壓燃燒技術(shù)，不僅實現(xiàn)了二氧化碳零排放,、氮氧化物排放降低至10ppm以下,，還同時將發(fā)電效率提高了20%左右。
“波龍?氣動式波浪能轉(zhuǎn)換裝置”模型及介紹照片
水利系張永良教授（俄羅期科學(xué)院院士）團隊參展的“波龍?氣動式波浪能轉(zhuǎn)換裝置”項目榮獲金獎,。團隊經(jīng)過十多年的潛心研究,，提出了波龍?氣動式波浪能轉(zhuǎn)換技術(shù)這一顛覆性技術(shù)。該技術(shù)的波浪能轉(zhuǎn)換裝置在波浪的作用下發(fā)生搖動,，導(dǎo)致裝置內(nèi)L形流道中的水柱振蕩和氣室內(nèi)壓強周期性變化,，進而驅(qū)動空氣透平機旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電。研發(fā)出氣動式波浪能發(fā)電的高效寬頻技術(shù),，創(chuàng)建裝置釋能和錨系吸能聯(lián)合減載的強安全系統(tǒng),，發(fā)明全工況下波浪能發(fā)電高效能量提取與電能轉(zhuǎn)換及控制技術(shù)。通過大量應(yīng)用驗證,，終于突破了波浪能領(lǐng)域的一系列關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,，開啟了海洋能資源的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化的開發(fā)利用,，為深遠海島礁開發(fā),、海上平臺運行、深海養(yǎng)殖等海洋裝備提供電力保障,，對于增強能源安全,、改善能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展綠色經(jīng)濟和搶占科技制高點，具有重大意義,。
材料學(xué)院沈洋教授團隊
材料學(xué)院沈洋教授團隊參展的“高溫高儲能納米復(fù)合電介質(zhì)薄膜的多尺度調(diào)控及器件開發(fā)”項目榮獲金獎,。該項目在聚合物基復(fù)合材料中提出了多尺度調(diào)控的思想，發(fā)明了通過拓撲結(jié)構(gòu)調(diào)制破解介電常數(shù)與介電強度倒置關(guān)系的新機制,，突破了復(fù)合電介質(zhì)薄膜連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)難題,。在國際上首次研制出耐高溫、高儲能密度的復(fù)合電介質(zhì)薄膜,，并試制出電容器,，較現(xiàn)有商用聚丙烯薄膜電容器，大幅提高了容量體積比和耐高溫能力,。本項目有望率先應(yīng)用于新能源汽車電機控制器的直流支撐電容中,，推動新能源汽車減重增效，助力我國“雙碳”戰(zhàn)略,。
李駿院士課題組團隊及預(yù)期功能安全車載防護系統(tǒng)
車輛學(xué)院李駿院士,、王紅副研究員課題組團隊提出一套智能網(wǎng)聯(lián)汽車冗余獨立異構(gòu)的預(yù)期功能安全車載防護系統(tǒng)榮獲金獎。該系統(tǒng)利用獨立控制器從算法不確定性,、設(shè)計運行域邊界和交通法規(guī)符合性三個方面監(jiān)測無人駕駛系統(tǒng),，不僅能夠發(fā)現(xiàn)無人駕駛預(yù)期功能安全風(fēng)險，還可以提供風(fēng)險應(yīng)對的建議及控制約束,，保障車輛預(yù)期功能安全,，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車預(yù)期功能安全的技術(shù)發(fā)展，為其產(chǎn)業(yè)化落地打下基礎(chǔ),。
航院李曉雁教授團隊
航院李曉雁教授團隊參展的“芳綸納米纖維增強的強韌,、抗疲勞的可3D打印水凝膠”項目榮獲銀獎以及展會主辦方頒發(fā)的特別獎。該項目發(fā)明了一種通用的可3D打印水凝膠的強韌化方法,，可以顯著提高水凝膠材料的力學(xué)性能,，并且不影響其3D打印特性以及生物相容性。與純水凝膠相比,，含有0.3wt%芳綸納米纖維的水凝膠復(fù)合材料的強度,、斷裂能和疲勞閾值同時提高了約10倍，模量提高了約30倍,。其模量,、強度和疲勞閾值的提高與混合聚合物網(wǎng)絡(luò)的形成有關(guān)，而斷裂能的提高則主要歸因于鏈纏結(jié),、氫鍵和相分離機制,。此發(fā)明得到的水凝膠復(fù)合材料具有較高的3D打印分辨率和良好的生物相容性，有望作為人造組織,、創(chuàng)面敷料,、或電子器件在生物體內(nèi)進行應(yīng)用,。
虛擬電廠智慧協(xié)同優(yōu)化運營技術(shù)與平臺
電機系智慧能源課題組鐘海旺副教授牽頭完成的“虛擬電廠智慧協(xié)同優(yōu)化運營技術(shù)與平臺”項目榮獲銀獎。該項目對電動汽車,、空調(diào),、多類型儲能等分布式資源進行聚合管理，基于可行域投影和模型降維等技術(shù)實現(xiàn)了虛擬電廠的高效協(xié)同運營,。該平臺已成功應(yīng)用于國內(nèi)虛擬電廠建設(shè)運營工程,，支撐了分布式能源資源的安全高效利用。
鋰離子電池卷對卷轉(zhuǎn)印預(yù)鋰化系統(tǒng)
材料學(xué)院伍暉教授,、航院李曉雁教授團隊完成的“鋰離子電池卷對卷轉(zhuǎn)印預(yù)鋰化系統(tǒng)”項目榮獲銀獎,。該項目開發(fā)了基于轉(zhuǎn)印技術(shù)的鋰離子電池預(yù)鋰化負極卷對卷制備系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先在集流體上電沉積超薄鋰金屬,，進而通過轉(zhuǎn)印技術(shù)將預(yù)制負極與鍍鋰銅箔結(jié)合,，得到預(yù)鋰化負極。該負極具有獨特的銅箔-超薄鋰-活性材料三層結(jié)構(gòu),。相較于常規(guī)負極,，其初始庫倫效率更高（可達99.9%以上）,。本項技術(shù)將顯著提升新能源汽車的續(xù)航里程與循環(huán)壽命,。利用本系統(tǒng)生產(chǎn)的電池能量密度最高可提升25%，容量保持率最高可提升15%,。同時,，相較于目前主流的技術(shù)，本發(fā)明避免使用了昂貴的原材料與苛刻的加工工藝,，使預(yù)鋰化成本降低了90%以上,。
用戶用電智能監(jiān)測分析終端及系統(tǒng)
電機系胡偉研究員團隊參展的“用戶用電智能監(jiān)測分析終端及系統(tǒng)”項目榮獲銅獎。該項目基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),，研發(fā)用戶用電智能監(jiān)測分析終端和系統(tǒng),，采集用戶高頻用電數(shù)據(jù)，結(jié)合非侵入式負荷分解算法,，實現(xiàn)不侵入用戶居住環(huán)境,，僅憑安裝在用電總口的智能監(jiān)測終端，即可獲得設(shè)備實時運行曲線,、啟停及工作狀態(tài)等詳細信息,。通過實時監(jiān)測用戶用電數(shù)據(jù)，進行用電行為智能分析,、故障監(jiān)測,、故障預(yù)警以及災(zāi)害智能預(yù)警，協(xié)助制定合理且精準(zhǔn)的客戶服務(wù)方案及決策,。發(fā)生異常狀況時及時提供電話短信提醒,、上門服務(wù)以及遠程救助,。有效降低了特殊老年群體意外安全風(fēng)險，減少了設(shè)備故障,、電氣火災(zāi)擴大化造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失,。
供稿：科研院
編輯：李華山
審核：郭玲
