新闻资讯

2023-01-25 12:15
环境技术 2022年6期
关键词:盾构电极

中科院海洋所建立“海上丝绸之路”材料腐蚀试验站

中国科学院海洋研究所侯保荣院士团队首次在”海上丝绸之路”重要节点国家——斯里兰卡建立材料腐蚀试验站,站点分别设立在中国-斯里兰卡联合科教中心的马塔拉基地和康提基地,这是我国在南亚建立的首批材料环境腐蚀试验站,旨在研究在南亚严酷热带气候环境下材料的失效与防护问题,为”海上丝绸之路”沿线重大工程设施的材料选择和寿命评估提供技术支撑。“海上丝绸之路”材料腐蚀试验站由中科院海洋所杨黎晖高级工程师负责,郑萌高级工程师、路东柱助理研究员以及中斯中心的工作人员共同参与建设工作,架设十余套腐蚀试验装置,投试金属材料、高分子材料和金属涂层等20余种材料,共计1 000余个试片。腐蚀试验站的建设同时得到中-斯中心主任张长生研究员、斯方主任Disna Ratnasekera教授、中-斯水中心主任杨敏研究员、S.K.Weragoda博士的大力支持,该项工作依托中-斯水中心申请获批中科院国际合作局海外科教合作中心部署项目支持。

“海上丝绸之路”沿线地区自然环境严酷,重大工程设施的腐蚀问题日益显著,造成了巨大的经济损失和资源浪费。”海上丝绸之路”材料腐蚀试验站的建成将有助于摸清当地的环境特点和材料腐蚀规律,并发展一批先进的腐蚀防护材料与技术,从而保障重大工程设施的安全运行。中国科学院海洋研究所将与斯里兰卡国家供排水委员会、佩拉德尼亚大学和卢胡纳大学等科研机构加强腐蚀防护技术和人才培养等方面的合作交流。

电化学腐蚀制备新技术 制作电池电极“一步到位”

12月5日,天津大学吉科猛研究员团队联合湖南大学谭勇文教授团队利用钴磷合金,研发出仅用一步即可制成电池电极的电化学腐蚀制备技术。

近年来,随着便携式电子设备以及新能源与清洁能源汽车的快速发展,市场对电池的需求越来越大。传统的电池电极制备工艺涉及打胶、配料、匀浆、涂布、辊压、烘烤等近十个步骤,过程繁琐复杂;还需要使用黏结剂、导电剂、集流体等诸多非活性材料,极大地增加了电池的制备成本并使其实际能量密度大打折扣。

据介绍,该新技术只需要将钴磷合金放入通电的食盐溶液中进行选择性腐蚀和电位调控氧化,便可一步制得电池电极,整个制备过程不到1个小时,安全绿色且易实现规模化生产。得益于其一体化结构设计,该电极材料不需要像其他电极材料那样需进行配料、匀浆、涂布等繁琐步骤才能用于电池组装,大大简化了电池的制备工序。

用该技术制成的钴基化合物电极的活性物质密度是传统石墨电极的2~3倍。活性物质密度越高,电极的单位体积储电量就越高。研究结果显示,新研发的钴基化合物电极储电量是同体积石墨电极储电量的5倍,其一体化的结构设计也使其充电速率比传统石墨电极快了近10倍,循环寿命超过6 000次,是市售锂电池循环寿命的2~4倍。

该电极制备技术的成功研发为新型集成型一体化储能电极的发展开辟了新思路,拓展了工业合金的高附加值应用领域,并可助力电化学腐蚀技术的产业化进程。

(来源:科技日报)

(来源:海洋知圈)

我国首艘面向深海万米的大洋钻探船亮相

我国自主设计建造的首艘面向深海万米钻探的超深水科考船——大洋钻探船,12月18日在广州市南沙区实现主船体贯通,这标志着我国深海探测领域重大装备建设迈出关键一步。

从中国地质调查局获悉,大洋钻探船隶属于自然资源部中国地质调查局,由中船集团第七〇八研究所设计,中船黄埔文冲船舶有限公司建造,设计排水量达4.2万吨,具备全球海域无限航区作业能力和海域超过10 000 m的钻探能力。大洋钻探船拟配置10大类别先进的船载设备,形成涵盖海洋研究全领域的九大实验室,并首次配建国际一流标准的古地磁和超净实验室,总体装备和综合作业能力处于国际领先水平。

作为支撑海洋强国建设的“国之重器”,大洋钻探船的设计和建造,聚焦解决地球深部重大资源环境科学问题,形成了协同攻关、共同建设的大兵团作战局面和深海科技创新体系;经国内外150余家单位共同努力,开展56项关键技术攻关,突破了水动力性能综合优化、作业系统模块布置等10余项关键技术,创新集成了两大控制系统、岩心采集等八类作业系统及30余个子系统组成的钻采系统;具有油气钻探和大洋科学钻探两大作业模式,兼具隔水管和无隔水管钻探作业方式。

据介绍,大洋钻探船后续将开展上建区域搭载、设备安装调试、码头试验等工作,预计于2024年全面建成。大洋钻探船建成后主要承担国家重大科技项目和国际大科学计划中的大洋科学钻探任务,致力于打造国家深海战略科技力量的重要装备平台,推动深海科技再创高峰,全面提升认识、保护和开发海洋的能力,服务海洋强国建设。

(来源:新华社)

“天琴一号”技术试验卫星通过国家航天局验收

12月20日,“天琴一号”技术试验卫星通过国家航天局的验收,评定等次为“优秀”。

“项目依据民用航天科研工程各项管理办法开展研制工作,完成了各项研制内容。卫星在轨稳定运行13个月(超过6个月的设计寿命),圆满完成了6项关键技术验证任务,各项功能、性能技术指标达到或优于任务要求。”国家航天局近日召开了项目验收会,给予了“天琴一号”技术试验卫星高度评价。

经验收专家组评审,“天琴一号”技术试验卫星在轨验证的高精度惯性传感技术、无拖曳控制技术、一体化粘接集成的空间激光干涉技术、卫星的高精度质心控制和测量技术及对核心载荷的高稳定度温度控制技术指标均达到国内最高水平;连续可调的冷气微推进器噪声达到国际先进水平;惯性传感核心指标较国内原有水平提高约2个量级;并获得全球重力场数据,这是我国首次使用国产自主卫星测得这一数据,为我国后续重力卫星的数据处理奠定了基础。

据介绍,除国家航天局外,天琴计划项目团队也得到了科技部、教育部、国家自然科学基金委、广东省和珠海市等部门的持续支持,攻克空间惯性传感、星载激光干涉测量、超静超稳航天器平台等系列技术。天琴计划是罗俊院士于2014年提出的空间引力波探测计划,其地心轨道方案为国际空间引力波探测贡献了具有鲜明自主创新特色的“中国方案”。

(来源:科技日报)

我国盾构机掘进核心技术日趋成熟隧道施工迈入“智能时代”

12月13日,上海机场联络线11标项目又有新进展,盾构机掘进总里程突破3 000 m,由中交天和自主设计研发的超大直径气压泥水平衡盾构机“虹浦号”在该项目中扮演了重要角色。

据介绍,“虹浦号”刀盘直径14.04 m,总长114 m,总重约3 174 t,不仅应用了刀具光纤磨损检测及中交天和独有超长距离掘进不换刀(高承压水粉砂地层不换刀可实现连续掘进7 000 m以上)等先进技术,还配置了智慧监控、自动导向等智能系统,创造了国内外同类隧道建造装备新高度,国产化率达98 %以上,大幅提高了盾构机的适应性、可靠性和安全性,为实现高效和智能化掘进奠定了坚实基础。

同时,智慧化远程安全监控管理系统可实时记录盾构机掘进数据,实现对风险边界的自主管理,及时发出警讯并提供解决措施预案,保证对盾构机的全生命周期管理。自动导向系统为盾构机装上了灵动智慧的“双眼”,可更加准确地判断盾构机的掘进走向和作业姿态,将盾构机走向精度控制在±2 mm以内,既确保了掘进施工质量,也大幅提高了掘进作业的智能化水平。截止目前,“虹浦号”已掘进隧道3 000多米,创造了超大直径盾构机月度掘进650 m的全国最高纪录以及单日掘进16环、32m的世界新纪录。

“在城市深邃的地下,无需工程师人工决策、手动操作,重达数千吨、长达百余米的盾构机通过人工智能,在无人驾驶情况下,自动挖掘出一条条地铁、公路、高铁等隧道”是盾构机未来的发展走向,也是盾构机人最大的梦想。要真正实现这一梦想,盾构机必须具备在无人驾驶情况下实现自主“巡航”掘进和管片智能化拼装的必备核心技术。届时,技术及作业人员只需在隧道外就能通过监控屏幕观看盾构机在人工智能控制下实现自主掘进。

据悉,中交天和盾构机无人化掘进的核心技术已日趋成熟,未来将进一步优化和融合现有技术,实现自主掘进、自主拼装一体化的超大直径盾构机将研制,加快进入到盾构机掘进无人化的新时代。

(来源:人民网)

我国首座深远海浮式风电平台完成浮体总装

由中国海油投资建造的我国首个深远海浮式风电平台“海油观澜号”在海油工程青岛场地完成浮体总装,标志着全球首座水深超100 m、离岸距离超100 km的“双百”海上风电项目建设取得重要进展。

“海油观澜号”平台由3个边立柱和1个中心立柱组成,边长超80 m,高约35 m,重量近4 000 t,风机将安装在中心立柱上。项目投产后,风机所发电力通过动态海缆接入海上油田群电网用于油气生产,年发电量可达2 200万千瓦时,节约燃料气773万立方米,减少二氧化碳排放2.2万吨。据项目执行负责人康思伟介绍,未来中国海油数百座海上设施周边都将探索应用这种绿色供能方式,着力打造“零碳”油气产业链,为实现“双碳”目标作出积极贡献。

“海油观澜号”平台将安装于距海南文昌136 km的海上油田海域。该海域风急浪高,历史上最大台风中心风力接近17级,这对风机平台的设计提出了巨大的挑战。

据“海油观澜号”海油工程项目经理华斌介绍,该项目采用多点系泊的方式固定风电平台,部分利用了原有浮式生产储卸油装置(FPSO)的系泊系统,并且还在国内首次采用了在线张紧器等创新技术,以此来提供稳定的锚泊固定,极端天气下在水平位移达到33.8 m时仍可牢固系泊。

同时,通过优化平台尺度、增设高效的阻尼结构等技术创新,浮式平台在极端台风作用下倾角不超过10 °,有效避免风机叶片被海浪破坏,具备抗最大17级以上超强台风能力,能在84 m/s的风速下保障风机安全。

据介绍,我国深远海风能资源丰富,根据国家发改委能源研究所发布的《中国风电发展路线图2050》,我国近海水深(5~50)m范围内,风能资源技术开发量为5亿千瓦,而我国深远海风能可开发量则是近海的3~4倍以上。

(来源:科技日报)

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