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我院郭万林院士团队荣获2023年度国家自然科学二等奖
(来源:航空学院 作者: 编辑: 点击:213 发表时间:2024-06-24)
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全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会24日上午在京召开。习近平为国家最高科学技术奖获得者等颁奖并发表重要讲话。

2023年度国家科学技术奖共评选出国家最高科学技术奖2人、国家自然科学奖49项,国家技术发明奖62项,国家科学技术进步奖139项,中华人民共和国国际科学技术合作奖10人。

我院郭万林院士团队荣获2023年度国家自然科学二等奖。团队发现了一系列通过纳米结构材料与雨滴、波浪、水蒸发等形式的水直接相互作用产生电能的水伏效应,开辟了从无所不在无时不在的自然水循环过程中捕获电能的零碳、负热排放的全新途径。被国际同行评价为“拓展了动电效应两百年的理论”、“开创性工作”,催生了国际研究新领域——水伏学。

郭万林院士、殷俊老师领奖合影

郭万林院士团队合影

水吸收了近70%由太阳辐射到达地表的能量。水吸收太阳光热后经过蒸发、对流等过程在冷处凝结,再经沉降、径流而成川入海,驱动着地球水循环。水循环无时无刻动态吸纳、释放能量的平均功率达38万亿千瓦,比全人类目前年平均能耗功率高三个多数量级。从水的自然循环过程中获取能量一直是人们的追求,但传统技术主要利用水的机械能驱动水轮机间接发电。从波浪、雨滴、蒸发等形式的水中直接捕获电能将极大拓展水能利用的范围。然而,相关研究因横跨流体和固体两种介质,且涉及到固液界面力、电、热等物理场耦合的微观动力学、物理化学过程等,一直是交叉前沿研究领域的挑战性问题。针对这一问题,郭万林院士团队深入到分子、离子和电子层次认识固液界面的力电耦合及其能量转换新规律,发现了一系列通过纳米结构材料与水的直接相互作用生电的水伏效应,并揭示了水伏相关体系中固液界面力电耦合相变行为与输运调控机理。

水伏效应(Hydrovoltaic Effect)的发现,开启了系列水伏能源技术(如湿气产电、蒸发产电等),也催生了一门全新的学科水伏学(Hydrovoltaics)。水伏发电作为从地球水循环获取电能的绿色新能源技术,可将散落于环境的低品质高熵能源(如环境湿气、环境潜热等)直接转化为清洁电能,具有零污染、零碳(甚至负碳)排放的独特优势,真正环境友好,在全球碳中和的背景下,可望发展成为颠覆性未来能源技术。

郭万林院士团队合影

 

国家科学技术奖共设有5个奖项:国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖、中华人民共和国国际科学技术合作奖。其中,国家自然科学奖授予在基础研究和应用基础研究中阐明自然现象、特征和规律,做出重大科学发现的个人;国家技术发明奖授予运用科学技术知识做出产品、工艺、材料、器件及其系统等重大技术发明的个人。

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