| 学科专业评审组： | 材料科学组 | | 项目名称： | 氧电化学能源材料与器件的跨尺度调控及系统集成 |
| 提名单位： | 陕西省教育厅 |
| 提名等级： | 三等奖 |
| 提名单位意见： | 氧电化学能源转换与存储技术是新能源领域的研究前沿。该成果围绕固体氧化物电池与锌空气电池两类器件，针对氧电化学过程中材料活性不足、结构调控困难、系统集成度低等共性挑战，开展了从微观材料设计、介观结构构建到宏观系统集成的跨尺度研究，形成了覆盖固定式能源与柔性便携两大场景的技术体系。主要创新点：一是建立了A位掺杂调控LaMnO3钙钛矿电子结构的方法，开发了单原子、双金属合金及生物质碳系列催化剂，揭示了“掺杂调控-空位工程-活性位点设计”协同催化机制；阐明了高温共电解氢电极核心反应竞争行为，建立了多物理场基元反应模型。二是首创湿法成网与干法针刺非织造隔膜工艺（离子电导率260 mS/cm），开发了宽温域（-40至60℃）凝胶电解质；优化了流延、丝网印刷、烧结等工艺，实现电池片批量化（300片/月）及电堆模块化（30单元868.4W）。三是集成了柔性锌空气电池及2kW级SOEC气水混合系统；开通陕西首条氢能重卡城际走廊，布局青海12万吨/年风光绿氢项目；研发数字化管理平台，合同超350万元，孵化科技公司1家。成果授权发明专利16项，发表论文34篇，承担科研项目27项，经费2000余万元。查新显示成果相关核心内容未见相同报道，技术成熟，应用效益显著，对推动陕西省新能源科技创新及氢能产业发展具有重要意义。
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| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权和标准规范等目录： | 
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| 主要完成人： | - 姓名：李青山
排名：1
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西安工程大学
对本项目技术创造性贡献：成果的总体设计者和主要完成人，提出了“氧电化学”跨尺度研究思路，构建了从微观材料设计到宏观系统集成的全链条技术体系。主导开发了钙钛矿A位掺杂、单原子催化、生物质碳及氧空位工程等系列高效氧电催化剂，以及非织造隔膜、凝胶电解质等关键部件。主持完成国家自然科学基金青年项目，揭示了高温共电解氢电极核心反应竞争机制:优化了流延、丝网印刷、烧结等工艺，实现了电池片批量化电堆模块化及系统集成。配合开通陕西首条氢能重卡城际走廊，布局青海风光绿氢一体化项目，孵化科技公司1家，签订技术服务合同超350万元。对主要科技创新中的第一、第二和第三个创新点做出了创造性贡献，是第1-2和7-10项知识产权的作者。
曾获国家科技奖励情况：1. 2025年陕西省科技工作者创新创业大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”三等奖，排名第一。
2. 2025年咸阳市第一届“三项改革”成果转化大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”，二等奖，排名第一。 - 姓名：孙元娜
排名：2
行政职务：系副主任
技术职称：副教授
工作单位：西安工程大学
对本项目技术创造性贡献：主要负责锌空气电池凝胶电解质的研究与开发。针对传统凝胶电解质离子电导率低、力学性能差、温域适应性窄等难题，设计并开发了双网络PAM-明胶复合凝胶电解质(PAG)，通过明胶三螺旋结构稳定水分子、抑制锌枝晶生长，实现了215mS/cm的高离子电导率和-40至60°C的宽温域稳定运行，水分保持率超过57%。进一步开发了PANa-BC纤维增强凝胶电解质，显著提升了凝胶的力学性能和形变稳定性。基于上述凝胶电解质组装的柔性锌空气电池功率密度达50mWcm2，循环寿命较传统PAM提高1.68倍，为柔性锌空气电池的实际应用提供了关键材料支撑。为第二个创新点作出了创造性贡献，是1-2和7-10项知识产权的作者。
曾获国家科技奖励情况：1. 2025年陕西省科技工作者创新创业大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”三等奖，排名第二。
2. 2025年咸阳市第一届“三项改革”成果转化大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”，二等奖，排名第二。 - 姓名：张弓
排名：3
行政职务：无
技术职称：工程师
工作单位：西安工程大学
对本项目技术创造性贡献：负责固体氧化物电池与锌空气电池相关装备的设计与工程化实现。在SOEC/SOFC方向，主导完成了30单元电堆模块的密封结构设计与封装工艺优化，攻克了高温（800℃）工况下电堆气密性与热循环稳定性的关键技术难题；参与设计了2kW级气水混合预热联供系统，优化了高温气路与热区结构，提升了系统集成度与运行可靠性。在锌空气电池方向，参与了柔性电池器件的封装结构设计与力学可靠性分析，为柔性电池在弯曲、折叠等形变条件下的稳定运行提供了结构优化方案。上述工作为本成果从材料器件走向系统集成与工程示范提供了关键的机械设计与工程化支撑。为第3个创新点做出了创造性贡献，曾与第一完成人共同获奖。
曾获国家科技奖励情况：1. 2025年陕西省科技工作者创新创业大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”三等奖，排名第十三。
2. 2025年咸阳市第一届“三项改革”成果转化大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”，二等奖，排名第十三。 - 姓名：汤元会
排名：4
行政职务：所长
技术职称：教授级高工
工作单位：陕西省计量科学研究院
对本项目技术创造性贡献：负责推动双方共同申报并获批陕西省市场监督管理局重点科技研发项目(经费270万元)，签署技术开发合同，围绕高温电解水制氢系统设计、电堆气密性测试及能效评价开展联合攻关。同时，组织团队为S0EC电堆模块及制氢系统提供气体流量在线检测、氢气产率精准计量等关键测试服务，支撑了电解堆近1000小时稳定运行的性能验证，为成果从实验室走向工程化应用提供了重要的计量技术保障。为第3个创新点做出创造性贡献，与第一完成人共同获奖。
曾获国家科技奖励情况：1. 2025年陕西省科技工作者创新创业大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”三等奖，排名第十二。
2. 2025年咸阳市第一届“三项改革”成果转化大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”，二等奖，排名第十二。 - 姓名：王顺冉
排名：5
行政职务：总经理
技术职称：高级工程师
工作单位：维纳氢能科技有限公司
对本项目技术创造性贡献：牵头推动将本成果的高温电解制氢系统技术成果应用于氢能重卡示范项目，具体落实了西安-韩城氢能重卡城际物流通道的运营落地和氢能数字化管理平台的建设，覆盖氢能贸易、氢站管理、安全监管等核心业务环节。同时，该负责人协助推动青海省海西州“风光绿氢制输用”一体化项目的合作签约和氢能重卡的大规模推广应用，协调打通氢源、储运、加氢站和车辆间的商业闭环，有效支撑了本成果从材料到系统集成的工程化验证和产业推广。为第3个创新点做出创造性贡献，是3-6项知识产权作者。
曾获国家科技奖励情况：1. 2025年陕西省科技工作者创新创业大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”三等奖，排名第十。
2. 2025年咸阳市第一届“三项改革”成果转化大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”，二等奖，排名第十。 - 姓名：陈瑜
排名：6
行政职务：总经理助理
技术职称：工程师
工作单位：维纳氢能科技有限公司
对本项目技术创造性贡献：负责固体氧化物电解池(SOEC)高温制氢系统的工程热物理研究与技术验证。针对SOEC电堆高温运行中的热-电-质多场耦合问题，开展了系统级的能效分析与热管理优化，协助建立了电堆模块的热平衡模型，提升了系统余热回收利用效率(超过50%)。参与开发了2kW级气水混合预热联供系统，优化了水蒸气发生与预热过程的传热传质参数，提高了系统整体能效与运行稳定性。在氢能重卡示范项目中，负责氢能系统的热力学分析及加氢站增压加注关键设备的技术研发，支撑了氢能车辆在实际工况下的热管理优化，为本成果从材料到系统集成的工程化验证提供了关键的热科学与工程技术保障。为第3个创新点做出了创造性贡献，是第3-6项知识产权的作者。
曾获国家科技奖励情况：1. 2025年陕西省科技工作者创新创业大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”三等奖，排名第十一。
2. 2025年咸阳市第一届“三项改革”成果转化大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”，二等奖，排名第十一。 - 姓名：万轲
排名：7
行政职务：总经理
技术职称：无
工作单位：陕西嘉树氢谷新能源科技有限公司
对本项目技术创造性贡献：负责以本成果为技术依托，牵头推进科技成果的孵化与产业化转化在固体氧化物电池方向，参加咸阳市第一届“三项改革”成果转化大赛并获新能源行业赛二等奖，赛后成立陕西嘉树氢谷新能源科技有限公司，专注于高温电解制氢技术的开发，涵盖基础材料、电堆、模块和系统的全链条产品制造与销售。在锌空气电池方向，推动非织造隔膜、凝胶电解质等关键材料的工艺放大与产品试制，探索其在柔性电子等场景的商业化应用。通过公司化运营，建立了研发与市场的对接机制，加速了本成果从实验室向实际产品的转化进程，为氢能及锌空电池技术的产业化落地奠定了坚实基础。为第1个创新点做出创造性贡献，与第一完成人共同获奖。
曾获国家科技奖励情况：1. 2025年陕西省科技工作者创新创业大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”三等奖，排名第六。
2. 2025年咸阳市第一届“三项改革”成果转化大赛，“面向绿电消纳的高温固体氧化物电解水制氢系统”，二等奖，排名第六。
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| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：西安工程大学
单位贡献：作为第一完成单位，全面统筹了本成果的研究方向、技术路线与资源整合，主导了从基础研究到工程应用的全链条创新。在锌空气电池方向，构建了Co-N-C/MXene单原子及NiCo-LDH-CNT@MXene双金属合金催化剂，实现双功能活性协同优化；开发了细菌纤维素、木屑基Fe/N/S共掺杂多孔碳材料，揭示了多活性中心协同催化机制；首创碳黑还原法调控LaMnO₃氧空位；开发了湿法成网和干法针刺非织造隔膜及双网络PAM-明胶复合凝胶电解质、PANa-BC纤维增强凝胶电解质，形成了完整的锌空气电池关键材料与器件技术体系。在固体氧化物电池方向，建立了多物理场耦合模型，阐明了共电解氢电极过程机理，半定量揭示了核心反应竞争行为；优化了流延、丝网印刷、共烧结等工艺，实现了电池片批量生产及大面积电池一致性控制；攻克了电堆密封与模块化技术，实现30单元电堆模块稳定封装。以核心成果孵化成立陕西嘉树氢谷新能源科技有限公司，实现产业化落地。
- 单位名称：陕西省计量科学研究院
单位贡献：陕西省计量科学研究院与本成果团队联合申报并获批陕西省市场监督管理局重点科技研发项目（经费270万元），签署《平板式固体氧化物电解水制氢系统设计和集成》技术开发合同，围绕系统设计、电堆气密性测试及能效评价开展联合攻关，2025年11月项目中期检查获专家组高度评价。依托陕西省氢能装备产业计量测试中心（筹）平台优势，为SOEC电堆模块及制氢系统提供气体流量在线检测、氢气产率精准计量、系统能效评价等关键测试服务，支撑了电解堆近1000小时稳定运行的性能验证，并为氢能重卡示范项目提供加氢机计量检测服务。作为首批入驻单位签署《氢能质量技术创新园项目建设合作协议》，参与建设陕西氢能质量技术创新园，推动质量基础设施在氢能产业链的深度嵌入；共同推进西安市秦创原项目，在电解池“软接触”技术及密封结构测试方面提供计量评价支撑。该院形成了“技术研发-系统集成-计量验证”的产学研协同创新模式，为成果从实验室走向工程化应用提供了关键平台支撑与技术保障。
- 单位名称：维纳氢能科技有限公司
单位贡献：维纳氢能科技有限公司作为陕西省和西安市两级氢能产业链“链主”企业，深度参与了本成果固体氧化物电池方向的工程化应用与产业化推广工作。一是牵头开通陕西省首条氢能重卡（西安-韩城）城际物流走廊，负责53台氢能重卡的运营调度、加氢管理及数据监控，实现累计行驶超过240万公里、加氢超过30吨、碳减排2650吨，助力钢铁企业清洁运输比例从74%提升至84%，为成果提供了大规模、长周期的实际工况验证平台。二是建设氢能数字化运营管理平台，集成氢能车况检测、维保管理、智能调度、氢站监控、自动加氢结算等功能，解决了氢能运力管理中共性难题，填补了陕西省氢能管理系统空白，与产业链上游企业签订技术服务合同超350万元。三是参与青海省海西州“风光绿氢制输用”一体化项目布局与签约，拟建设12万吨/年制氢工厂、10座综合能源站并运营700台氢能源车辆，为SOEC电解制氢技术提供了大规模绿氢消纳与应用场景。四是参与“加氢站增压加注关键设备技术研发项目”（2024年陕西省科技计划“四链融合”项目），配合研发数智化站控系统，并在自建加氢站中对本成果相关技术进行了实地验证。此外，还为SOEC电堆模块及制氢系统现场测试提供了加氢站基础设施支持，协助完成了系统能效评估与运行稳定性分析。
- 单位名称：陕西嘉树氢谷新能源科技有限公司
单位贡献：陕西嘉树氢谷新能源科技有限公司是本成果核心技术的直接转化载体，涵盖基础材料、电堆、模块和系统的全链条产品制造和销售，同时在锌空气电池领域开展了关键材料的工艺放大与产品试制。在固体氧化物电池方向，一是推动30单元SOEC电堆模块的标准化生产与性能优化，完成了电堆密封工艺的工程化放大，实现了小批量电堆产品的稳定制造。二是开发了适应百瓦级至千瓦级的SOEC制氢系统样机，并在实际工况下完成了系统联调与运行测试，验证了本成果在绿电消纳场景中的技术可行性。三是参与西安市秦创原项目（24KGDW0043），承担电解池“软接触”技术及高效率密封结构的产品化设计，协助实现余热再利用效率超过50%、电解制氢成本降低50%等关键指标。四是建立了研发与市场的对接机制，积极对接氢能产业链下游企业，推动本成果在工业副产氢提纯、可再生能源制氢等领域的商业化应用。在锌空气电池方向，一是完成湿法成网和干法针刺非织造隔膜的中试放大，优化了纤维配比与成型工艺参数。二是开展了PANa-BC复合凝胶电解质的批量化制备工艺研究，提升了凝胶的力学一致性与储存稳定性。三是试制了柔性锌空气电池原型器件，验证了其在可穿戴电子、应急照明等场景的适用性，为后续产品化奠定了工程基础。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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