| 学科专业评审组： | 材料科学组 | | 项目名称： | 氢及其同位素分离纯化器技术及应用 |
| 提名单位： | 陕西省科学技术厅 |
| 提名等级： | 二等奖 |
| 提名单位意见： | 可控核聚变能和氢能作为战略新兴产业，其核心原料氢及同位素氚的分离纯化是基础保障。该项目是由西北有色金属研究院联合中国船舶集团有限公司第七一二研究所针对上述重大需求，历经多年技术攻关，在钯合金高质量铸锭熔炼、低漏率密封焊接、高效率器件设计及工程应用等方面取得系统性创新成果。项目采用高真空电弧熔炼+磁悬浮熔炼铸锭技术，提高铸锭的纯净度和致密性，实现钯合金薄壁长毛细管高质量稳定批量制备，解决了薄壁管材加工易开裂、难钎焊等工艺技术难题；攻克高密度、多管束钯合金管与不锈钢法兰真空钎焊技术壁垒，组件整体漏率优于5×10⁻¹⁰ Pa•m³/s；创新设计环形微通道氢流场结构，实现单件分离器单次循环氢或氚回收率达95.6%以上、处理量达2 m³/h。项目整体技术达到国内领先、国际先进水平。项目获授权发明专利4项、发表学术论文4篇。项目成果自2020年起在可控核聚变堆用氚的分离及船用燃料电池高纯氢纯化两大领域实现工程应用，应用时间超过两年，累计新增销售额3000余万元、新增毛利1000余万元。项目相关技术支撑多项国家级重大科研任务，对推动我国可控核聚变及氢能产业发展发挥非常重要作用。 经审查，项目成果资料齐全规范，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合陕西省科学技术进步奖提名条件。
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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： |  |
| 主要完成人： | - 姓名：操齐高
排名：1
行政职务：所长
技术职称：正高级工程师
工作单位：西北有色金属研究院
对本项目技术创造性贡献：全面负责项目总体设计、技术路线制定与组织实施，对本项目主要科技创新做出如下贡献：
（1）针对创新点1，提出钯合金材料成分优化方案；主持制定双联熔炼铸锭技术，解决薄壁管材加工开裂、密封漏率可靠性低、钎焊冶金缺陷等核心难题。（其他附件：2-6，2-26）
（2）针对创新点2，指导攻克薄壁钯合金管与不锈钢法兰异种材料钎焊难题。（必备附件1-2）
（3）针对创新点3，提出环形微通道透氢流场设计方案，主持完成仿真模拟计算及结构参数优化，主导研制处理量2 m³/h分离器正式样件。（必备附件1-1，其他附件2-24）
本人主要负责材料研制与分离器设计核心技术攻关，与合作单位完成人共同完成工程验证与应用推广。
曾获国家科技奖励情况：陕西省特支计划科技创新领军人才、陕西省青年科技新星、陕西科技系统青年岗位能手；获“探月工程“嫦娥五号任务先进个人；甘肃省科学技术进步奖一等奖1项、中国有色金属工业协会科学技术奖1项、中国船舶集团公司科技进步奖二等奖1项，2021年陕西省科技工作者创新创业大赛三等奖； - 姓名：郑晶
排名：2
行政职务：处长
技术职称：正高级工程师
工作单位：西北有色金属研究院
对本项目技术创造性贡献：主要负责合金成分优选、熔铸及分离器结构设计，对本项目主要科技创新做出如下贡献：
（1）针对创新点1（抗脆性钯合金膜材料体系优选及超薄壁毛细管批量制备技术），负责四种合金体系的熔铸工艺研究与成分优化，主导完成了真空感应熔炼+真空自耗电弧熔炼双联熔炼工艺参数优化，解决了铸锭成分偏析与气孔控制难题。（其他附件2-6，2-24）
（2）针对创新点3（环形微通道高效氢同位素分离器结构设计与集成技术），负责分离器结构方案设计与优化，确定了环形微通道透氢流场结构及管束排列方式。（必备附件1-1）
本人与项目负责人共同完成合金成分优选方向确定及分离器整体方案设计。
曾获国家科技奖励情况：1.《高性能钯钇合金螺旋管的工程化》获中国有色工业科学技术二等奖（排名第六），2016年，中色协科字（2016）5-20150953-R06.
2.《特种银铜合金钎焊料研究与开发》获获中国有色工业科学技术三等奖（排名第1），2018年，中色协科字（2018）190-2018173-R01.
3.《GB贵金属电触点材料接触电阻的测试方法》获全国有色金属标准优秀三等奖（排名第五），2020年，有色标证字（2020）007号。 - 姓名：姜婷
排名：3
行政职务：无
技术职称：高级工程师
工作单位：西北有色金属研究院
对本项目技术创造性贡献：主要负责合金熔铸与管材加工，对本项目主要科技创新做出如下贡献：
（1）针对创新点1（真空非自耗电弧熔炼+真空磁悬浮熔炼铸锭技术），负责四种合金体系的熔铸工艺实施与管材加工，完成高真空电弧熔炼+磁悬浮熔炼工艺参数优化与铸锭制备，解决钯钇合金铸锭成分偏析与气孔控制难题；负责钯合金薄壁长毛细管加工工艺的具体实施和细化，采用热挤压、轧制和小加工率拉拔相结合工艺路线，完成了壁厚0.05~0.08mm钯钇合金毛细管的批量加工。（其他附件2-6，2-24，2-28）
本人与完成人2共同完成合金熔铸工艺方案制定；全面负责管材加工、工艺细化、加工量控制和热处理优化等具体工作及质量控制工作。
曾获国家科技奖励情况：1.《高性能钯钇合金螺旋管的工程化》获中国有色工业科学技术二等奖（排名第7），2016年，中色协科字（2016）5-20150953-R07.
2.《特种银铜合金钎焊料研究与开发》获获中国有色工业科学技术三等奖（排名第5），2018年，中色协科字（2018）190-2018173-R05. - 姓名：贾志华
排名：4
行政职务：无
技术职称：正高级工程师
工作单位：西北有色金属研究院
对本项目技术创造性贡献：主要负责分离器设计图纸绘制及器件加工，对本项目主要科技创新做出如下贡献：
（1）针对创新点3（环形微通道高效氢同位素分离器结构设计与集成技术），负责具体结构工程图纸绘制工作，主持完成了处理量1 m³/h验证样品及2 m³/h正式样机的全部工程图纸绘制与器件加工。本人独立于合作者的贡献体现在具体结构尺寸确定、工程图纸绘制及加工工艺实施。（必备附件1-1，其他附件2-24，2-28）
（2）针对创新点2（高密度多管束钯合金管与不锈钢法兰真空钎焊技术），参与了钎焊工装设计与器件装配工艺制定，负责钯合金管束与法兰组件的精密装配及质量控制。（必备附件1-2）
本人与项目负责人共同完成分离器整体方案设计。
曾获国家科技奖励情况：1.《高性能钯钇合金螺旋管的工程化》获中国有色工业科学技术二等奖（排名第五），2016年，中色协科字（2016）5-20150953-R05.
2.《特种银铜合金钎焊料研究与开发》获获中国有色工业科学技术三等奖（排名第六），2018年，中色协科字（2018）190-2018173-R06.
3.《高效氢气纯化及定向除杂技术》获中国船舶集团有限公司科技进步二等奖（排名第10），2023JTJ2031-10-R10。 - 姓名：胡梅
排名：5
行政职务：处长
技术职称：研究员
工作单位：中国船舶集团有限公司第七一二研究所
对本项目技术创造性贡献：1.针对创新点3（环形微通道高效氢同位素分离器结构设计与集成技术），参与完成了处理量1 m³/h验证样品及2 m³/h正式样机的结构设计与性能检测工作。本人独立于合作者的贡献体现在三维建模、力学仿真分析及结构优化计算。（其他附件2-1，2-25）
本人与完成人1共同完成分离器结构设计，独立承担三维建模与力学仿真工作。
曾获国家科技奖励情况：1.《车用快速动态响应燃料电池发动机》获中国造船工程学会科技进步二等奖，2022年，2022KJJB-033；
2.《车用快速动态响应燃料电池发动机》获中国船舶集团有限公司科技进步一等奖（排名第一），2023年，2023JTJ1026-R-01；
3.《船舶氢燃料电池动力系统技术研究与应用》获中国造船工程学会科技进步一等奖（排名15），2025年，CSNAME-2025-3-020R15。 - 姓名：王轶
排名：6
行政职务：无
技术职称：高级工程师
工作单位：西北有色金属研究院
对本项目技术创造性贡献：主要负责焊料优选和钯合金组件钎焊工艺，对本项目主要科技创新做出如下贡献：
（1）针对创新点2（高密度多管束钯合金管与不锈钢法兰真空钎焊技术），负责钎焊料优选与钎焊工艺研究。通过系统对比试验，优选出AgCuPd27-5钎焊料；确定了钎焊温度820~830℃、保温时间5~10min、真空度＜2×10⁻²Pa的最佳工艺参数。本人独立贡献为钎焊料筛选试验方案设计与工艺参数优化。（其他附件2-24）
（2）针对创新点3（环形微通道高效氢同位素分离器结构设计与集成技术），负责钯合金管束组件与法兰的真空钎焊工艺实施及工装设计。（其他附件2-5）
曾获国家科技奖励情况：1.《高性能钯钇合金螺旋管的工程化》获中国有色工业科学技术二等奖（排名第4），2016年，中色协科字（2016）5-20150953-R04.
2.《特种银铜合金钎焊料研究与开发》获获中国有色工业科学技术三等奖（排名第4），2018年，中色协科字（2018）190-2018173-R04. - 姓名：孟晗琪
排名：7
行政职务：无
技术职称：高级工程师
工作单位：西北有色金属研究院
对本项目技术创造性贡献：主要负责钯合金材料性能测试及净化器性能检测，对本项目主要科技创新做出如下贡献：
（1）针对创新点1（抗脆性钯合金膜材料体系优选及超薄壁毛细管批量制备技术），负责四种钯合金体系的透氢性能、抗压强度及泄漏率测试。本人独立贡献为测试方案设计与数据分析处理。（其他附件2-24）
（2）针对创新点3（环形微通道高效氢同位素分离器结构设计与集成技术），负责分离器整机透氢性能与分离效率检测，完成了外压式与微通道两种结构方案的氢渗透性能对比验证。本人独立于合作者的贡献体现在性能测试体系的建立与检测结果分析。（其他附件2-24）
本人与项目负责人共同确定测试方案，独立承担材料与整机性能检测工作。
曾获国家科技奖励情况：1.<<特种银铜合金钎焊料研究与开发》获有色工业金属科技进步奖三等奖（排名第八），2018年，中色协科字（2018）190-2018173-R08。
2.《氢分离纯化材料及器件产业化》获陕西省科技工作者创新创业大赛三等奖，2021年。 - 姓名：张浩
排名：8
行政职务：无
技术职称：工程师
工作单位：中国船舶集团有限公司第七一二研究所
对本项目技术创造性贡献：1.针对创新点3（环形微通道高效氢同位素分离器结构设计与集成技术），负责分离器整机透氢性能与分离效率的系统在线检测工作。参与氢气纯度的在线监测装置设计，制定研究方案；参与完成氢气纯度监测仪器的计量校准工作，开展氢气纯度的在线监测试验验证。本人独立于合作者的贡献体现在整机性能检测方案设计、试验实施及数据分析处理。（其他附件2-1，2-26）
本人与完成人7共同完成分离器性能检测工作，独立承担整机系统级性能测试与评价。
曾获国家科技奖励情况：1.《MgH2高效制氢技术》获中国船舶集团有限公司科技进步二等奖（排名第5），2025年，2025JTJ2033-05-R05。
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| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：西北有色金属研究院
单位贡献：西北有色金属研究院作为本项目第一完成单位，全面负责总体设计、技术攻关与组织实施，在钯合金纯净、均匀化熔炼铸锭、超薄壁毛细管批量制备、高密度多管束真空钎焊及环形微通道分离器设计集成等方面做出核心贡献。是国内唯一突破钯钇合金分离纯化器工程化研制技术的单位，整体水平处于国际先进地位。
1.技术创新贡献
（1）钯合金材料真空非自耗电弧熔炼+真空磁悬浮熔炼铸锭技术。采用真空非自耗电弧熔炼+真空磁悬浮熔炼双联工艺控制铸锭成分均匀性和纯净度、避免陶瓷坩埚引入非金属夹杂，结合挤压旋锻开坯、多道次轧制和小加工率拉拔等工艺，实现了高质量薄壁钯合金长毛细管的批量制备。（2）高密度多管束真空钎焊技术。攻克了Φ2×0.08mm薄壁钯合金管与不锈钢法兰异种材料焊接难题，优选出AgCuPd27-5钎焊料并确定最佳工艺参数，钎焊组件泄漏率优于5×10⁻¹⁰ Pa•m³/s。（3）环形微通道分离器结构设计与集成技术。采用仿真模拟优化结构参数，创新设计环形微通道透氢流场结构，改善了浓差极化效应对纯化性能的影响。研制出处理量2 m³/h分离器样机，单次循环回收效率≥95.6%，产品气纯度≥99.99995%。
2.应用推广贡献
将技术成果推广至船用燃料电池高纯氢气纯化和核聚变堆氢同位素纯化分离应用领域，支撑多项国家级重大科研任务。项目执行期间，获授权发明专利4件，发表学术论文4篇，制修订国家行业标准1项。
- 单位名称：中国船舶集团有限公司第七一二研究所
单位贡献： 中国船舶集团公司第七一二研究所作为本项目的合作单位，在创新点3（环形微通道高效氢同位素分离器结构设计与集成技术）中做出了重要贡献。
主要技术贡献如下：
该项目主要用于解决原料氢气中的硫化物、氮氧化物、一氧化碳等杂质气体对氢燃料电池的毒化问题，可有效地提高燃料电池的使用寿命，从而使燃料电池系统的可靠性满足陆用燃料电池发电装备、密闭环境燃料电池动力装备的需要。该项目为实现甲醇重整燃料电池动力系统的工程应用奠定技术基础，可应用于超高纯氢气制备，还可推广于氢的同位素分离。
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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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