中国科学院电工研究所 中国科学院北京分院
重点研究领域:电力系统稳定性、电力系统自动化、大型电机、高电压技术、电工测量仪器、电弧风洞技术、大型电感储能技术、电火箭技术、微特电机、特种电源、电加工与离子束加工、计算机应用、数控机床、超导磁体系统、磁流体发电等方面
所在地:北京市,北京
机构简介:

中国科学院电工研究所(以下简称电工所)于1958年在北京开始筹建,迄今已有50余年的历史,是我国目前从事电气科学研究的唯一国立研究机构。 创建50多年来,电工所一直承担着国家能源与电气领域的战略高技术发展及电气科学前沿研究的任务,在电力系统稳定性、电力系统自动化、大型电机、高电压技术、电工测量仪器、电弧风洞技术、大型电感储能技术、电火箭技术、微特电机、特种电源、电加工与离子束加工、计算机应用、数控机床、超导磁体系统、磁流体发电等方面取得了科研成果500余项,其中100余项已在多个领域得到了推广应用,先后获得国家和中国科学院及其他部级奖励100余项。 近10年以来,我所进一步面向国家重大战略需求、面向学科前沿,不断加强新能源、智能电网及电力节能方面的高技术研究开发布局,不断加强电气科学与材料、信息、生物和纳米科技等方面的前沿交叉科学研究,已经成为国内新能源利用、智能电网、电机与电力电子及电气驱动、应用超导技术及电气科学前沿交叉等领域的核心与骨干研究机构,在国际同行中享有很高的声誉和广泛的影响,在大型电机蒸发冷却技术、太阳能和风能发电并网技术、太阳能热发电技术、微型电网及储能、电动汽车及轨道交通的牵引供电与控制技术、脉冲功率技术、电磁推进技术、超导电力技术、超导磁体技术、磁共振成像技术、电子束曝光技术等方面取得了一大批实用化的技术成果,在太阳能电池、超导材料、生物电磁学、微纳米加工等方面取得了多方面重要的基础性科学研究成果。 多年来,电工所与美国、德国、法国、英国、日本、澳大利亚等20多个国家和地区建立了广泛的科技合作和交流。近10年来,成功主办(承办)了电磁场、磁流体发电、电机及系统、可再生能源、电气驱动、应用超导及低温工程等领域10余次重大的国际学术会议。 为进一步提高研究所科技创新能力,加强人才队伍建设,推进实验室和公共科研平台建设,保障“创新2020”和“一三五”战略目标的顺利实现,2012年开始,在广泛征求意见的基础上,研究所对科研组织机构和科研管理模式进行了相应调整,建立了以实验室为单位的新的科研组织模式,目前下设六个实验室,分别是可再生能源发电技术实验室、电力设备新技术实验室、电力电子与电能变换技术实验室、直流电网科学技术实验室、超导与新材料应用研究实验室和电磁生物学与电磁探测技术实验室,并筹建一个多学科交叉研究中心。 1977年,当国家恢复研究生招生制度后,电工所按照中科院部署,在同年下半年启动研究生招生工作。1981年,电工所被国家批准为首批学位授予单位;2000年,电工所获得“电气工程”一级学科硕士、博士学位授予权;2012年,获得“生物医学工程”一级学科硕士学位授予权;2001年,被人事部、全国博士后管理委员会批准设立电气工程一级学科博士后流动站;2006年在全国一级学科评估中,电工所整体水平排名位列全国科研院所第一,拥有中国科学院院士和中国工程院院士各1名。

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生物医药与医疗机械

新型生物人工肝体外支持系统

一、项目简介 临床上由于各种原因引起急慢性肝功能衰竭十分常见,据统计国内每年此类患者达20~30万。肝功能衰竭是临床危象,一般内科治疗收效甚微,病死率大于80%。对于肝功能衰竭,最为有效的治疗方法是肝移植,其次是人工肝治疗。虽然肝移植治疗最有效,但存在以下难题: (1)鉴于我国器官移植法的逐步成熟与细化,供体越来越缺乏,绝大部分患者难 以获得移植机会; (2)部分患者病情危重,难以耐受肝移植手术,只能接受人工肝治疗; (3)肝移植术前需要人工肝作为桥梁,在肝移植术前等待供肝以及术前准备的过 程中,只能通过人工肝治疗改善其临床状况,为寻找合适的供肝争取时间; (4)部分患者经人工肝治疗过渡后肝功能可以恢复。 开发解毒效率高、生物转化和合成功能好、安全性强和高度自动化的新一代人源细胞混合型生物人工肝是解决肝功能衰竭治疗问题的关键。机械人工肝由于解毒功能差,无生物转化和合成功能而逐渐被生物人工肝取代。电工所在生物人工肝研究方向进行了长期不懈的工作,取得了多项重要成果。1999年~2001年期间完成了澳大利亚与中国政府间的科技合作——动物肝细胞“生物人工肝系统”的科研项目,研制出了人工生物肝系统的核心部件“生物反应器及其控制系统”,得到澳方专家的一致好评。此项工作在2002年通过了中国科学院有关部门组织的专家验收。2005年获科技部”十五”攻关项目的支持,研制成功世界首创的分体双循环生物型人工肝体外支持系统,通过了科技部专家的验收。2006年与南方医科大学合作获得科技部”十一五”重大项目的支持。经过近十年的不断努力,电工所在生物人工肝系统的核心技术研发上奠定了坚实的基础,获得了多项发明专利,现已提出了新型人源化生物人工肝系统的创新性构想。目前已申请和获得相关专利6项。 主要技术指标 (1)系统的血液净化部分可以有效地清除患者血液中与蛋白结合的毒素和水溶性毒素,调节体液电解质和酸碱平衡; (2)系统使用的永生化人源肝细胞白蛋白等多种分泌物和肝功能指标等同或接近正常人情况; (3)系统使用在载体上贴壁良好的人源肝细胞总量不少于2.5×1010个; (4)系统可为患者的肝脏进行不少于48小时的体外支持,暂时代偿肝脏功能。 二、应用范围 应用于肝功能衰竭的治疗。 三、项目所处阶段 已完成实验室研究。 四、市场前景 根据开发的原理样机估算,一套该系统批量化后成本约为50万元,每套售价100万元。保守估计国内市场的需求量超过1000套,市场价值10亿元以上,利润超过5亿元。 五、合作方式 技术转让、技术入股。

新能源与高效节能

适用于北方农宅的太阳能综合利用研究

基于对中国北方农宅建筑形式以及农民生活模式的研究发现,目前我国北方农宅冬季燃煤量已经达到1.0亿吨标煤,由此造成的碳排放已经达到3亿吨左右。由于小型燃煤锅炉燃烧效率低,不仅造成了能源浪费,也对室内外环境造成了污染的严重。据测试,在农村居民燃煤供暖过程中,室内PM2.5的排放浓度是国家标准的100倍左右,严重威胁农村居民的身体健康。根据哈佛大学公共卫生学院的预测报告,如果我国农村固体燃料利用方式无任何改进并保持现有室内吸烟状况,我国2003~2033年将有6500万人死于慢性阻塞性肺病(COPD),1800万人死于肺癌,由该两种病因引起的死亡人数将分别占这30年间总死亡人数的19%和8%。据我国现在试行的新型农村合作医疗补贴政策,国家每年仅补贴患有慢性阻塞性肺病和肺癌的农村病患就要花费331.6亿元。 为能够有效降低北方农宅采暖用煤量,以及明显改善室内外人居环境,基于北方农宅建筑形式、农村居民生活模式、资源条件等因素,提出北方“零煤耗”农宅这一理念,并基于此理念,开展太阳能综合热利用研究,提出了一套适用于北方农宅的太阳能综合热利用方案,即在农宅本体保温以及被动式太阳能热利用的基础上,开发低成本、高效的太阳能空气集热系统,如此规避太阳能热水系统在农宅应用过程中的一系列弊病,同时改善太阳能利用过程中的经济性,为太阳能在农村市场的进一步拓展奠定技术基础。

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