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物理|大气压放电等离子体团队

发布时间:2026-01-24 作者:

【团队简介】大气压放电等离子体团队(HVDP-DUT)

团队概况

面向国家重大需求,“大气压放电等离子体”团队(APDP团队)主要致力于将等离子体技术应用于国防、能源、环境、健康等重要应用中,并相应进行等离子体物理与诊断研究。团队现有教授5名,副教授1名,博士后3人,博士研究生10人,硕士研究生21人。凭借30余年的技术积累,团队在先进等离子体技术与装备开发、等离子体诊断、等离子体能源、微波等离子体、材料制备与改性等方面形成独特优势。近年来,团队承担国家某重大平台项目、重点研发计划等国家级重大、重点、一般项目十余项,累计科研经费近1.6亿元(含待批复经费),并在CEJ、PSST、JHM、SAB等国际顶级、知名学术期刊上发表论文100余篇。

主要研究方向

先进等离子体技术与装备开发

等离子体源发生技术及诊断

基于分布式能源等离子体固氮技术

先进等离子体农业装备

大气压微波等离子体及其应用

水下放电等离子体

电推进等离子体源技术及其诊断


团队主要成员简介

团队负责人:

杨德正,教授,博士生导师

国家重点研发计划项目负责人(青年),国家某重大平台分平台负责人,大连理工大学物理学院副院长,国家科技专家库在库专家,中国电工技术学会等离子体及应用专委会委员副秘书长,中国电工技术学会青年工作委员会委员,主要研究方向包括先进等离子体技术与装备开发、等离子体源发生技术及诊断、基于分布式能源等离子体固氮技术、先进等离子体农业装备、功能吸附材料改性、面向生物医学等离子体诊断等。近年来,以项目负责人、分平台负责人等身份承担国家级重大、重点项目近十项,累计经费超过1.6亿元(含待批复经费)。在CEJ、PSST、JHM、SAB等国际顶级、知名学术期刊上发表论文100余篇,在国际和全国性学术会议上作大会、特邀报告20余次,并担任大会主席、学术委员会委员、执行委员会委员、分会主席等职务。

团队教授:

李寿哲 教授 博士生导师

研究方向:大气压等离子体放电、微波等离子体技术、半导体企业的Scrubber和MPCVD设备的研发、等离子体光谱诊断技术

主持国家自然科学基金面上项目4项;发表SCI收录论文80余篇

温小琼 教授 博士生导师

研究方向:水下放电等离子体、气液放电等离子体技术;

主持和参与国家自然科学基金重点项目和科技部ITER重大专项等科研项目十余项

张家良 教授 硕士生导师

研究方向:低温等离子体光谱学、气体放电技术、电推进等离子体源技术及其诊断

主持和参与国家自然科学基金项目等10余项;发表SCI收录论文数十篇

崔兆仑 副教授 博士生导师

研究方向:低温等离子体催化、气体绝缘设备故障诊断与在线监测

主持和参与国家自然科学基金项目等3项;发表SCI收录论文40余篇


【科研展示】

1. 近年来承担的科研项目:

近年来,团队承担了国家X新平台分平台项目、国家重大研发计划青年项目、国家自然科学基金重点、面上及一般项目16项,承担企事业委托重大项目(100万以上)及技术转化项目7项,累计科研经费近1.6亿元(含待批复经费)。

2. 科研成果简介:

研究方向1:先进等离子体源与装备

面向国家重大JS需求,开展先进等离子体源技术研究与装备开发,承担国家某重大平台等离子体分平台项目(1.39亿元,已通过评审,待批复),已形成先进等离子体源多平台装备能力,申请国家发明专利十余项。

研究方向2:等离子体源发生技术及诊断

聚焦能源转型、环境治理、GF等前沿需求,在等离子体源发生技术与诊断领域建立了完整的技术开发能力,自主开发了适配不同应用场景的反应器,并配置了国际领先的等离子体多尺度诊断平台,包括激光反斯托克斯拉曼散射(CARS)诊断系统、激光诱导荧光诊断系统、ICCD相机、超高速相机、条纹相机、发射光谱仪、高压电参量同步检测体系等,实现皮秒级等离子体能量弛豫过程,活性粒子和放电动态演化过程的时空分布诊断

图1 等离子体源及诊断设备

研究方向3:基于分布式能源等离子体固氮技术

在“双碳”目标引领能源转型与绿色发展的时代背景下,团队紧扣国家“双碳”重大战略需求,成功研发了常温常压下低能耗、低碳排放的固氮技术,搭建了大气压微波等离子体高效固氮设备,并已取得重要突破,在全球率先达到工业应用水平。相关成果已发表在国际高水平期刊J. Environ. Chem. Eng.、Int. J. Hydrogen Energy、Chem. Eng. J.、 Plasma Sources Sci. Technol.中。

图2 等离子体固氮基本过程


研究方向4:先进等离子体农业装备

团队聚焦低温等离子体物理与现代农业交叉领域,构建了“基础理论研究-核心技术创新-智能装备开发-产业应用推广”的全链条创新体系。面向国家双碳战略与乡村振兴重大需求,在国际上率先突破等离子体绿色固氮、农业废弃物高值转化、盐碱地立体改良等核心技术瓶颈。为我国农业绿色转型提供了具有国际影响力的技术范式,引领等离子体农业新质生产力发展。


图3 等离子体农业应用示范


研究方向5:大气压微波等离子体及其应用

团队自主搭建了大气压微波等离子体发生装置,气体温度高达7000 K的特性,分别以氢能源制造,能源转化和温室效应为研究背景,在大气压微波等离子体制氢,等离子体辅助燃料燃烧,温室气体的降解和转化等研究方向上开展了大量研究工作。团队近年来深入开展了大气压微波等离子体分解液体储氢原料制氢工作,采用体积小、启停迅速、调节灵活的大气压微波等离子体设备进行分布式制氢,相关研究不仅提供了氢能供应途径,同时最大限度降低了氢气储运的成本与风险。


图4 微波等离子体炬制氢的反应装置


研究方向6:水下放电等离子体

水下放电可在水中直接产生高电场、冲击波、超声波、紫外光、多种自由基(OH、H 和 O)以及化学活性物种(H2O2、O2、H2和 O3)等,涉及复杂多样的物理化学过程,已经引起了多学科的广泛关注。水下放电等离子体在水中有机污染物的无害化处理、消毒杀菌和藻类清除等环境和生物医学领域已经显示出良好的应用前景。目前团队在水下放电等离子体研究方面取得了重要成果,建立了一系列水下放电的诊断方法。团队对水下放电的基本特性和基本过程进行了深入研究,为探究水下放电的物理机制和技术应用提供了数据和理论支持。

图5 水下流光放电及冲击波时间演化图像

研究方向7:电推进等离子体源技术及其诊断

电推力器也称为电火箭,是太空探索在轨飞行任务的主要动力来源。本团队针对大功率霍尔推进器和PPT,开展等离子体源的物理过程、动力学机制及运行技术研究,探索推力器的原理性优化方案和性能提升路径。团队具备霍尔推力器、PPT原理样机以及相应实验平台,配备针对性的等离子体诊断手段体系,拥有自主知识产权的电源模块设计能力,在电推进等离子体源研制、评价表征等方面丰富经验积累。


图6 霍尔电推力器样机(左)及其羽流等离子体(右)照片


【培养特色】

大气压等离子体团队研究生规模保持在20-30人,博士研究生10人左右,团队规模适中,形成师-博-硕“链条式”科研模式,团队协作特色明显。团队主张宽松自由、寓研于乐的科研氛围,既仰望星空,又要脚踏实地,主张让每一位成员都能快乐、快速成长。一群人、一颗心,深耕等离子体领域,铸成国家栋梁。

■收获喜悦■

■校园一隅■

■团建迎新■


【育人成果】

团队博士毕业生一般就业去向为国内主要科研单位、大学、研究所等,硕士毕业生就业于中国电子科技集团、国家电网、中电装备、华为、中兴等央企和行业头部企业等。

博士优秀校友代表:

1. 刘峰 2008届 南京工业大学 教授

2. 张帅 2016届 中科院电工所 副研究员

3. 袁皓 2021届 南洋理工大学 高级访问学者


硕士优秀校友代表:

1. 王敏 2008届 华为公司 资深领导力专家

2. 史恒超 2010届 中电装备平高集团 副总监

3. 乔俊杰 2020届 重庆大学/安特卫普大学 博士


【招生事项】

招生类型

硕士推免生(学术学位)/硕士统考生(学术学位)/直博生(学术学位)/硕博连读(学术学位)/申请考核制博士生(学术学位)

招生导师

硕士生导师:杨德正、张家良、温小琼、李寿哲、崔兆仑

博士生导师:杨德正、温小琼、李寿哲、崔兆仑

招生科研方向:等离子体物理、电气工程、化学工程、环境工程等交叉方向。

招生专业:070200物理学(等离子体物理方向)

联系方式:杨德正,13322214836,yangdz@dlut.edu.cn;

崔兆仑,zhaoluncui@dlut.edu.cn

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