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近期，美國能源部（DOE）宣布在“小企業(yè)創(chuàng)新研究與技術(shù)轉(zhuǎn)讓”（SBIR/STTR）計劃框架下陸續(xù)投入9700萬美元和1.11億美元，分別用于2020財年第二階段第一批和第二批資助，包含光熱發(fā)電高溫熔融氯化鹽儲熱、超臨界CO2發(fā)電循環(huán)中壓縮機性能預(yù)測計算工具等多項光熱發(fā)電相關(guān)研究項目。

該項資助旨在推進美國科學技術(shù)的創(chuàng)新和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，創(chuàng)造新的就業(yè)機會，以增強美國在具有競爭優(yōu)勢領(lǐng)域的領(lǐng)先地位和經(jīng)濟實力。具體內(nèi)容如下：

一、2020財年第二階段第一批資助項目詳情

DOE于2月下旬公布了SBIR/STTR計劃2020財年第二階段第一批資助結(jié)果，向70家小企業(yè)的86個項目提供資助，開展先進科學計算、基礎(chǔ)能源科學、生物與環(huán)境研究以及核物理四大主題領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新工作，資助期限為兩年。本次資助的項目詳情如下：

1、先進科學計算

DOE將資助2450萬美元支持先進科學計算相關(guān)研究，包括：①先進數(shù)字網(wǎng)絡(luò)運營支持服務(wù)，如高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的流量排序和分層瓶頸識別，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)性能評估的直觀數(shù)據(jù)分析；②在清潔能源和環(huán)境技術(shù)中增加高性能計算的應(yīng)用，如用于地面和地下科學的基于云/Web的高級建模和仿真交鑰匙高性能計算環(huán)境，水文地球物理監(jiān)測與決策交鑰匙支持系統(tǒng)，科學應(yīng)用程序傳播和社區(qū)參與平臺，用于新興領(lǐng)域（例如深度學習）的新一代性能數(shù)據(jù)收集、分析和可視化工具；③高性能計算網(wǎng)絡(luò)安全，如大規(guī)模計算分布式入侵檢測系統(tǒng)；④超大規(guī)模計算技術(shù)，如開發(fā)高性能百億億次計算機的輔助智能工具；⑤用于科學設(shè)施和高性能計算環(huán)境的新興信息技術(shù)，如用于量子網(wǎng)絡(luò)的可配置糾纏光子源，用于光量子技術(shù)的全光室溫量子緩存，用于科學環(huán)境決策的基于現(xiàn)場可編程門陣列的高性能嵌入式系統(tǒng)；⑥合作開發(fā)項目，如光子存儲控制器模塊及其商業(yè)化路徑開發(fā)，結(jié)合光互連、電子-光子集成和專用處理器的新一代低能耗高性能計算系統(tǒng)。

2、基礎(chǔ)能源科學

DOE將資助4850萬美元支持基礎(chǔ)能源科學相關(guān)研究，包括：同步加速器光源熱陰極微波電子槍；用于高效X射線自由電子激光器的超導螺旋形波蕩器；高縱橫比鉆石折射光學器件；4兆電子伏特超快電子顯微鏡電子光學柱；納米壓印光刻低成本混合等離子光子近場探頭；具有亞毫米級內(nèi)部波紋的圓柱形銅波導；高重復(fù)率電子束無損檢測儀，如強流帶電粒子束高分辨率監(jiān)測診斷技術(shù)，多模式多頻率快速粒子束診斷儀，可變光闌束暈監(jiān)測器，實時帶電粒子束暈監(jiān)測系統(tǒng)，束暈監(jiān)測器；用于先進材料研究的光源X射線檢測儀和光譜儀系統(tǒng)開發(fā)，如寬動態(tài)范圍X射線混合模式像素陣列檢測器；核應(yīng)用高性能材料，如用冷噴涂對輕水堆組件進行原位結(jié)構(gòu)修復(fù)和保護，通過電沉積層改善核反應(yīng)堆耐久性，耐輻射光纖傳感器用于熔鹽反應(yīng)堆中高溫合金界面表征；光學計量實驗室和光源設(shè)施用高精度角度發(fā)生器；透明X射線束成像系統(tǒng)，如鉆石X射線束監(jiān)測裝置，鉆石X射線束成像系統(tǒng)，透明X射線照相機；光源X射線探測技術(shù)，如大面積輻射硬同步加速器X射線探測器，混合高像素檢測器，微米級直接檢測X射線探測器；多維電子顯微鏡，如相干單電子槍，低溫熱電子源，低溫控制原位透射電鏡樣品平臺，帶有空氣敏感材料的固態(tài)儲能裝置中電化學過程的原位透射電鏡表征；膜材料開發(fā)，如燃料電池多功能催化劑，用于乙醇脫水的高性能NaA沸石膜，非水氧化還原液流電池的高選擇性陰離子交換膜，二氧化碳光催化轉(zhuǎn)化為燃料的新型高分子電解質(zhì)膜，太陽燃料發(fā)電裝置的改進膜，燃料電池氫氣壓縮機的新型膜；先進化石能源技術(shù)研究，如熔融電解質(zhì)分離煙氣中二氧化碳的固相載體，高效燃燒后碳捕集系統(tǒng)，改進反應(yīng)器和催化劑將輕質(zhì)烷烴轉(zhuǎn)化為烯烴和液體燃料，二氧化碳利用的等離子體輔助催化技術(shù)，用于碳酸二甲酯直接合成的無機膜高效催化轉(zhuǎn)化和產(chǎn)物分離工藝，超臨界二氧化碳燃燒的數(shù)值模型開發(fā)；通過機器學習低頻信號增強全波形反演；基于中子散射的材料研究儀器和工具，如復(fù)雜徑向準直器的直接制造，中子散射準直器的增材制造，二維高分辨率中子探測器，中子散射無畸變大面積探測器；基于人工智能的固態(tài)量子電路高精度制造技術(shù)；先進材料科學模擬靈敏度、不確定性量化和優(yōu)化系統(tǒng)；用于高效空氣分離的氧選擇性金屬有機骨架吸附劑。

3、生物與環(huán)境研究

DOE將資助1840萬美元支持生物與環(huán)境研究，包括：大氣測量技術(shù)，如全息云粒子成像儀，超緊湊型激光云高儀，改進大氣觀測能力的地基微波輻射計，商用水蒸氣感應(yīng)激光雷達系統(tǒng)，地面水汽大氣垂直剖面儀；生物成像技術(shù)，如植物和微生物系統(tǒng)的無損代謝成像，植物-微生物系統(tǒng)中追蹤微量元素遷移的動態(tài)伽馬射線成像技術(shù)；與生物能相關(guān)微生物和植物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)生物學工具，如緊湊型熱中子發(fā)生器成像系統(tǒng)，同步加速器晶體鑒定技術(shù)；復(fù)雜地下系統(tǒng)的表征和監(jiān)測技術(shù)，如綜合環(huán)境質(zhì)量傳感系統(tǒng)原型和現(xiàn)場測試，土壤動力學的氧及其同位素毫米級測量技術(shù)，基于磁共振成像和地球物理方法的淺層地下水成像技術(shù)；結(jié)合大數(shù)據(jù)的低溫電子顯微鏡多路復(fù)用分析。

4、核物理

DOE將資助1490萬美元支持核物理研究，包括：加速器技術(shù)，如用于加速器束診斷的防輻射高速攝像系統(tǒng)，用于大功率輸入耦合器窗口的低射頻損耗直流導電陶瓷，超導射頻腔冷噴涂技術(shù)，超高真空長管（長于100米）原位高密度表面清潔的新方法，超快速高壓點火器系統(tǒng)硬件，改進的粒子加速器控件工具包，超快靈敏粒子探測器的增材制造；核物理電子設(shè)計與制造，如低成本、低功耗、高性能、電子處理微芯片，使用熱電模塊對探測器電子設(shè)備進行低成本、高效冷卻；核物理儀器、檢測系統(tǒng)和技術(shù)，如重離子加速器中的長期輻射加固旋轉(zhuǎn)真空和水封，高性能閃爍體和光束監(jiān)測系統(tǒng)，用于高能粒子檢測的高透明氣凝膠（折射率<1.01）；基于放射性同位素的分離技術(shù)。

二、2020財年第二階段第二批招標詳情

3月上旬，DOE公布了SBIR/STTR計劃2020財年第二階段第二批資助招標公告，重點關(guān)注九大主題領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)安全、能源安全和應(yīng)急響應(yīng)；國防核不擴散；電力；環(huán)境管理；能效和可再生能源；化石能源；聚變能；高能物理；核能，資助期限為兩年。本次招標主題的詳情如下：

1、網(wǎng)絡(luò)安全、能源安全和應(yīng)急響應(yīng)

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全，包括應(yīng)急行動中的網(wǎng)絡(luò)安全，電力系統(tǒng)設(shè)置安全；②先進電網(wǎng)技術(shù)，包括快速損害評估和信息共享以恢復(fù)電力供應(yīng)，智能電網(wǎng)通信與應(yīng)用架構(gòu)的融合。

2、國防核不擴散

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①先進微量分析方法，包括光學顯微鏡分析成像平臺，分散樣品的顆粒處理和去除；②遠程檢測技術(shù)，包括新型高光譜成像傳感器，小型傳感器，改進的技術(shù)和方法以從遠程圖像和其他光學數(shù)據(jù)中過濾和去除植被，將植物用作核設(shè)施排放的原位指示劑；③替代輻射源技術(shù)，包括緊湊型回旋加速器，工業(yè)射線照相的非放射性同位素技術(shù)，用于昆蟲不育的非放射性同位素輻照技術(shù)，醫(yī)用線性加速器；④遙感技術(shù)，包括組合不同傳感器系統(tǒng)圖像的高效算法，高時間分辨率光子計數(shù)成像儀，用于遠程讀取的無源光學和雷達標簽材料；⑤促進核爆炸監(jiān)測的技術(shù)，包括地面放射性核素氣溶膠收集技術(shù)的改進和商業(yè)化，高可靠性全空氣壓縮機，先進主動地震或次聲源。

3、電力

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①先進電網(wǎng)運行技術(shù)，包括電網(wǎng)區(qū)塊鏈技術(shù)，先進繼電保護技術(shù)和工具；②先進電網(wǎng)儲能技術(shù)，包括極端天氣事件期間和其后電力保障的電池系統(tǒng)，可靠并網(wǎng)儲能系統(tǒng)的先進電路結(jié)構(gòu)。

4、環(huán)境管理

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①地下監(jiān)測新型概念，包括使用遠程檢查無損評估技術(shù)對老化關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施進行泄漏完整性檢查。

5、能效和可再生能源

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①先進制造，包括制造網(wǎng)絡(luò)安全，用于氣體分離的原子級精準膜材料開發(fā)，開發(fā)Covetic納米碳金屬基復(fù)合材料用作關(guān)鍵材料和戰(zhàn)略材料，電子廢物的電化學回收，疏水性基質(zhì)材料中纖維素納米材料的表面相容性，材料發(fā)現(xiàn)智能系統(tǒng)，原子級精準催化結(jié)構(gòu)和裝置；②生物能，包括無細胞生化平臺優(yōu)化生物質(zhì)碳轉(zhuǎn)化效率，塑料設(shè)計和降解，藻類培養(yǎng)器，將納米纖維素加工成高價值產(chǎn)品，廢氣生產(chǎn)生物燃料和生物產(chǎn)品前驅(qū)體，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)固體處理的設(shè)計與制造，使用亞臨界和超臨界流體液化濕有機廢物，利用二氧化碳和甲烷生產(chǎn)生物燃料和生物產(chǎn)品前驅(qū)體；③建筑，包括下一代住宅空氣處理器，固態(tài)照明新型材料和工藝，建筑能耗模型，建筑技術(shù)項目的數(shù)據(jù)融合，改進窗戶成本和性能，改進節(jié)能建筑的室內(nèi)空氣質(zhì)量和舒適性；④燃料電池，包括燃料電池膜和離聚物，高壓、低溫充氣噴嘴，低成本有源薄膜氫傳感器，燃料電池汽車車用儲氫復(fù)合壓力容器結(jié)構(gòu)監(jiān)測傳感器，氫轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴燃料的創(chuàng)新概念，緊急加氫機；⑤地熱能，包括改進地熱鉆探井下遙測技術(shù)，實現(xiàn)增強型地熱系統(tǒng)商業(yè)部署的創(chuàng)新；⑥太陽能，包括光伏系統(tǒng)串聯(lián)電阻實時監(jiān)控，光伏組件污染光譜沉積檢測儀，降低光伏發(fā)電成本的儲能技術(shù)，極端事件恢復(fù)的太陽能系統(tǒng)設(shè)計和操作，鄉(xiāng)村太陽能，并網(wǎng)太陽能的可負擔性、可靠性和性能，光熱發(fā)電高溫熔融氯化鹽儲熱，光伏性能和可靠性工具及表征方法，太陽能開發(fā)共享工具；⑦車輛，包括電池，電動汽車快充的碳化硅器件，減少內(nèi)燃機熱損失和摩擦損失，燃料和發(fā)動機的協(xié)同優(yōu)化，提高汽車鑄件性能并減輕重量，低成本、輕量和高性能纖維增強復(fù)合材料，大范圍高增壓渦輪增壓系統(tǒng)，實時可控的可變壓縮比或可變沖程內(nèi)燃機，減少汽車排放控制系統(tǒng)中的鉑族金屬；⑧水，包括利用海洋水動力和抽水蓄能電站微電網(wǎng)提高偏遠社區(qū)的抗災(zāi)能力，海洋儲能系統(tǒng)，利用海洋能和水動能進行抽水和壓縮，利用海洋能從海洋中提取高價值關(guān)鍵礦物；創(chuàng)新超低水頭和溪流用水力發(fā)電機；⑨風能，包括協(xié)調(diào)和安全的分布式風能系統(tǒng)控制和通信技術(shù)，海上風電遠程診斷技術(shù)，風力渦輪機葉片回收；⑩交叉領(lǐng)域，包括創(chuàng)新太陽能模塊制造工藝和技術(shù)，地熱脫鹽和關(guān)鍵材料回收系統(tǒng)，用于氫氣雜質(zhì)檢測和去除的先進材料，改進地熱熱泵地面循環(huán)成本和性能。

6、化石能源

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①潔凈煤，包括火電廠高性能結(jié)構(gòu)合金長期蠕變行為改進模型，燃氣輪機組件的增材制造，超臨界CO2發(fā)電循環(huán)中壓縮機性能預(yù)測計算工具；②碳管理，包括大量地下監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和縮小，深層地下監(jiān)測的遙測系統(tǒng)，深層地下儲層監(jiān)測納米傳感器，CO2利用和再利用的等離子技術(shù)，CO2轉(zhuǎn)化為燃料；③稀土元素和關(guān)鍵材料，包括稀土金屬的生產(chǎn)；④石油和天然氣，包括天然氣的捕集和轉(zhuǎn)化以減少火炬氣，改進水力壓裂診斷；⑤傳感器和控制，包括先進水力壓裂診斷，基于區(qū)塊鏈的能源系統(tǒng)先進概念；⑥先進化石能源分離和分析研究，包括噴動床熱脫附。

7、聚變能

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①先進聚變能技術(shù)及材料，包括面向等離子體組件，包層及安全技術(shù)，超導磁體和材料，結(jié)構(gòu)材料和涂層；②聚變科學及技術(shù)，包括診斷技術(shù)，聚變等離子體加熱及燃料組件，磁約束等離子體仿真及數(shù)據(jù)分析工具，聚變科學驗證平臺的組件和建模支持；③高能量密度等離子體和慣性聚變能，包括驅(qū)動技術(shù)，超快速診斷，高強度短脈沖激光技術(shù)；④低溫等離子體，包括等離子體納米技術(shù)，低溫等離子體化學；

8、高能物理

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①粒子加速器先進概念及技術(shù)，包括用于增材制造的金屬粉末開發(fā)，改進加速器建模和控制系統(tǒng)軟件，高梯度加速器研發(fā)，大電流陰極，靶材高發(fā)射率涂層，用于高動態(tài)孔徑格的非線性磁體，高強度強子同步加速器新型束光學概念，粒子束源（電子和離子）；②射頻加速器技術(shù)，包括加速器低成本射頻電源，高效高平均功率射頻源，硬銅和硬銅合金低溫粘結(jié)技術(shù)；③加速器激光技術(shù)研發(fā)，包括降低超快光纖激光器組件的成本，多光纖激光器載波包絡(luò)相位新型可擴展技術(shù)，陶瓷基光學材料，孔徑可擴展的高性能衍射光柵，基于計算機建模的超快光學大功率涂層開發(fā)，大功率超快激光器的高效空間模式整形和控制；④粒子加速器超導技術(shù)，包括磁體用高場超導電線電纜技術(shù)，超導磁體技術(shù)，超導射頻腔，低溫制冷系統(tǒng)；⑤用于數(shù)據(jù)采集和處理的高速電子儀器，包括高能對撞機探測器用防輻射互補金屬氧化物半導體（CMOS）傳感器，高能對撞機顆粒探測器基板，CMOS傳感器和電荷耦合器件（CCD）傳感器的后處理技術(shù)，高能物理暗物質(zhì)探測器專用晶片和厚度傳感器，高密度芯片互連技術(shù)，高能對撞機探測器防輻射高帶寬數(shù)據(jù)傳輸，針對高能對撞機探測器的定制實時大規(guī)模并行觸發(fā)處理器，宇宙微波背景檢測器頻率復(fù)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，皮秒計時電子工具，高能碰撞檢測器專用集成電路；⑥高能物理探測器及儀器，包括低成本高性能可見光/紫外線光子探測器，大型低溫探測器，低溫Bolometer陣列技術(shù)，超低質(zhì)量、高速率帶電粒子跟蹤，閃爍探測器材料和波長轉(zhuǎn)換器，超低本底探測器和材料，高純度6英寸鍺單晶晶片，先進復(fù)合材料，增材制造；⑦量子信息科學支持技術(shù)，包括量子信息系統(tǒng)最佳超導射頻（SRF）腔開發(fā)，量子信息系統(tǒng)可擴展三維超導射頻結(jié)構(gòu)制造技術(shù)優(yōu)化，量子信息系統(tǒng)低溫技術(shù)，量子信息光-微波轉(zhuǎn)換的光電探測器。

9、核能

該領(lǐng)域?qū)⒅攸c關(guān)注如下主題：①先進核能技術(shù)，包括先進傳感器和儀器，反應(yīng)堆燃料的先進制造和表征技術(shù)，燃料循環(huán)的材料保護核算和控制，先進建模與仿真，核電廠現(xiàn)代化，材料研發(fā)，核電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組件開發(fā)，核電站超臨界CO2循環(huán)渦輪機和熱交換器，先進制造，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)；②先進核廢料技術(shù)，包括乏燃料和廢料的處置、存儲、運輸，罐體修復(fù)和緩解技術(shù)，氯誘導應(yīng)力腐蝕開裂。