近期，美國能源部（DOE）宣布在“小企業(yè)創(chuàng)新研究與技術轉讓”（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)中壓縮機性能預測計算工具等多項光熱發(fā)電相關研究項目。

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

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、基礎能源科學、生物與環(huán)境研究以及核物理四大主題領域的研發(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研究，包括：①先進數字網絡運營支持服務，如高速數據網絡的流量排序和分層瓶頸識別，大規(guī)模網絡性能評估的直觀數據分析；②在清潔能源和環(huán)境技術中增加高性能計算的應用，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)，科學應用程序傳播和社區(qū)參與平臺，用于新興領域（例如深度學習）的新一代性能數據收集、分析和可視化工具；③高性能計算網絡安全，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，如開發(fā)高性能百億億次計算機的輔助智能工具；⑤用于科學設施和高性能計算環(huán)境的新興信息技術，如用于量子網絡的可配置糾纏光子源，用于光量子技術的全光室溫量子緩存，用于科學環(huán)境決策的基于現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、基礎能源科學

DOE將資助4850萬美元支持基礎能源科學相關研究，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；具有亞毫米級內部波紋的圓柱形銅波導；高重復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，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；核應用高性能材料，如用冷噴涂對輕水堆組件進行原位結構修復和保護，通過電沉積層改善核反應堆耐久性，耐輻射光纖傳感器用于熔鹽反應堆中高溫合金界面表征；光學計量實驗室和光源設施用高精度角度發(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，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，二氧化碳光催化轉化為燃料的新型高分子電解質膜，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；先進化石能源技術研究，如熔融電解質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)，改進反應器和催化劑將輕質烷烴轉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，用于碳酸二甲酯直接合成的無機膜高效催化轉化和產物分離工藝，超臨界二氧化碳燃燒的數值模型開發(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；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，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，商用水蒸氣感應激光雷達系統(tǒng)，地面水汽大氣垂直剖面儀；生物成像技術，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；與生物能相關微生物和植物系統(tǒng)結構生物學工具，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；復雜地下系統(tǒng)的表征和監(jiān)測技術，如綜合環(huán)境質量傳感系統(tǒng)原型和現場測試，土壤動力學的氧及其同位素毫米級測量技術，基于磁共振成像和地球物理方法的淺層地下水成像技術；結合大數據的低溫電子顯微鏡多路復用分析。

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，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，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備進行低成本、高效冷卻；核物理儀器、檢測系統(tǒng)和技術，如重離子加速器中的長期輻射加固旋轉真空和水封，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。

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，重點關注九大主題領域：網絡安全、能源安全和應急響應；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、網絡安全、能源安全和應急響應

該領域將重點關注如下主題：①能源系統(tǒng)網絡安全，包括應急行動中的網絡安全，電力系統(tǒng)設置安全；②先進電網技術，包括快速損害評估和信息共享以恢復電力供應，智能電網通信與應用架構的融合。

2、國防核不擴散

該領域將重點關注如下主題：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，包括新型高光譜成像傳感器，小型傳感器，改進的技術和方法以從遠程圖像和其他光學數據中過濾和去除植被，將植物用作核設施排放的原位指示劑；③替代輻射源技術，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，用于昆蟲不育的非放射性同位素輻照技術，醫(yī)用線性加速器；④遙感技術，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，包括地面放射性核素氣溶膠收集技術的改進和商業(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

該領域將重點關注如下主題：①先進電網運行技術，包括電網區(qū)塊鏈技術，先進繼電保護技術和工具；②先進電網儲能技術，包括極端天氣事件期間和其后電力保障的電池系統(tǒng)，可靠并網儲能系統(tǒng)的先進電路結構。

4、環(huán)境管理

該領域將重點關注如下主題：①地下監(jiān)測新型概念，包括使用遠程檢查無損評估技術對老化關鍵基礎設施進行泄漏完整性檢查。

5、能效和可再生能源

該領域將重點關注如下主題：①先進制造，包括制造網絡安全，用于氣體分離的原子級精準膜材料開發(fā)，開發(fā)Covetic納米碳金屬基復合材料用作關鍵材料和戰(zhàn)略材料，電子廢物的電化學回收，疏水性基質材料中纖維素納米材料的表面相容性，材料發(fā)現智能系統(tǒng)，原子級精準催化結構和裝置；②生物能，包括無細胞生化平臺優(yōu)化生物質碳轉化效率，塑料設計和降解，藻類培養(yǎng)器，將納米纖維素加工成高價值產品，廢氣生產生物燃料和生物產品前驅體，生物質轉化系統(tǒng)固體處理的設計與制造，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生物燃料和生物產品前驅體；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，建筑技術項目的數據融合，改進窗戶成本和性能，改進節(jié)能建筑的室內空氣質量和舒適性；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合壓力容器結構監(jiān)測傳感器，氫轉化為液態(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，實現增強型地熱系統(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，極端事件恢復的太陽能系統(tǒng)設計和操作，鄉(xiāng)村太陽能，并網太陽能的可負擔性、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，減少內燃機熱損失和摩擦損失，燃料和發(fā)動機的協同優(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提高偏遠社區(qū)的抗災能力，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，包括協調和安全的分布式風能系統(tǒng)控制和通信技術，海上風電遠程診斷技術，風力渦輪機葉片回收；⑩交叉領域，包括創(chuàng)新太陽能模塊制造工藝和技術，地熱脫鹽和關鍵材料回收系統(tǒng)，用于氫氣雜質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

該領域將重點關注如下主題：①潔凈煤，包括火電廠高性能結構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)中壓縮機性能預測計算工具；②碳管理，包括大量地下監(jiān)測數據的處理和縮小，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，CO2轉化為燃料；③稀土元素和關鍵材料，包括稀土金屬的生產；④石油和天然氣，包括天然氣的捕集和轉化以減少火炬氣，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

該領域將重點關注如下主題：①先進聚變能技術及材料，包括面向等離子體組件，包層及安全技術，超導磁體和材料，結構材料和涂層；②聚變科學及技術，包括診斷技術，聚變等離子體加熱及燃料組件，磁約束等離子體仿真及數據分析工具，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，包括驅動技術，超快速診斷，高強度短脈沖激光技術；④低溫等離子體，包括等離子體納米技術，低溫等離子體化學；

8、高能物理

該領域將重點關注如下主題：①粒子加速器先進概念及技術，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，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技術；③加速器激光技術研發(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相位新型可擴展技術，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，包括磁體用高場超導電線電纜技術，超導磁體技術，超導射頻腔，低溫制冷系統(tǒng)；⑤用于數據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，高能物理暗物質探測器專用晶片和厚度傳感器，高密度芯片互連技術，高能對撞機探測器防輻射高帶寬數據傳輸，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用數據采集系統(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，超低質量、高速率帶電粒子跟蹤，閃爍探測器材料和波長轉換器，超低本底探測器和材料，高純度6英寸鍺單晶晶片，先進復合材料，增材制造；⑦量子信息科學支持技術，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構制造技術優(yōu)化，量子信息系統(tǒng)低溫技術，量子信息光-微波轉換的光電探測器。

9、核能

該領域將重點關注如下主題：①先進核能技術，包括先進傳感器和儀器，反應堆燃料的先進制造和表征技術，燃料循環(huán)的材料保護核算和控制，先進建模與仿真，核電廠現代化，材料研發(fā)，核電能量轉換系統(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，網絡安全技術；②先進核廢料技術，包括乏燃料和廢料的處置、存儲、運輸，罐體修復和緩解技術，氯誘導應力腐蝕開裂。