一、研究方向
1. 面向高量子比特数计算机的超大冷量稀释制冷技术（量子器件、凝聚态物理实验等方向合作）
发展高比特数的量子计算机是量子技术市场化应用的前提，超大冷量稀释制冷机是高量子比特数计算机的核心设备。中山低温院拟开发超大冷量稀释制冷机技术，研制满足容纳超过百万量子比特的超大冷量、可互联稀释制冷机，可装载线缆数≥10000条，混合室冷盘面积≥4.5 ㎡；稳定实现空载最低温≤12 mk，空载100 mk制冷功率≥1.0 W；多台设备互联门接口温区从mK级到300 K全覆盖。
图-中山低温院极低温大冷量稀释制冷平台
2. 基于超高压液氢泵加注技术的加氢站示范项目（氢燃料电池、加氢站、低温泵等方向合作）
世界各国加氢站技术路线均呈现由低压加注向高压加注、气氢加注向液氢加注发展的趋势。基于90 MPa超高压液氢泵加注的加氢站是是我国燃料电池汽车规模应用的关键抓手。中山低温院具备液氢示范应用的先决条件，已掌握超大流量超高压力液氢泵研制技术和调控测试系统，90 MPa液氢高压泵满足设计压力≥ 90 MPa，设计流量≥ 60 kg/h。
图-中山低温院极低温液氢泵增压输送测试平台
3. 氢氦同位素极低温高纯超净快速分馏新工艺（聚变堆排出气、低温吸附精馏等方向合作）
高纯、超净、快速化分离氢同位素(氘、氚)，氦同位素(3He、4He)是发展高功率聚变堆、煤层气提氦亟待解决的关键技术问题。基于超渗透、低温吸附、深冷分馏原理快速发展的极低温方法是解决氢氦同位素分离的全新思路。中山低温院已积累了超大型氢氦低温制冷成套技术，针对氢、氦同位素，可研制氢气抽速大于2000 L/s、H同位素纯度>99%、He纯度大于99.9999%、3He年产量0.5 m3的同位素高纯超净快速分离系统。
图-低温吸附分离泵和吸附性能测试系统
4. 多类型低温换热器的技术优化与性能评定
能源转化与低温制冷过程中，不可避免地存在着热交换过程。采用仿真模拟和实验手段优化特定条件下的低温换热器、低温吸附器、吸附分离泵等设备，是提高能源转化效率的关键步骤。中山低温院已具备宽尺度多类型的低温换热器、吸附器性能测试等平台，可针对多物理过程进行技术优化与性能评定。
图-热交换器实验平台
二、科研项目
国重实验室课题—3He-4He混合溶液相平衡及物性研究. 王倩, 熊杰. 在研 2026.1
间歇流蓄冷间壁式换热器在脉冲管膨胀式低温制冷机中的性能及应用研究, 崔文慧. 在研 2025.7
氢液化用紧凑高效PCHE换热器技术研究及性能测试. 刘琦, 孟鹏通. 在研 2025.6
聚变堆多工况下真空室排出气深冷分馏工艺研究. 王倩, 刘琦, 吴园园. 在研 2025.2
液氢高压泵实证平台研制及整机性能测试. 王倩, 刘琦, 吴园园. 在研 2023.1
三、科研设备
稀释制冷机（ez-Q F500）
责任人：刘琦 (l-q19@tsinghua.org.cn)
面向量子芯片、量子器件开展20 mK以下极低温实验系统搭建。
液氢泵测试平台（90 MPa 80 kg/h）
责任人：吴园园、刘琦 (l-q19@tsinghua.org.cn)
针对液氢增压泵、液氢潜液泵、液氢储罐开展极低温测试。
多孔材料几何特征测试平台
责任人：喻凡
多孔材料几何特征测试平台由比表面积及孔径分析仪、真密度分析仪、真空泵、气瓶柜以及气路系统构成精确测量材料的比表面积、孔径孔容以及孔径分布等关键数据。
纳米金属粉末烧结工艺实验平台
责任人：喻凡
纳米金属粉末烧结工艺实验平台由真空气氛管式、气体流量控制系统、真空泵、气瓶柜以及气路系统构成。
四、科研合作
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Prof. Wei Ding
华北电力大学能源动力与机械工程学院
华南理工大学罗小平教授课题组
电子科技大学中山学院材料与食品学院
电子科技大学中山学院机电工程学院
长春理工大学中山研究院
极低温实验室归属中山低温院极低温技术研究中心。实验室自建立以来，一直围绕极低温设备及系统研制、极低温热质传递理论研究二个主题开展工作。实验室研究方向为稀释制冷、液氢加注、深冷分馏、低温换热。实验室成员承担了包括纵向课题、企业横向合作、低温院预研项目在内的多个研究项目，总经费达千万元。实验室具备millikelvin制冷机、液氢泵实验台、低温吸附实验台、PCHE实验台、孔隙率测试仪、比表面积分析仪等平台和设备。
热烈欢迎专注低温及氢能、优势互补、有志本领域开拓的课题组及团队交流合作！
