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基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理策略改进
本项目拟进一步技术升级转化的核心技术科技成果“基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理策略”来源于“十二五”863计划《燃料电池轿车动力系统技术平台研究与开发》（2011AA11A265）项目。围绕该核心技术，项目申请人已申请发明专利7项，其中4项已授权，发表相关学术论文二十余篇，并与上海大众汽车有限公司开展了初步的技术转化合作。1 技术简介 针对燃料电池电动汽车具有多个车载能量源这一特点，申请人从综合考虑动力蓄电池和燃料电池增程器协调工作的角度出发，提出了一种源于ECMS策略（等效燃料最小策略）的基于损失功率最小算法(minimum loss power algorithm，MLPA)的瞬时优化能量管理策略。该策略算法思想为，基于试验得到的各关键部件效率特性图，构造动力蓄电池、燃料电池、DC/DC等关键部件在每一时间步长内的损失功率函数，这些部件损失功率函数在每一时间步长内的线性叠加构成了多能量源动力系统损失功率指标函数，通过使该指标函数在每一时间步长取值最小（系统效率最高）来确定燃料电池增程器功率输出。图1为该控制策略导出的燃料电池实时功率输出优化控制曲面。 通过仿真及实车转毂试验台验证发现该策略具有以下优点，如图2-3所示：1）该MLPA瞬时优化能量策略对工况适应性强，多种常见工况下（NEDC，UDDS，HWFET，匀速工况）经济性优于传统能量策略。2）多种常见工况下，该MLPA瞬时优化能量管理策略均能够控制燃料电池功率输出变化平缓，实现了“浅充浅放”，有利于燃料电池以及蓄电池的寿命保护。
同济大学
2021-04-11
二次铝灰提取工业用氧化铝的高值资源化工艺
上海交通大学
2021-04-11
具有内毒素吸附能力的耶氏酵母和内毒素减毒大肠杆菌
研发有效的内毒素 LPS 脱毒方法具有重要意义，本项目一方面通过 KDO 定量方法检测对 LPS 分子的吸附能力，从发酵食品中筛选到 LPS 吸附能力最强酵母菌株 CSW。证实 LPS 与 Y. lipolytica 细胞共存一段时间后，会产生 LPS 含量降低的现象。通过 18s r DNA 分析，菌株 CSW1 与 1.0 mg/m L 来源于 E. coil O111:B4的 LPS 共存后，可使 LPS 水平降低约 70%，而 S. cerevisiae BY4742 仅使 LPS含量近 30%。 另外一方面，过敲除大肠杆菌 E. coli 染色体基因上与 LPS 合成相关基因，构建了多株能够直接合成新型特殊结构 Kdo2-lipid A 的突变菌株，具有低内毒素，适合用于大肠杆菌表达宿主生产各种蛋白及氨基酸。 关键技术 脂多糖 LPS 是存在于大多数革兰氏阴性菌外膜的主要组成部分，可通过激活宿主细胞内 TLR4 受体信号转导途径等，促进炎性细胞分泌多种细胞因子，进而引发强烈的免疫反应，造成疾病或者死亡，在食品和药品中是重要的毒力因子，因此研发有效的 LPS 脱毒方法具有重要意义。本成果获得了食品级的 LPS 脱毒菌株，具有应用前景。工业发酵中大肠杆菌野生型菌株中内毒素释放，是导致热原污染的重要原因，这增加了分离纯化成本，本成果从源头改造获得低毒性的大肠杆菌平台菌株，避免了发酵工程中热原产生
江南大学
2021-04-11
精对苯二甲酸（PTA）装置节能降耗的 优化运行技术
面向国家发展自主重大装备关键技术需求，针对大型PTA装置优质增产、节能降耗和减排 目标，综合应用化学工程、过程建模与流程模拟、智能计算与优化、工业过程数据协调与校正 等多学科交叉的理论方法和技术，研究开发了PTA装置对二甲苯（简称：PX）富氧氧化反应 过程、粗TA加氢精制反应过程、共沸精馏溶剂脱水过程等关键生产单元的系列建模与优化操 作技术，研发了氧化反应尾气冷凝系统的用能优化、加氢反应器进料预热系统与后续五级结晶 器换热网络的节能优化技术以及PTA 联合装置PX 氧化反应尾气优化利用、中低压蒸汽优化配 置、PTA装置循环水、蒸汽换热网络等系统用能优化技术，为工业装置优化运行提供实用技术 和软件。研发和实施的技术与软件具有“智能化”功能，适应性强，多项技术和软件属国内首 创，填补了国内空白，达到国际先进水平，更适合国内PTA 装置优化运行的需求。 上述技术成果自2004 年开始陆续在扬子石化2 套36 万吨/年、65 万吨/年PTA 装置、天津 石化34 万吨/年PTA 装置上成功应用，主要技术经济指标达到或超过了同类装置国际先进水平 (装置综合能耗平均降低20%) ，近三年累计实现新增利税7.79 亿元，已形成11 项国家发明专利 (授权7 项、申请4 项) ，登记5 项软件著作权和6项专有技术。技术成果获得2010年教育部科技 进步一等奖，2007年上海市发明创造发明专利一等奖。
华东理工大学
2021-04-11
基于红外图象的热设备运行状况、故障分析与诊断系统
任何具有温度的物体表面都会产生红外线，利用红外线感应装置和计算机信息处理与成象技术，可以将物体表面的温度场以可视画面形式显示出来——红外图象。采用现代的图象分析与处理技术，结合被检测设备的结果参数和现场可方便采集的一些其它数据，如电信号、压力、流量等参数，利用先进的模糊聚类、神经网络、人工智能等理论可以对热设备的运行状况进行有效的在线检测、故障分析与趋势预测。 设备运行状况的在线评估与故障分析和诊断一直是生产实际中有待解决的问题。本项目的主要特点是：红外图象可以实现非接触的、在线（或离线）检测，也可以做离线普查。基于红外图象的热设备运行状况、故障分析与诊断系统除红外图象以外的其它信息可根据现场实际情况适当提供，并不强行要求。当然信息越多越准则判断的结果越客观，因此具有智能性。目前已有针对催化裂化、加热炉、常用电器设备等多套专用的设备运行状况评价和故障诊断系统通过鉴定，并在多处投入实际使用，受到普遍好评。
北京科技大学
2021-04-11
气提式内循环膜生物反应器处理污水的方法及其装置
本项目针对目前改进的一体式膜生物反应器方形箱体结构和方形隔板存在死角、水流阻力较大、氧利用率不高等问题，提出一种气提式内循环膜生物反应器处理污水的方法和相应的膜生物反应器装置，已申请发明专利，采用本方法可以在目前一体式膜生物反应器同等曝气量的条件下获得高的膜面流速、高的氧传质效率、有效的降低水处理能耗，减缓膜污染，延长膜清洗周期。本方法构造的膜生物反应器装置是根据气提式内循环反应器的圆柱形分别设计了柱状膜组件和横排膜组件，将膜组件直接置入气提式内循环反应器内桶即升流区，且将循环泵或自吸泵从膜生物反应器的低部加入内循环膜生物反应器的内桶，利用气提式内循环反应器的上升气流，且增加了上升水流，保证较好的水流流态有效地冲刷放入内桶的膜表面，一方面减轻膜污染，降低膜生物反应器的动力消耗，同时气提式内循环反应器的内捅对放入内捅的膜组件具有一定的保护作用，另一方面由于膜组件放入反应器内桶，可防止气泡在反应器内合并，避免形成大气泡，影响充氧效果，同时由于膜的过滤作用使内循环生物反应器存在的处理水中的生物絮体颗粒细小，用单纯沉淀法难于全部去除的问题得到解决。 应用范围：生化性较好的生活污水及工业废水的处理。 实施该项目的原材料国内大部分都可以解决，主要是膜组件、钢结构件及配件、测量仪器与仪表等。目前有配套设备加工协作单位，可以承担设备加工制作安装任务。部分测量仪表由国外相关专业公司提供。
北京科技大学
2021-04-11
采用纳米二氧化硅溶胶和稀土强化复合镀层的方法
近年来，具有许多特定功能的涂层和镀层在工程技术中的应用日益广泛，在材料进行表面改性与强化处理等方面显示出不可替代的重要作用。制取涂层和镀层的方法有多种，其中以利用化学或电化学方法沉积为基础的复合镀层在工程技术中得到广泛应用。复合镀层是指在镀液中加入一种或数种不溶性固体颗粒，使固体颗粒与金属离子共沉积而获得各种不同物理化学性质的镀层。早期添加的固体微粒尺寸多为微米级，复合镀层中颗粒粒度大多在1～5 范围，有些达8～10 ，而工业应用的复合镀层厚度一般为几十 左右，在这有限的厚度内只能复合几层固体颗粒，所以镀层的粒子复合量难以提高，其性能不能满足科技飞速发展的要求，应用范围受到了一定的限制。纳米材料的出现为传统复合镀技术带来了新的机遇。由于纳米颗粒具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质，可以使复合镀层的性能更加优异。将纳米技术引入传统的复合镀而形成的纳米复合镀新技术不仅可以使产品质量产生质的飞跃，减少镀层孔隙尺寸、隔离腐蚀介质、阻止点蚀坑的长大、促进镀层的钝化过程，因而复合镀层的耐腐蚀性和耐磨损性能更好。纳米材料的高比表面积，使得表面镀层与基材的结合力更高；纳米镀层的组成颗粒极小，使得涂层表面更加均匀，有利于传热。另外，纳米技术的发展使得材料表面可进行多层膜的涂覆，实现表面的复合化。SiO 2颗粒硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强，同时在高温下仍具有高强、高韧、稳定性好等特点，而且纳米SiO 2颗粒价格低廉。在镀液中添加纳米SiO 2颗粒后，可以改善镀层的硬度、耐磨性以及耐蚀性能。目前，国内外复合镀层的制备方法均采用将纳米颗粒直接添加到镀液中进行施镀，缺点是纳米颗粒易团聚，必须不停地进行机械搅拌，且效果较差。本成果针对现有技术中的不足，将含有纳米颗粒的溶胶直接加入到镀液中，纳米颗粒悬浮在溶液中，不需要搅拌，并且镀液中颗粒分散性好，不易团聚，得到的复合镀层中颗粒分布均匀，镀层性能良好，可应用于换热器、泵、轴、空冷等耐蚀或者耐磨的场合。
华东理工大学
2021-04-11
熔纺氨纶用的一种亚氨酯添加剂制造方法
氨纶熔融纺丝具有工艺流程简单，设备投资少、生产效率高、生产过程不使用溶剂、环境污染少等优点而成为最为经济和对环境最为友善的氨纶生产新技术。由于熔纺氨纶与干纺氨纶结构上的差异，使熔纺氨纶的耐热性与回弹性较差。为了克服上述缺点，国内外普遍采用添加预聚体的方法，然而预聚体的NCO基团十分活泼，在存放过程中易与空气中的水分发生副反应，使预聚体失效。 本项目是以带有活泼氢的酚、酸、醇、酯、胺等化合物作为封端剂，与预聚体中的NCO基团进行反应，使两端NCO基团得到暂时的保护，反应形成一种在常温下稳定的亚氨酯，从而改善了纤维的耐热性及回弹性，同时由于亚氨酯在常温下非常稳定，存放期可大大地延长，因此这种新颖的封闭型预聚体比常规预聚体法更有效。已获得国家发明专利。
东华大学
2021-02-01
碳纳米管海绵功能复合材料的可控制备及储能应用
碳纳米管海绵材料具有轻质、柔性、抗腐蚀、耐高温等特点。微观上具有三维多孔结构，能够承受大应变的反复压缩而不坍塌，同时，碳纳米管互相搭接形成高导电的三维网络。这种综合的优良力学和电学性能使得碳纳米管海绵在功能复合材料、吸附过滤等领域具有广阔的应用前景。近年来，随着社会对清洁、可再生能源的日趋重视，各种能量转换和存储器件的研究如火如荼。
北京大学
2021-02-01
一种用于高电压（5V）锂离子电池的电解液
锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度，所以需要有些正极材料在高电压(4V 以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应，而在这样高的电压下，现有的有机电解液体系不能满足要求。另外，锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把 LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲 酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中，不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上，进行了高电压新电解液体系的研究，可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性，减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解，并可以在正负极表面形成稳定的 SEI 膜，使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高；而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产，应用前景广阔。
南开大学
2021-02-01