国际领先的系列化微界面强化反应技术平台 一、项目分类 重大科学前沿创新、关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 南京大学化学化工学院张志炳教授团队历时20年以大型反应器中微纳尺度界面上的分子传递为研究对象，创造性地研发出国际领先的系列化微界面强化反应技术平台，解决了炼油、石化、新材料、精细化工、生化制药和环境治理等化学制造领域普遍存在的“四高一低”（高压高危、高能耗物耗、高排放高污染、高投资、低效益）问题，不仅可使现有存量的化学制造装置大幅节能降耗、提高安全环保性能，同时可重塑传统的化学工艺流程和关键装备结构，突破国际跨国公司的知识产权围堵。对于助力我国化学制造业转型升级和绿色低碳发展，具有革命性重塑意义。 已申请700余项知识产权，其中国际PCT 120项。该成果已荣获省部级技术发明一等奖和基础研究成果一等奖，被两院院士评价为“具有原创性、重大突破、处于国际领先水平”。已在石化、新材料等多领域应用，产生经济效益20多亿元。

1.痛点问题 能源绿色低碳转型是当今世界共同面临的重大课题，能源互联网是支撑以新能源为主体的新型能源系统的重要手段，也是实现我国能源转型和碳达峰碳中和目标的重要途径。综合能源系统是能源互联网的基本物理载体。在传统能源系统中，电网、热网、天然气网、交通网等分属不同公司管理和运营，不同能源系统相对独立，存在能源竖井，能源使用效率总体不高。综合能源系统通过电、热、冷、气等多种能源的互联互通，通过科学化管理实现多能互补及源网荷储协同，打破传统不同能源系统之间相互割裂的情形，在安全供能前提下最大化不同类型的效益，从而提升综合能源效率，促进可再生能源消纳，降低用能成本、提高用能可靠性，减少或延缓投资和建设等。 当前国内开展了许多综合能源系统的示范和应用，但由于综合能源系统横跨多个学科、多个系统和设备厂家、多个管理运营主体，许多项目存在“综合有余、智慧不足”的特点，其运行控制仍然以“被动式数字监控”为主，没有给予运行人员足够的分析决策帮助，没有实现“主动式智能调控”，未能够充分发挥多能互补的效益。主要原因在于缺乏一个智慧能源大脑——综合能量管理系统（IntegratedEnergyManagementSystem,IEMS）对实时运行中的电、热、冷、气进行智慧化的分析和决策。 城市在能源转型发展过程中面临着能源科技创新相对割裂、缺乏实证，能源产业数字化、智慧化滞后，能源行业壁垒众多，可再生能源送出和消纳困难等诸多挑战。由于城市范围大，尤其是海量分布式资源接入，需要进行协调优化调度的对象的种类繁多、数量庞大、控制方式多样。因此如何在保证系统安全运行的基础上协同多能流，适应多参与主体的需求，需要跳出电力行业边界，挖掘热、气、氢、煤与电能之间的互补性，激活多能间的灵活性，面对灵活性资源呈现出巨量、分布和异质的新特征，迫切需要突破能源互联网技术，实现横向的多能互补和纵向的源网荷储协同。在能源互联网的顶层方案设计中，涉及到各种能流（电、煤、气、热、交通等）的综合分析、溯源计算、综合减排和协同优化问题等，各种能流间相互耦合，其中专业性、综合性较强的多能流、溯源、优化、管理等工作，都需要能够支撑城市级大规模综合能源系统分析和优化的多能流能量管理技术支持。 2.解决方案 基于统一能路理论，突破大规模综合能源系统能量管理系列关键技术，开发了城市级多能流能量管理系统，支撑城市级多能系统破解“互通不足、缺乏智慧”的运行现状，将城市级多能系统运行管理从“孤立的被动式数字监控”提升到“互联的主动式智能调控”。 基于该技术研制了IEMS系统，支撑新能源、分布式能源、电动汽车、氢能源汽车等发展，形成统一性、规范性、科学性的管理体系，构建绿色低碳、安全高效、开放共享的城市能源生态，赋能众多参与者共同推动城市能源系统的升级。 合作需求 受让方可基于本项技术，结合所应用地点实际情况，设计并研发（IEMS）软件产品，并在城市/园区能源互联网中心取得应用。 在以IEMS及家族产品作为核心产品进行开发的同时，受让方还可开发部分延伸产品，包括多能系统规划评估、大数据挖掘分析、AI技术应用等，并提供咨询服务、售后服务、技术培训服务等。 具体需求包括： 1、提供技术工程化、产品化所需的资金、场地、实验条件、团队等，帮助孵化资源； 2、寻找合适的园区、城市等应用场景； 3、寻求资源对接。 本项技术目前正在与山西省朔州市进行对接，借由山西能源互联网建设大背景，向朔州市产业研究院进行转化。

在生物工程，特别是发酵工程及其研究、试验中，发酵罐是所需的主要设备， 而发酵罐又经常需要对温度进行控制。虽然在多数情况下，之类发酵罐的温度可 允许有一定范围波动，但超过一定限度就会破坏正常发酵所需生化条件，导致发 酵速度降低甚至发酵过程终止而工艺失败。另外，有些发酵过程需要对温度上、 下限分别进行控制，或者对同一种物料同时施以不同温度，这时，现行的发酵工 艺或发酵罐系统就不再适用。特别是在一些实验研究中，合适的发酵温度不一定 已知，这就需要进行实验摸索，这就需要一种可以高效支持这类发酵温度摸索的 设备。这种设备应该使得发酵罐内温度在较宽的范围可调节，在高温临界点及时 降温，并能在多给定值下保持稳定，这对于具有单向（温度升高方向）性特点的 温度控制而言，是个难以通过的瓶颈。另外，固态基质上微生物的发酵涉及控温、 传质、空气等多个方面，由于基质的不可动性，在常规的发酵罐中，给实际操作带来许多困难，尤其是难于实现连续发酵中产物的分离。为了解决这一问题，可 以设计组合发酵系统，借助发酵体系中溶液的流动使固定生物体系中的温度、传 质和通气得到控制，并可连续补料、和实现产物的在线分离。这就需要研发一种 多温度多路控制的组合发酵系统。 本项目的有益效果是：一种可以高效支持发酵温度摸索的设备。它使得发 酵罐内温度在较宽的范围可调节，并能在多给定值下保持稳定，并克服了温度控 制单向性的特点。当高温罐温度达到高温限时，能快速降温；当低温罐达到低温 限时，能快速升温。系统以紧凑、简洁的结构实现了双温双控，其控制系统结构 简单，易于调整。整体易于批量生产；系统维护、维修简便易行。 授权专利：双温双控组合发酵系统 2014105989037 双温双控组合发酵系统 2014205989307

比传统铅酸蓄电池具有更高的比功率、更长的使用寿命，比电容器具有更高的比能量。在特定的放电深度范围内，充放电功率可提高50%，循环寿命比普通铅酸蓄电池延长3倍以上。同时比电容器与电池的外并方式简化了外电路，大大降低了生产费用。由于铅碳电池负极中加入过高的碳材料，导致充电时负极过早析出氢气；同时，碳材料超级电容的放电区间与铅负极的放电区间并不一致，这是制约铅碳电池发展的关键问题,也是铅碳电池发展的瓶颈问题，只有解决好这个问题，铅碳电池才能更加快速地发展。本项目的研究对于发展新能源汽车产业，以及电能源储存领域具有重要意义。同时，铅碳电池的生产可以减少铅的使用量、增加铅酸蓄电池的使用寿命，对于解决我国传统铅酸蓄电池企业环境问题具有积极意义。项目组制作的样品电池通过多种方式的性能检测。其中以日本启停电池标准（SBA S0101）进行测试的12V9Ah铅碳电池的循环寿命超过30万次，比普通铅酸蓄电池高出5倍以上。按照欧洲EUCAR标准测试，循环寿命可达7万次，达到第4批普通电池寿命的4.3倍。

产品详细介绍 真空碳管炉  ◎产 品 说 明  设备特点：  真空碳管炉主要供大专院校、科研单位在真空或保护气氛条件下对无机材料（如功能陶瓷、透明陶瓷、碳化硅、氧化锆、氧化锌、二氧化铝等）及金属材料（如硬质合金）等进行烧结处理。  技术参数：  1、型号：ZT-25-20  2、 额定功率：25KW3、最高工作温度：2000℃  4、工作区尺寸：直径90x120  5、极限真空度：6.67x10-3Pa6、温度控制：热电偶+红外自动控制  结构说明：  本产品是由炉体、炉盖、炉底、真空系统及电气控制系统等组成，占地小，易于搬运。  1、炉盖、炉体及炉底均采用双层水冷结构，保持炉壳温度不超过60℃.打开炉盖装料，炉体内有用碳毡或金属隔热屏做成的保温层，发热元件采用石墨筒。炉体侧部设计有观察窗及热电偶，以便进行温度分段自动控制，及1700℃以下采用钨铼热电偶，1000℃-2000℃采用红外传感器。  2、真空系统采用二级泵，及K-159油扩散泵与2XZ-8D直联泵，真空机组上设有放气阀及充气阀。  3、电气控制采用大电流变压器、调压器及温度控制仪表组成温度控制执行回路。电路设有断水、过流、超温报警及保护功能。