01. 成果简介 近年来，随着氢能利用技术发展逐渐成熟，应对气候变化压力持续增大，以及氢能市场前景巨大，氢能在世界范围内备受关注，世界发达国家均将氢能及综合应用作为未来能源发展的重点方向之一。燃料电池汽车融合了内燃机汽车和纯电动汽车的优点，不仅具有零排放、高效与高功率密度的优势，而且续驶里程足够长，被业界公认为是新能源汽车的发展趋势。经过北京奥运会23辆、上海世博会的196辆燃料电池汽车的批量示范验证和多轮技术迭代优化，燃料电池汽车开始进入交通运输领域的主战场，从2013年开始，欧、美、日、韩的燃料电池汽车相继上市销售。与国外发展路径不同，我国从燃料电池商用车切入推进氢能在交通领域的应用，氢燃料电池商用车已实现小批量生产并在上海、北京、河北、广东等地示范运营。氢能行业迎来了产品孕育的发展机遇。 膜电极作为燃料电池发动机的核心部件，代表企业如美国GORE公司、英国Johnson Matthey公司。本项成果提供了一种制备膜电极的技术，创新点为：1）采用“热定型法”工艺制备催化层，优化电化学三相界面和促进多相传质，解决了传统膜电极性能低、寿命短瓶颈问题；2）发明了将质子交换膜和催化层封装在气体扩散层内的一体化膜电极产品，提升了燃料电池的一致性和可靠性,并提高了电堆生产效率。该项成果已应用于示范项目，应用情况良好。性能指标：1）面电导: >40S/cm22）拉伸强度: >35MPa3）H2渗透率:<2mA/cm24）0.6V@2.5A/cm2 (测试条件：1.5atm,70℃,空气计量数2.3,湿度80%)5）寿命:20000小时（加速老化法,10%性能衰减）02. 应用前景 燃料电池03. 知识产权 本项成果已申请专利22项。04. 团队介绍 团队在燃料电池应用研究方面已有超过20年的技术积累，在技术开发和成果转化过程中，先后获得“第十九届全国发明展览会发明奖”金奖、北京市第三届发明专利奖一等奖、“清华大学科研成果推广应用效益奖”二等奖、“第十届国际发明展览会发明奖”金奖、湖北省技术发明奖等多项奖励。负责人为副教授、博士生导师，累计在多个国际权威期刊上发表SCI论文96多篇，申请发明专利60余项。05. 合作方式 技术许可。06.联系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn wangcheng@tsinghua.edu.cn

成果简介：该技术是指以柴油机为平台的天然气发动机多点电喷电子控制系统。发动机系统在燃用柴油时，可将天然气切断；燃用天然气时，需少量柴油起点火作用。对柴油机需要进行压缩比的改造，并加装各种电控传感器和执行器。电控单元以16位单片机为核心控制天然气的多点喷射，外接端口具备串口通讯和CAN总线。 项目来源：自行开发 技术领域：先进制造 应用范围：柴油机厂 现状特点：天然气对柴油的替代率平均不少于80%，达到国内外同类机型的水平。 成

节能和环保是绿色社会的主要议题，发展取代化石燃料的新能源技术迫在眉睫。锌-空气电池是一种化学能转换为电能的装置，由于其理论能量密度高、安全性高、价格低廉以及环保等优势有望弥补锂离子电池的缺陷而成为下一代新能源电池。柔性可穿戴电子器件是5G时代先进制造业的重点研究方向，尤其是便携式电子产品正朝着超薄、集成、灵活的可穿戴设备方向发展。作为一个新兴领域，柔性锌-空气电池符合可穿戴电子设备的要求，发展潜力巨大。 柔性电池是一个复杂的系统，柔性锌空气电池的容量和能量密度等关键参数很大程度上取决于催化剂和正极材料。团队瞄准电池正极材料这一难题，积极自主研发，致力于发展具有完全自主知识产权的下一代新型高容量柔性锌空气电池。目前，团队制备的高容量/耐低温柔性锌空气电池可用于穿戴的智能电子产品，病人植入式监测、追踪和定位的医疗器械、物联网智能标签、环境传感器、助听器等等。

1 成果简介作为一种清洁、高效的能量转换装置， 燃料电池是各种电化学电池体系中的理论比能量“ 绝对冠军”， 而且功率密度高、电流密度大， 是最先进的能量转换技术之一。燃料电池在发电过程中，除了提供电能以外，还会产生废热。所以传统燃料电池电堆中，单片燃料电池之间通常设有冷却板，需要采用大流量的空气或者冷却水来为燃料电池散热。而燃料电池工作时需要氢气作为燃料，如果以储氢合金作为氢源，则储氢合金在释放氢气时会吸收热量。 本成果将燃料电池与储氢单元进行结构的耦合，可利用储氢合金来部分吸收燃料电池发电时产生的废热，既解决了燃料电池水管理和热管理的难题，又能解决储氢单元放氢稳定性的问题，还能降低燃料电池系统寄生功率，提高系统的功率密度和能量密度。表 1 中列出了耦合型燃料电池的性能参数。本成果耦合型质子交换膜燃料电池解决了质子交换膜燃料电池的水热管理问题，能够使燃料电池系统结构更加紧凑，能量密度和功率密度更高。 上图 耦合燃料电池的内部结构及外部结构图2 应用说明经过近十年来的电动汽车、分布式电站、电源等领域的广泛示范应用（燃料电池已经在航天、军事上得到应用，燃料电池家用电源已经在日本产业化），质子交换膜燃料电池技术的成熟度已经逐渐被用户所接受。目前，其商业化主要问题是价格较高（采用进口材料成本昂贵），而本项目利用国产原材料制备燃料电池电源，燃料电池材料供应不仅有安全保障，而且还有低成本优势，可望克服燃料电池高成本的商业化障碍。3 效益分析由于目前国内外尚无同类产品，而且各行各业对新型电源的需求比较迫切，因此本成果具有较大的推广空间。 如批量生产， 本电源价格每台约 1500 元/千瓦。 来自政府的资金补助以及军事、工业、新能源等应用领域的直接采购是使燃料电池电源商业化逐渐兴盛的主因。据美国市场研究机构 Pike Research 估计， 2016 年市场上的主力燃料电池产品功率将在 100W~2kW 之间，用于替代部分铅酸电池和柴汽油发电机，主要应用于船舶、 专用车、无人载具、 战场支持系统、 备用电源、 应急电源等。

1 成果简介燃料电池应用于军事、汽车、移动设备和家庭等领域。对于新生产的燃料电池堆，或在用的燃料电池堆，常需要了解电池堆内各节燃料电池的一致性和膜电极情况，但是国内外一直缺少检测燃料电池堆膜电极的技术和测量装置。 课题组研究出一种可方便检测燃料电池堆膜电极状况参数的方法和仪器。该测量仪具有如下功能和特点：可同步测量膜电极的催化剂有效活性面积、双电层电容、氢渗透电流和阻抗；数据自动采样，结果自动处理；可用于测量燃料电池单体和燃料电池堆，解决了以往即使检测燃料电池单体膜电极也需要多台测试仪器的问题，填补了燃料电池堆膜电极检测仪器的空白。测量仪可用于科研中对燃料电池内部不一致性的检查和原因辨析，可用于对各种场合的燃料电池堆进行现场检查和老化诊断，可用作燃料电池堆初装过程中的成组选配检测工具。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的仪器，具有较大的推广使用空间。测量仪包括硬件部分和软件部分。研究组已开发出测量仪的初级版，参见下图。初级版的测试软件基于 Labview 编写，界面简单易操作，通过配合电脑完成测量。研究组现在正进行开发测量仪器的升级版，期望其能够脱离电脑单独测量，更美观，更实用。  上图 初级版电池堆膜电极检测仪2 应用说明研究组应用该方法和测量仪进行了多次测量和研究，成果在国际国内会议的宣传推广中得到了许多同行的好评，并表示有购买意向。

本发明公开了一种基于球体投影公切线的多相机标定及参数优化方法，具体步骤为：1、依据球体投影公切线的交点和球心投影点共线的原理，获得球心投影在相平面的坐标；2、结合球心投影，通过绝对二次曲线的像和球体投影之间的代数关系，求得相机的内外参数；3、使用椭圆形状参数表示球体的投影，并依此将投影曲线和其重投影之间的误差划分为相对独立的两部分，采用非线性优化方法对两部分偏差逐步优化获得相机最终的标定结果；4、将多相机的标定结果通过匹配方法统一到同一世界坐标系下，完成多相机的标定。本发明方法求解过程保留了参数几何意义，标定精度高，能简便高效的完成多相机的同时标定。

一、 项目简介采用流态化技术处理气体（液体）/颗粒（粉体）物料，具有气（液）固接触效率高，传质传热性能好等优点，在石油、煤、无机/有机化工、制药、环保、水处理等领域得到了广泛的研究和应用。根据被处理物料的加工时间、气（液）固比等处理条件不同，可分别采取鼓泡床、湍动床、循环流化床等操作形式。对于一种特定的物料体系，在采用流态化技术全面投入工业应用之前，需要对物料性质（包括粒度分布、骨架密度、堆积密度、休止角、介质粘度、熔点、沸点等）进行全面分析，然后根据物料加工过程工艺特点确定合适的装置结构，再对物料的基础流态化特性（包括起始流化速度、起始鼓泡速度、起始湍动速度、噎塞速度等）及操作工况（进料量、操作速度、物料循环量）下设备压降、密度、温度、停留时间、混合与分级、传质传热效率、分离效率等进行综合实验测试，以此为依据进行工业规模的装置设计及指导工业操作。本项目可以针对物料处理体系及加工工艺特点，研发合理的流态化装备，并对其物料物性、流体力学特性、装置结构性能等进行综合实验测试，根据测试结果为新装备的工业设计和操控、新技术的工业应用提供基础参数和指导，也可为原有设备改造提供可靠依据。二、 项目技术成熟程度项目组对FCC催化剂、煤粉、石油焦、半焦、石英砂、树脂、刚玉球、含盐废水等不同特性物料的流态化性能及相关流态化装备性能进行过系统的实验测试，物料粒度范围从30μm~5mm不等，流态化装备涉及鼓泡床、湍动床、快速床、移动床、喷动床及各种装备上相关的分布装置、分离装置等，介质涉及气-固、气-液、液-固、气-液-固体系，相关实验结果为新技术的实施推广提供了大量基础数据。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）在大量实验研究并借鉴已有实施项目经验的基础上，本项目已形成如下成果：鉴定项目：[1] 外循环多相流化床换热器的颗粒循环和分布研究. 河北省教育厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110367，成果水平：国际先进.[2] 液固三相流化床蒸发器总体优化及应用研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110265，成果水平：国际先进.[3] 高效半干法烟气脱硫剂制备工艺研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110266，成果水平：国际先进.[4] 锅炉烟气喷动床脱硫除尘工艺及设备研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.06，证书编号：20111588，成果水平：国际先进.[5] 带导流管的多喷嘴矩形喷动床烟气脱硫设备研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.06，证书编号：20111589，成果水平：国际先进.[6] 新型高效立体传质并流塔板的研究开发. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.10，证书编号：20112669，成果水平：国际先进.专利技术：[1] 一种克服换热设备水平管路颗粒沉积的构件和方法，中国发明专利，专利号：ZL 200910245134.9.（已获授权）[2] 一种多功能集成设备精制介酸的方法，中国发明专利，专利号：ZL 200910245133.4. （已获授权）[3] 一种降低耦合反应器提升管出口返混的气固分布器. 中国发明专利，申请号：201210405627.6. （已公开）[4] 一种降低串联组合流化床提升管出口返混的气固分布器. 中国发明专利，申请号：201210405649.2. （已公开）[5] 多孔球状反应装置及操作方法. 中国发明专利，申请号：2012101155697.4，申请日：2012.04.19. （已公开）[6] 一种烟气同时脱硫脱硝综合实验装置及其操作方法. 中国发明专利，申请号：201210115569.3. （已公开）[7] 多室双管程蒸发器，中国实用新型专利，专利号：ZL 201020609305.X. （已获授权）[8] 多孔球状反应装置. 中国实用新型专利，专利号：ZL 201220167080.6. （已获授权）[9] 一种烟气同时脱硫脱硝综合实验装置. 中国实用新型专利，专利号：ZL 201220167161.6. （已获授权）[10] 一种提升管与床层耦合反应器的分布器. 中国实用新型专利，申请号：201220542989.5. （待授权）[11] 一种串联组合流化床提升管出口的分布器. 中国实用新型专利，申请号：201220543000.2. （待授权）项目获奖：[1] 组合型颗粒分布装置的颗粒分布性能与结构优化. 河北省科技进步奖三等奖（证书编号：2008JB3122-3），2009年3月.四、 市场前景（应用领域、市场分析等）本项目可广泛应用于石油、煤、无机/有机化工、制药、环保、水处理等领域，在满足高效节能、低碳环保的前提下，可为企业新技术开发、旧有装置改造提供实验测试及技术支持，进而提高企业的技术装备水平和经济效益。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）规模与投资需求依据企业要求而不同。（1）从装备选型与性能测试角度，需要研究设计新型装备，并针对具体物料进行相关性能测试，本项目组可提供场地和人员，企业投资约为5~30万元；（2）从旧有装置改造角度，需要对装置现存问题进行分析，研究设计合理的装置结构，并对其性能进行测试，再结合后续加工、安装，本项目组可提供场地和研究设计人员，并辅助联系加工单位，企业投资约为50~300万元；从直接利用本项目相关技术成果角度，本项目组可提供研究设计人员，并辅助联系加工单位，企业需提供场地和操作人员5~10人，投资约为100~500万元。（内容字体为宋体、四号字）六、 生产设备装备性能测试设备，项目组可进行开发设计；生产设备依据各具体物料体系及加工过程特点而定，主要以流态化操作设备为主，并辅以风机、泵、测量及控制仪表等。七、 效益分析实施本项目的效益体现在如下几个方面：（1）可以提高企业的技术创新能力及装备操作水平；（2）可以提升企业的装备运行周期与生产效率，提高企业的经济效益；（3）可以降低企业的废气、废液、废渣排放水平，具备显著的环保效益。八、 合作方式（1）项目组独立承担；（2）与企业合作研发。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）王德武：天津红桥区河光荣道8号北工业大学化工学院300信箱，022-60204482，13752711488，wangdewu@hebut.edu.cn；张少峰：天津红桥区河光荣道8号北工业大学化工学院300信箱，022-60204596，13132081566，shfzhang@hebut.edu.cn。

本实用新型公开了一种基于釜底压力测量的多相搅拌釜搅拌器气泛转速测量装置。包括釜体以及置于釜体内的挡板、搅拌器和气体分布器，釜体内壁设有挡板，釜体内的搅拌器经转速测量仪和电机的输出轴连接，电机与控制柜连接；釜体底部安装有压力变送器，搅拌器正下方的釜体内设有气体分布器，空气压缩机依次经稳压阀、转子流量计和开关阀后与气体分布器连接，压力变送器和数字显示仪表连接。本实用新型装置使得测量条件降低低，不受外界因素干扰，能适应各种恶劣的测量环境，测量误差小，具有较好的适应性。

手性结构广泛存在于活性天然产物与药物分子之中。目前，最为 高效地获取手性化合物的方法是不对称催化反应。在不对称催化领域 中，手性金属络合物一直是研究最为普遍和最高效的手性催化剂，并 且已被广泛地应用于工业生产。但是，金属催化剂通常存在价格昂贵、 对空气敏感及易在产物中残留等缺点。 自 2000 年以来，手性有机小分子（不对称）催化逐渐被人们重 视并得以迅猛发展。现在，有机小分子催化剂已经被认为是继手性金

本发明公开了一种基于相切换的多相永磁电机调速系统及其调 速方法。该系统包括第一和第二逆变器，切换电路，第一和第二断路 器，以及多相永磁电机；多相永磁电机为两套三相绕组结构；第一逆 变器的三相输出端分别连接电机的第一套绕组的三相正向端，第一套绕组的三相负向端通过切换电路分别连接电机的第二套绕组的三相正 向端，第二套绕组的三相负向端分别连接第二逆变器的三相输出端； 第一和第二逆变器分别由两个独立的直流电源供电，第一和第二断路 器分别设置在第一和第二逆变器的直流母线的低电位端；切换电路用 于调整第一和第二