化石能源(煤、石油、天然气等)有限的储量及不可再生性，已无法满足人类的能源需求。同时，化石能源大规模使用产生大量的CO2、SO2、NOx等温室或有害气体，对生态环境造成了严重的负面影响。氢是地球上储量最丰富的元素，具有最高的单位质量能量密度(143.0 kJ/g)，且燃烧产物只有水，右图是一种十分理想的清洁能源载体。下图是理想的氢循环系统，其利用太阳能电解水制取氢气，并将氢气可逆储存于固态储氢材料，按需要应用于燃料电池中。氢气如何高效存储被认为是氢能大规模应用最需解决的首要问题。&n

额定压力（MPa） 35 工作环境温度（℃） -40~80 单瓶水容积（L） 140、170、210 重量储氢密度（单瓶） ≥3.3（wt）% 瓶组数量（只） 2-8 超压和超温检测和保护功能 有 过流保护功能 有 氢气泄漏检测功能 有 报警控制管理系统 有 产品描述：      拥有十余年压缩气体产品设计生产和制造经验，完善质量管理体系；奥扬氢系统采用轻量化和模块化设计，主要由氢气储存系统、氢气供给系统和氢气加注系统、氢气安全保护系统组成。产品均经过静推强度、冲击强度、气密等试验验证，具有较高的安全性、可靠性、经济性和实用性。 目前有燃料电池客车氢系统、燃料电池乘用车氢系统、燃料电池物流车氢系统、燃料电池重卡车系统、燃料电池有轨电车氢系统四款氢系统产品。 核心特点  ◆ 过压保护：设置比例卸荷阀，保护燃料电池的安全； ◆ 过温保护：设置TPRD，保护储氢气瓶的安全； ◆ 过流保护：每瓶设置过流阀，防止管路发生爆裂时，气体泄漏； ◆ 压力监测：设置高、中传感器实时监测系统压力，防止过压危险； ◆ 温度监测：每瓶设置温度传感器，实时监测系统温度，防止过温危险； ◆ 泄漏监测: 设置独立氢气防泄漏传感器，监测系统的氢气泄漏量，防止发生氢气积聚； ◆ 气体放空：独立放散管路，管路压力的快速、安全泄放防止氢气聚集； ◆ 模块设计：产品模块化设计，便于安装和整车布置； ◆ 轻量化：系统固定框架，采用高强度钢材铆合连接。

中国生产的镍氢电池性能与国外相比差距还很大，这是由于工艺设备落后、材料性能较差等原因造成的，电池的一致性、稳定性均有待提高。日本稀土贮氢合金全部采用片铸(Strip Casting)工艺生产，我国则全部采用模铸(Mold Casting)工艺生产。在国家“八六三”计划支持下，开发具有自主知识产权的稀土贮氢合金的铸片产业化技术，达到日本同期水平。该技术优点有：（1）可以提高稀土贮氢合金的比容量。相同成分的稀土贮氢合金采用模铸工艺生产比容量为320mAh/g，如果采用片铸工艺生产则比容量提高到340mAh/g；（2）活化速度快。模铸工艺生产的稀土贮氢合金需要10-15个完全冲放周期才能达到最大吸氢量，片贮工艺则只需要2-3个完全冲放周期。（3）抗氧化、耐腐蚀、寿命长。片铸工艺生产的相同成分稀土贮氢合金比模铸工艺生产的抗氧化和耐腐蚀性能好，使用寿命长200个循环周期；（4）可以降低原材料成本。例如生产比容量为320mAh/g的稀土贮氢合金，采用片铸工艺可以大幅度降低金属钴，降幅达到30%-50%；（5)能耗降低。片铸工艺生产的稀土贮氢合金全部有均匀细小的柱状晶组成、相分布均匀、偏析降低到最低限度、没有富锰析出，不需要热处理。模铸工艺生产的稀土贮氢合金偏析严重、富锰相析出，因此需要热处理来消除或减弱。 LaNi5型稀土贮氢合金是1969年荷兰菲利浦公司发现的，它具有电化学容量高、循环工作寿命长、对电解液有良好的耐蚀性、对过充电时正极产生的氧要有良好的耐氧化性、电催化活性高、反应阻力（氢过电压）小、氢扩散速率大、电极反应可逆性好、在电池工作温度范围（-20～+60）内有合适的氢平衡分解压、无污染。稀土贮氢合金的重要应用是它可以被用作镍氢电池的阴极材料。镍氢电池与传统的镍镉电池相比，其能量密度提高两倍，广泛应用于能源、化工、电子、宇航、军事及民用各个方面，如笔记本电脑、计算机、摄像机、收录机、数码相机、通讯器材、电动工具、混合动力汽车等。

项目背景及主要用途： 氢气是一种清洁的可再生能源，其热值是甲烷的 2.5 倍。目前，氢气的工业 化生产主要有烃类的高温催化裂解和水的电解两种方法，这两种方法的缺点是能 耗较高。而厌氧发酵制氢可以在降解有机物的同时获得氢气能源，是一种经济环 保的方法。 技术原理与工艺流程简介： 两相厌氧发酵产氢产甲烷技术先利用产氢产酸菌，在酸性厌氧条件下将有机 污染物转化为氢气和有机酸，再利用产甲烷菌将有机酸转化为甲烷和二氧化碳。 分别从两相反应器中回收氢气和甲烷，氢气和甲烷可进一步提纯作为替代燃料。 技术特点：生物质能产率比单相工艺提高 30%以上，运行费用较低。该技术 目前已完成实验室小试。 应用领域： 该技术适用于高浓度有机废水、污水处理厂剩余污泥、有机固体废弃物、农 业废弃物的处理。 17 有机固废高效厌氧发酵与安全运行技术 18 两相厌氧发酵产氢产甲烷技术 19 土壤及地下水污染修复技术

成果与项目的背景及主要用途 2，3-二氢呋喃是一种无色透明液体，易挥发、易燃，广泛应用于电子化学品、液晶显示液，也可应用化学合成高档树脂眼镜，也是生产抗癌药依托度酸（Etodolac）、替加氟和香料等的中间体。该产品的市场在逐渐扩大，2005年国内市场每年100吨左右，国际市场每年100吨左右。 技术原理与工艺流程简介 通过1，4-丁二醇的关环反应生产2,5-二氢呋喃，通过2,5-二氢呋

本项目采用了一种新型制氢工艺，该工艺主要包括四部分：1）铁氧化物与水反应得到纯净的氢气；2）一氧化碳还原铁氧化物；3）还原反应产生的二氧化碳与碳反应生成一氧化碳；4）还原气造气过程中所需碳源由煤经过高温炭化得到。整个工艺过程消耗的是煤和水，得到的产物是纯净的氢气、纯净的一氧化碳和煤炭化释放出的煤气（主要成分是甲烷、氢气和一氧化碳，可直接作为燃气使用）。该方法的优势在于：1）不把煤作为燃料，而将其作为制氢的原料，可以实现煤炭中有害物质的集中处理与转化，从而避免煤炭分散燃烧带来的环境污染和高处理成本。2）煤转化为气体燃料，其能量利用效率大大提高，如煤基氢—电联产系统效率可达75%，纯发电效率达到60%，而传统的煤燃烧发电系统的效率只有33%～35%。3）本方法中氢气和一氧化碳分别在不同的反应阶段，由不同的反应器中分别输出，可以直接得到纯净的氢气和一氧化碳，与传统的煤气化制氢工艺相比，减少了分离、净化环节，工艺更简单。4）各种煤经过高温炭化处理后都可以作为反应所需的碳源，而煤气化制氢工艺则对煤种的适应性有较大局限性。已证实了该工艺的可行性与稳定性，项目目前进入进入中试放大研究阶段。

Ø  成果简介：氢内燃机汽车将是启动氢能源经济的最现实的途径。针对氢内燃机的特殊要求，北京理工大学借助985二期工程经费支持，投资400万元建立了满足内燃机燃用氢气的整套试验台架系统，包括：集成的发动机动力测试系统、满足国际标准的氢供应系统、全天候安全系统、实时柔性标定控制系统、完备的动态测试系统、燃烧测试及排放分析系统。下图为已建成的氢内燃机试验台架。该台架是目前国内唯一的一个能够进行氢燃料内燃机系统开发的专用台架，其整体水平与福特公司的台架系统基本相当。Ø&nb

氢能是《国家创新驱动发展战略纲要》、《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》等国家重要战略规划的重点支持方向，氢能的开发和利用已经成为新一轮世界能源技术变革的重要路径。氢能应用的关键之一在千储氢技术，即如何实现安全、高效、经济的氢气储存。高压气态储氢具有设备结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快、温度适应范围宽等优点，在较长时间内将占据氢能储存的主导地位。 浙江大学相关团队在国内最早开展高压气态储氢技术与装备研究，原创性地提出了全多层高压容器结构，为我国首座商业规模制氢加氢站研制成功的拥有自主知识产权、国际上容积最大的全多层高压储氢容器，被誉称为“世界第一罐”；建立了纤维全缠绕高压储氢气瓶结构－材料－工艺一体化的自适应遗传优化设计方法，解决了超薄铝内胆成型、高抗疲劳性能的缠绕线形匹配等关键技术，实现了车载储氢瓶的轻晕化设计与制造，研制成功的车载轻质高压储氢瓶；自主构建了高精度的车载高压储氢容器快充温升仿真系统，率先提出了精确、可靠的温升控制方法，并研制成功车载高压储氢容器安全性能试验系统；主持起草多项国家标准，结束了我国高压气态储氢无国家标准的历史。相关发明专利已被科技部推选为先进能源技术领域的优秀成果。

本项目属于科技部863能源领域科技专项，针对褐煤水分高、热值低、易自燃，不便于长 途运输等特点，直接用水介质替代循环油溶剂，CO或合成气替代纯氢气，开发了褐煤加氢液 化新技术，较传统的煤直接加氢液化工艺，可以减少褐煤干燥和CO变换等工序，具有显著的 技术优势。褐煤的提质加工利用已经受到各界广泛关注，正在积极开发有关技术，可见本技术 的成功开发具有广阔的市场应用前景。 实验对比研究了褐煤加氢液化中CO气氛和H2气氛的供氢性能差异，如在四氢萘作为溶剂 400℃时，氢气初压3MPa下的液化转化率为89.3%，油气产率为79.2%；而CO初压3MPa下的液 化转化率为94.1%，油气产率为73.9%；相对应的沥青质前者仅为10.1%，后者为20.2%，两者 相差一倍，表明CO气氛在加氢过程中产生的新生态氢有利于煤第一步裂解生成沥青质等大分 子，其加氢的活性高于气态氢，这进一步证实了煤加氢理论。由于褐煤自身含有丰富的含氧 官能团，气相CO中与水或水蒸气存在相互作用，促进褐煤的加氢转化效果，通过对褐煤加氢 液化工艺参数 (如水煤比、液化温度、气体初压和停留时间) 的考察，获得了比较合适的液化 反应条件为，在CO初压为4MPa，温度380℃下，胜利褐煤的液化转化率达76.6%，油气产率达 63.6%，达到了预期目的。 本项目已经完成实验室小试，比较系统地研究了煤种、催化剂和工艺参数对褐煤制油的影 响规律，具备开展试验放大的技术条件。

1 成果简介本成果的技术原理是：天然气与氢气按一定比例混合后，形成天然气与氢气的混合燃料（ Hydrogen enriched Compressed Natural Gas，简称 HCNG）。根据 HCNG 燃料的特点，内燃机选择“ HCNG 燃料进气道电控喷射+稀薄燃烧+氧化催化器”的技术方案，采用一系列专利技术对 HCNG 内燃机燃烧排放进行控制和优化，可实现 HCNG 内燃机的高效率和低排放。 上图 天然气掺氢（ HCNG）发动机 通过多年研究和关键技术攻关， 我们成功研发了超低排放、高效率的 HCNG 发动机。经国家汽车质量监督检验中心（襄樊）检测：掺氢 20%的 HCNG 发动机排放达到欧 V、并满足 EEV（环境友好型汽车）排放标准， HCNG 发动机当量燃料消耗率比原天然气发动机（排放达国 III）低 7%， 而动力性保持不变。以吴承康院士为组长的专家组对该成果鉴定为“国际先进水平”，国家能源局在全国优先推广该成果。该成果获 2011 年北京市科学技术一等奖。2 应用说明研发的 4 辆 12 米低地板 HCNG 城市客车在北京奥运会期间成功示范运行，运行情况良好，可靠性达到产品要求。 目前， 客车已在北京及贵州六盘水累计运行里程超过 20 万公里。 2014 年 3 月，扬州高邮市启动全球最大规模 HCNG 公交车示范项目。预计到 2014 年底，高邮市将有 50 辆 HCNG 公交车投入商业运行， 1 座 HCNG 加气站、 1 座 HCNG 燃料制备工厂建设并运行。3 效益分析HCNG 燃料公交车百公里气耗约为 45 标准立方米（价格为 4.4 元/标准立方米）， 12 米低地板柴油公交车百公里油耗约为 40 升（柴油价格为 7.6 元/升）。按公交车每天运行 220公里、每年运行 330 天计算，则每辆车每年可节省燃料费用 7.24 万元。每辆车每年可减少二氧化碳排放 400 吨、减少氮氧化物排放 3 吨。 我国 1000 多家焦化厂每年焦炉气产量相当于 9000 万吨石油（按燃料低热值计算）。HCNG 汽车燃料可以焦炉气为原料，即大幅提升了焦炉气的附加值，又降低了汽车排放。若我国 1%焦炉气作为车用 HCNG 的原料，车用 HCNG 燃料的年销售额达 70 亿元，利税愈20 亿元。4 合作方式转让或者联合推广。5 项目所属行业领域先进制造。