一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 氢大米，产自上海青浦区，品种为粳型常规水稻品种——沪软1212。氢大米和对照大米相比，不同之处是在生长周期中进行了多次氢水浇灌，所产氢大米在产量和品质上均较对照有很大提升。 水稻种植过程中经多次高浓度氢水处理后，氢水稻不仅在生长期内抗逆、抗病性能强，而且产量更高。获得的氢大米与常规栽培获得的同品种大米相比有多个优点，如氢大米的重金属镉含量显著降低，有效降低了食品安全风险；同时，氢大米中钾、镁和铁等微量元素的含量显著增加；氢水灌溉还能显著降低大米的直链淀粉和蛋白质含量、降低垩白率，导致大米口感得到有效改良。总之，氢大米具有重金属含量低、食味和口感明显提升等特性，感观上有亮、软、甜、香等特点。

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。

公司经营范围： 经营开发、制造、销售汽车零部件、电器机械及器材、环保设备、机床工具、电力设备及器材、通信设备（不含接收和发射设施）、计算机及其零部件、有色金属冶炼及压延加工产品、仪器仪表、办公机械产品、风力发电设备；装备制造业、房地产开发业，金融业投资；进出口贸易、高新技术咨询服务。

氢是元素周期表中的第一个元素，亦是宇宙中丰度最高的元素。其在宇宙演化、生命起源、分子构成、生物大分子组装、化工生产等扮演着极其重要的角色。在单个团簇中成功揭示3个“金属氢”的存在不仅深化了对含有“金属氢”纳米材料结构化学的认识，而且更为重要的是，这为我们从多维度认识氢元素的本质提供了巨大的可能。

新能源学院赵学波教授领衔的氢能团队在具有工业应用前景的丙烷氧化脱氢制丙烯高性能催化剂研究方面取得新进展，相关论文《含硼金属有机框架化合物衍生的球形超结构氮化硼纳米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在国际化学领域顶级期刊Journal of the American Chemical Society发表。我校2016级博士生曹磊、新能源学院代鹏程副教授为该论文共同第一作者，新能源学院赵学波教授、代鹏程副教授、昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授为共同通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位。 丙烯是极为重要的大宗化工基础原料，后续衍生出的众多有机化工产品在建筑、汽车、包装纺织等领域有广泛应用。近年来随着丙烯下游产业规模的迅速扩张，传统的丙烯来源已无法满足市场需求，因而亟需开发新的丙烯来源。丙烷氧化脱氢制丙烯具有底物转化率高、工艺能耗低和无积碳不易失活等优势，极具工业应用前景。但是由于产物丙烯容易与氧化剂发生过度氧化，降低了目标产物的选择性，从而让丙烷氧化脱氢工艺一直无法达到工业化的要求。因此，开发一种高效催化剂，抑制过度氧化，提升产物中丙烯的选择性是推动丙烷氧化脱氢发展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烃选择性最高的丙烷氧化脱氢催化剂，但是单程烯烃收率离工业化需求仍有一定差距。通过可控合成提高活性物种在氮化硼表面的含量和分散度是一种提升催化性能的有效途径。构建分层的三维结构，尤其是基于二维氮化硼纳米片为基本单元的球状三维结构，有助于提高边缘活性物种的含量。除丰富的边缘活性位点外，特殊的三维球状结构促使反应混合气沿着球面进行有效地扩散并充分与活性位接触，提高催化剂的催化活性。然而迄今为止，如何控制氮化硼纳米片自组装形成三维球状超结构仍是一个充满挑战性的工作。 针对上述问题，研究人员以金属有机框架化合物（MOFs）为前驱体，通过溶剂热转换的方式制备了三维球形超结构MOFs纳米片（SS-MOFNSs），并进一步以SS-MOFNSs为自牺牲模板，制备了球形超结构氮化硼纳米片（SS-BNNSs）催化剂。 SS-BNNSs在丙烷氧化脱氢反应中表现出了优异的催化性能，510 ºC的操作温度下，产物中烯烃的收率达到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），远超商业化的氮化硼纳米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面积的氮化硼纤维（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通过系统的表征可以发现，SS-BNNSs表面富含B-OH，让催化剂无须活化就可以直接催化反应进行，同时特殊的结构优势提高了活性物种的分散度，利于反应气与活性位点快速接触和产物丙烯的迅速脱附，提升了产物丙烯的单程收率。SS-BNNSs自组装的构造过程和结构优势带来的性能提升拓宽了催化剂的设计思路。 该研究成果获得审稿专家充分肯定，审稿专家一致认为该工作提出的含硼MOFs衍生三维超结构氮化硼纳米片具有很好的创新性，其作为丙烷氧化脱氢催化剂表现出的高烯烃收率在工业应用方面具有较大潜力，为丙烷氧化脱氢催化剂的研究提供了新的参考。

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。

团队基于集中式驱动，四轮转向的设计理念，突破了低底盘高度前后独立悬架技术壁垒，完成了从0.5吨-3吨级线控底盘的系列化开发。相对现有轮毂电机驱动的线控底盘，产品可在保证相同驾驶功能的前提下，成本降低2万元左右/台。 　　团队采用整体桥构型，突破了“跷跷板”机构的技术壁垒，完成了6吨-20吨级AGV系列化产品开发。与市场同类产品对比，产品具有转向半径小，成本较低和可靠性高的特点。 　　针对当前线控底盘难以兼顾全向、全地形和不同承载需求的痛点问题，团队开发了适用不同承载需求的全向、全环境线控底盘。技术特点为：① 采用转向、驱动和制动模块化设计理念，通过加装车规级行车和驻车制动器，整车可实现直行、斜行、阿克曼转向、坦克调头、定点调头等模式；② 采用轮边电机驱动，突破了电机+减速机+轮毂轴承单元一体化驱动技术，并基于正向设计理念，实现模块化设计。当前已开发完成8款适用不同承载需求的角单元；③ 突破了满足遥控和自动驾驶功能的整车电控技术，并基于V型开发流程完成了全向、全矢量线控底盘的系列化产品开发。 　　部分产品如下页图示：