该项目属于节能环保新能源领域，目前已经进入产业化阶段。 随着城市的发展，城市供水二次加压泵站已经是工矿企业、学校、小区和城市高层建筑等给水系统中不可缺少的组成部分。 目前，二次加压泵站的常规工作方式都是采用市政管网中的水直接进到低位蓄水池储存和调节水量，然后用加压水泵从低位蓄水池吸水加压后送到高层用户。这样城市给水管网的余压（随着加压泵站在市政管网中的位置不同而不同，一般在0.18Mpa-0.40Mpa）就被完全无功消耗了，浪费了能量。 如何将管网余压利用，节省管网余压，又不影响周围市政管网的供水能力，产生更好的社会效益和经济效益就成为当代给排水领域一个崭新的课题。 针对以上问题，经过近5年的研究和生产实践，我校土建学院市环系姚宏老师节能课题组开发出来一种新型、高效的节能设备及相应的优化控制系统：管网余压利用节能器。该系统在工程实践中的使用证明可以有效提高泵进口压力，变频泵将随着进水压力的升高而转速下降，泵的工作扬程减少，能耗降低，从而达到节能的目的；同时克服了现有直抽供水产品对供水管网和特殊用户的不利影响。本技术已获得2项国家发明专利。 该系统具有以下优点： （1）保证管网最低压力且无负压 该设备采用中国最新专利技术，通过设计独特的优化控制系统，可以保证自来水管网的最小压力要求，防止自来水管网压力的下降问题，不影响周围用户用水安全，如用户条件符合相关部门要求，可实现在自来水管网上直接加压供水。 （2）无二次污染 由于该设备为全密封结构，根据工程具体情况可有效减小清水池容积或可以不用修建水池，降低了传统水池供水方式中存在的二次污染问题。 （3）节能效果显著 可充分利用自来水管网的余压，当自来水管网流量及压力满足需要时提升设备就停机，压力全部由自来水管网直接供给；如流量不满足时提升设备从水池和管网可同步供水；流量大时则可及时补充清水池；因此在常规二次加压基础上节能效果根据用户进出水压力情况可达30%-90%。 （4）节约一次性投资 采用该设备可降低水池容积或不用建水池、水箱，节约了修建水池或水箱的一次性投资。另外，因采用该设备降低了二次污染，不需要上二次处理设备，进一步节约了一次性投资。 （5）不浪费水资源 由于使用该设备的供水方式及特点，减少了二次加压过程中普遍存在的跑、冒、滴、渗、漏问题，不浪费水资源，节水非常显著。 （6）使用寿命长 该设备主要元器件全部采用进口件，控制功能强大，自动化程度高，无需人员值守，既可自动运行，又可手动运行，对管网、电网无冲击，设备使用寿命长。 （7）占地小、安装快捷方便 设备对泵房基础无特殊要求，成套出厂，施工周期短，安装快捷方便。 应用范围： （1）适合任何新建和改扩建二次加压供水泵站（包括直接加压和间接加压泵站）； （2）城镇供水系统中居民、企事业单位、学校、公共建筑的楼房或小区的生活供水系统、消防供水系统或生活与消防共用供水系统； （3）高层建筑分级加压联动控制节能供水系统； （4）各类厂矿生产供水系统或生产与生活共用供水系统。

本发明公开了一种抽水蓄能机组过水系统的建模方法，利用电路等效法建立抽水蓄能机组的有压管道模型、调压室模型和水泵水轮机模型；根据上述模型形成抽水蓄能机组过水系统等效电路模型；并根据多维基尔霍夫电压和电流定理，建立过水系统的等效电路网络的常微分矩阵方程；本发明提出的建模方法，通过基于电路等效法的抽水蓄能机组调节系统数学模型仿真方法进行了验证，验证结果表明所建立的抽水蓄能机组过水系统模型可更大程度地满足水电能源系统仿真和电力系统分析的精细化建模要求。

针对城市排水管网有害气体如硫化氢（H2S）和甲烷（CH4）等风险管控难题，通过机制研究、模型建立、技术研发等形成了城市排水系统有毒有害气体管控集成技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 针对城市排水管网有害气体如硫化氢（H2S）和甲烷（CH4）等风险管控难题，通过机制研究、模型建立、技术研发等形成了城市排水系统有毒有害气体管控集成技术，近五年共发表11篇SCI论文，包括5篇Water Research.和1篇Environment International，并有1篇发表在我国高质量科技期刊 Journal of Environmental Sciences上，另外授权国家发明专利2项和计算机软著1项。简短介绍如下： 1）机制研究。针对排水管网内H2S和CH4产生机制不明的问题，揭示了生物膜在下水道H2S和CH4产生过程中所起关键作用，阐释生物膜内部空间结构动态演化对硫化氢浓度波动的影响机制，指明了下水道有害气体控制方向的“靶心”。 2）模型建立。针对排水管道中H2S和CH4产排规律不明及缺乏准确的预测手段问题，建立首个基于生物膜模型的城市排水管网水质数学模型BISM，首次定量揭示了复杂多变条件下排水系统中有害气体形成释放规律，为精准、高效管理控制排水系统有害气体污染提供了强有力的技术支撑。此外，开发了H2S产排预测软件，牵头制定国内第一个排水管网H2S风险管理技术标准“广东省地方标准《城市排水管网有毒有害气体监测与风险分级管理技术标准》”，并于大湾区各地试行。进一步，应用数学模型和实验证实，揭示厨余垃圾粉碎后排入下水道会带来H2S和CH4浓度剧增的风险，为我国的垃圾分类管理政策制定提供科学依据 3）技术研发。分别从①抑制生物膜内的SRB活动。②限制生物膜中的硫化物跨相迁移。③氧化污水中硫化物和④限制气态H2S在管内聚集，四个维度研发多种适用于排水系统的H2S控制技术和实施策略，提出H2S污染治理的系统化解决方案。 本集成技术属于国际领先技术，相应成果已发表在相关SCI论文上，并且其中5篇发表在环境领域顶级期刊Water Research上，具有很强的先进性和独占性。

1 成果简介屋面雨水排水系统对于大型工业厂房、体育馆、展览馆、候机楼等跨度大、结构复杂的屋面来说是非常重要的安全设施系统。其功能是依靠水流自身的重力或水流在管道内流动时产生的负压抽吸力将降雨产生的屋面积水安全、快速的排放到市政雨水管道内，避免发生雨水通过天窗翻入建筑物内以及地面冒水等现象。 与现有的屋面排水系统相比，“改进型虹吸流雨水排水系统”结合我国的实际情况， 采用了更先进的设计原理、理论和方法， 因此具有优异的排水能力、 自清洁能力、经济性和可靠性。 建国初期，我国的屋面雨水排水系统主要参考前苏联的设计方法，工程建设中完全采用重力式屋面雨水排水系统，导致 20 世纪 50 年代屋面雨水在全国范围内引发了很多问题，造成重大损失。 20 世纪 60 年代初期开始，由清华大学和机械工业部设计研究总院等单位合作，清华大学王继明教授主持开始研究屋面雨水排水系统的设计及计算，研究组采用了掺气水流等更合理的理论，经过两个阶段的研究，研究成果于 1988 年编入《建筑给水排水设计规范》GBJ 15-88，经过 20 年的实践验证， 取得了非常满意的应用效果。 近年来，研究组在应用经验的基础上，进一步深入分析，完善了原有的研究成果，得到了更具应用价值的屋面雨水排水系统设计计算方法及“改进型虹吸流雨水排水系统”。本成果获得 1996 年教育部科技成果三等奖。 这是是我国自主开发的、具有里程碑意义的大型屋面雨水排水系统。 目前，我国处于社会主义建设的新时期，工业、运输、娱乐、体育、民用等事业的发展极大的促进了大型建筑的建设，安全可靠的屋面雨水排水系统具有广阔的市场前景和价值。2 应用说明“改进型虹吸流雨水排水系统” 由清华大学等单位结合国内具体情况经过长年试验研究、验证获得，属于自主开发产品。主要由以下部分组成：“改进型虹吸流雨水排水系统”设计程序、雨水排水系统（包括雨水斗、连接管、悬吊梁、立管、固定件、排气装置）、施工要求和规定等。 应用时主要通过设计程序确定出专门雨水斗的位置、个数、悬吊梁的高度等关键参数，然后由建筑单位进行施工。施工过程要满足相应的要求和规定。3 效益分析针对屋面雨水排水量 72 L/s，屋面雨水天沟长度 60m，且排水管材为焊接钢管的初始条件，分别采用现有屋面排水系统和“改进型虹吸流雨水排水系统” 进行排除，结果显“改进型虹吸流雨水排水系统”建设材料消耗最少，建设成本比现有屋面雨水排水系统节省 30%以上。

高比能电池面向国家重大需求，仅锂电池 2017 年市场规模已超过 1 亿 kWh，并且随着电动汽车、规模储能市场的迅速发展，电池需求快速增加，市场规模很快将超过 3000 亿元。 本项目为陈军教授团队十余年的研发成果，主要包含新型锂电池、钠电池、锌电池等新能源电池，可用于电动汽车、可再生能源风光发电储能等领域。 1. 开发了两类新型锂电池正极材料：取代型锰系尖晶石正极材料和掺杂型超高镍含量三元层状材料。这两种材料原料便宜、制备工艺（连续共沉淀与梯度加热）简单，成本优势明显，并且性能优异，产品晶相纯度高、形貌规整、振实密度大、长周期循环稳定性好。 2. 针对传统无机电极材料的不足，研发有机电极材料，它们由高丰度的 C、H、O、N 等元素组成，具有易合成、低成本、绿色环保等突出优点，并且由于可实现多电子反应，容量大、能量密度高，此外有机电极材料柔韧性强，在柔性可折叠等新颖结构电池体系中应用前景巨大。 部分有机电极材料在实验室中已实现公斤级制备，并组装 Ah 级软包全电池，经 18 所等权威机构检测鉴定，能量密度超过 300Wh/kg，通过安全性测试。计划 5 年内完成 1-2 种有机电极材料的中试，并实现部分电池产品的应用示范，具有清洁环保优势。 可合作宏量制备及大容量电池装配，推进中试和产业化，将产生显著经济效益、环境效益和社会效益。

本实用新型提供一种电池箱、电池模组及新能源汽车，所述电池箱包括箱体、盖体和密封圈；所述箱体包括底面及设置于所述底面四周的侧壁，所述底面与侧壁形成一容置电池的容置空间；所述盖体包括顶面及设置于所述顶面四周的侧壁，所述盖体还包括设置在所述顶面的凹槽，所述凹槽用于放置所述密封圈，以使所述箱体与盖体盖合时，所述箱体的开口与所述密封圈接触；所述电池箱还包括密封填充物，在所述箱体与盖体盖合时，所述密封填充物设置盖合位置处的顶面四周的侧壁与所述底面四周的侧壁之间。采用本实用新型提供的电池箱，可以在提

高比能电池面向国家重大需求，仅锂电池 2017 年市场规模已超 过 1 亿 kWh，并且随着电动汽车、规模储能市场的迅速发展，电池需 求快速增加，市场规模很快将超过 3000 亿元。 本项目为陈军教授团队十余年的研发成果。 1. 开发了两类新型锂电池正极材料：取代型锰系尖晶石正极材 料和掺杂型超高镍含量三元层状材料。相对于 LiCoO2，这两种材料 原料便宜、制备工艺（连续共沉淀与梯度加热）简单，成本优势明显， 并且性能优异，产品晶相纯度高、形貌规整、振实密度大、长周期循 环稳定性好。 2. 针对传统无机电极材料的不足，研发有机电极材料，它们由高 丰度的 C、H、O、N 等元素组成，具有易合成、低成本、绿色环保等 突出优点，并且由于可实现多电子反应，容量大、能量密度高，此外 有机电极材料柔韧性强，在柔性可折叠等新颖结构电池体系中应用前 景巨大。部分有机电极材料在实验室中已实现公斤级制备，并组装 Ah 级 软包全电池，经18所等权威机构检测鉴定，能量密度超过300Wh/kg， 通过安全性测试。计划 5 年内完成 1-2 种有机电极材料的中试，并实 现部分电池产品的应用示范。 所需条件支持：希望能获得 60-80 万/年经费与 100-200m2实验室 支持，用于购置大容量控温控压反应釜、连续式沉淀反应釜、箱式气 氛炉、旋转窑炉、电池封装机等设备，进行材料制备的进一步工艺优 化、宏量放大制备以及大容量电池装配试验，推进中试和产业化。 

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。

本项目所涉及的微型燃料电池是燃料电池应用中最有市场前景的一个。微型燃料电池是指输出功率在100W以下，具有良好可携带性的小功率燃料电池。这类燃料电池能用于各类便携式用电设备、音像设备和计算机等信息产品。本项目以迅速地实现样机的制备、商品化以及大批量生产和高盈利为基本目标。项目进行过程中，将以现有的膜电极制备技术为基础，系列化开发、生产便携式电器使用的燃料电池。中期目标确定在不同类型的小型燃料电池，逐步以产品细分和增加产量提高市场份额。投资视市场实现情况，分期投入。本项目研究的目标集中在直接甲醇燃料电池的小型化、产业化与实用化上。在研究过程中，通过对电极结构、流场形状与内填充方案、整机设计、新型催化剂合成方案和电池性能衰减的研究，达到提高电池输出功率、抬高中电流密度区电位、缩小电池体积、实现初步产业化的目的。考虑到电池的可携带性、体积和工作条件，该类燃料电池拟采用本研究团队较为成熟的质子交换膜燃料电池技术为主，碱性燃料电池为后备方案进行开发。研究的重心将放在燃料电池核心部件——膜电极与整个电池系统的整合上，以达到提高电池输出功率、抬高中电流密度区电位、缩小电池体积、实现初步产业化的目的。