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

成果与项目的背景及主要用途： 高温煤焦油是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，其组分非 常复杂，估计上万种，已被鉴定五百多种，并且高温煤焦油是很多稠环化合物和 含氧、氮及硫的杂环化合物的重要来源。目前，煤焦油很大一部分作为燃料油直 接燃烧，这样既是对资源的极大浪费，又会造成环境的污染。 高温煤焦油馏分较宽，同时加氢需要按最苛刻的反应条件设计，而按馏分加 氢可根据原料中各馏分含量设计反应条件，这样既降低设备的及节省催化剂投资， 又能降低过程的能耗。 各馏分经过加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、异喹啉、吲哚、联 苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多种产品，这些产品都是重要原料，用途广泛。 技术原理与流程简介： （1）化学品提取：综合精馏、结晶、萃取等分离方法可得到符合下游厂家 要求的萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、异喹啉、吲哚、联苯、苊、芴、蒽、咔 唑、芘等多种产品； （2）剩余馏分加氢精制制备清洁燃料：提取化学品后剩余煤焦油的利用价 值较低，可通过加氢精制过程，进行芳烃饱和、脱硫、脱氮，得到产品硫氮含量 符合国家标准的清洁燃料； （3）通过利用加氢过程的放热，优化工艺过程，实现能量的合理利用。 技术水平及专利与获奖情况： 在煤焦油加工方面，天津大学具有工业萘加工，洗油加工，蒽油加工的工业 化经验，在此基础上开发的高温煤焦油馏分加氢制清洁燃料油技术处于国内领先 30天津大学科技成果选编 水平，该技术成套工艺包的开发正在进行之中。 应用前景分析以及效益预测： 根据当前国家产业政策，发展新型煤化工生产洁净能源和可替代石油化工产 品必将成为国内未来发展的主流方向。煤焦油宽馏分油中含有多种高附加值的化 工产品，在加氢之前首先加工提取这些化工产品，再对剩余的油品进行加氢，既 不影响加氢原料油的质量，又能进一步提高焦油加工的效益。 应用领域：高温煤焦油深加工领域 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 有稳定的煤焦油来源；廉价的氢气来源； 合作方式及条件：双方共同协商

高温煤焦油是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，其组分非常复杂，估计上万种，已被鉴定五百多种，并且高温煤焦油是很多稠环化合物和含氧、氮及硫的杂环化合物的重要来源。目前，煤焦油很大一部分作为燃料油直接燃烧，这样既是对资源的极大浪费，又会造成环境的污染。高温煤焦油馏分较宽，同时加氢需要按最苛刻的反应条件设计，而按馏分加氢可根据原料中各馏分含量设计反应条件，这样既降低设备的及节省催化剂投资，又能降低过程的能耗。各馏分经过加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、异喹啉、吲哚、联苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多种产品，这些产品都是重要原料，用途广泛。

空气压缩机为燃料电池提供电化学反应所需要的氧气。将空气压缩到一定压 力（通常在 1.3~3.2bar 范围内），有助于提高电堆的功率密度，是燃料电池汽 车降低成本、实现轻量化的重要技术手段。为了满足燃料电池最高功率，空气压 缩机应保证足够的流量，根据估算，100 kW 的电堆功率大约需要 300 Nm3·h-1 的空气。除了保证一定的压力和流量外，燃料电池车用空气压缩机还需要满足其 他要求，包括压缩气体绝对无油，以防止催化剂中毒；压缩效率高，减少压缩气 体需要的额外能耗；能对启停、加速、刹车、制冷、供热等各种工况变化做出准 确、快速响应，具有良好的工况适应性；在极端工况和气候条件下，具有良好的 可靠性和长久的寿命，且维护简便；结构紧凑，体积小，重量轻。对效率、可靠 性、工况与环境的适应性、体积与重量等指标的综合要求，特别是对压缩气体绝 对无油的严格限制，使得燃料电池车用空气压缩机的产品研发及其产业化存在不 可忽视的技术挑战。

研究方向：微生物基因组学和功能基因组学、极端微生物和工业（环 境）微生物学。 项目简介： 厌氧氨氧化反应器 硫酸盐还原反应器 好氧附着反应器 出水 进水我国的清洁船舶燃料油（重油型）缺口巨大，每年进口 1000 万 吨以上。目前，国内外均采用调和技术生产船舶燃料油，国内大部分 产品均为中高硫燃料油（硫含量约为 1.0～3.5%）。传统调和技术技术 含量低、生产成本高，且无法实现对劣质原料的有效利用，造成清洁 型燃料油产能的严重不足。以欧盟标准的低硫（硫含量<0.1%）清洁 船舶燃料油为例，其需求量大且价格昂贵，当前国内无生产企业，全 部依靠进口。2020 年，船燃硫含量标准将在全球范围内由现行<3.5% 大幅提升至<0.5%。与此同时，国内石油炼化每年产出约 2500 万吨 油浆或渣油，大部分作为劣质锅炉燃料低价销售，与清洁船舶燃料油 之间存在巨大价差。因此，将劣质重油转变为清洁船舶燃料油具有十 分重要的应用价值，潜在的市场价差每年可达 2000 亿人民币以上。 我课题组开发的生物炼化技术可弥补加氢法等在重油脱硫脱氮 应用上的缺陷和弊端（如：粘度降低、催化剂中毒等），可重点去除 高硫原油、渣油和油浆等劣质油品中的有机硫氮以及重金属等其它有 害固杂成分，且保证油品的高粘度。已与多家企业合作完成 800 余次 生物脱硫技术测试，脱硫效率可达 30～60%，并初步建立 1～5 吨的 中试装置。试制的清洁型 180#和 380#船舶燃料油产品经国家权威检 测机构鉴定优于国际标准。该项技术实现突破，可替代传统调和技术， 为石化企业、船舶燃料油经销企业提供高品质清洁燃料油的生产和油 品升级服务。仅需约 200～300 元/吨成本即可实现劣质油浆转化为优 质清洁船舶燃料油（价差大于 1000 元/吨），具显著的经济、社会和环 保效益。我课题组基于生物炼化核心技术（8 项专利）已开发以下四项技 术，均有较好应用效果，可实现工业化。包括： 1）清洁船舶燃料油制备技术（中试） 2）油浆的生物清洗技术（中试） 3）生物乳化油制备技术（中试） 4）石油污染生物修复剂（产品成熟） 

Ø 重油作为工业生产的基本燃料，广泛应用于工业生产的各个领域。目前，我国每年用作燃料的重油在4000万吨以上，节约使用重油，有着重要的节能意义。改善重油的燃烧状态，使重油在炉内充分燃烧，是节约使用重油的关键。使用乳化重油改善重油燃烧时的雾化状态，从而达到节油的目的，已成为国内外专家的普遍共识，并得到了科学的验证。生产高效、节能和环保的乳化重质燃料的关键技术在于重油乳化剂的选择，该项目的技术人员在分析总结国内外多种重油乳化剂、添加剂配方的基础上，采用计算机均匀设计原理开发的重油乳化剂具有以下

仪器概述 本仪器是根据中国石油化工行业标准SH/T0175《馏分燃料油氧化安定性测定法》设计制造的。适用于用加速法测定馏分燃料油的氧化安定性能。用加速氧化法测定中间馏分燃料油的固有安定性能，是油品开采、生产、使用单位，各相关院校、科研部门等测试馏分燃料油氧化安定性能首选的一种自动化仪器。 技术参数 1、工作电源：AC220V±10% 50Hz 2、显示方式：电脑触摸屏控制 3、恒温精度：95℃±0.2℃ 4、氧化计时：16h±0.2h 5、工作方式：自动加温，自动控温 6、氧 化 管：硼硅玻璃材质，符合SH/T0175标准 7、氧气流量：50±5ml/min 8、冷却计时：≤4h 9、试样数量：6路，同时可作6个试样 10、 氧化稳压阀：在流量计前配有稳压阀 性能特点 1、彩色触摸屏显示，单片机控制系统，控制全过程，启动开始实验后，免看守。 2、仪器由加热水浴，冷却暗箱，流量控制系统，温度控制系统组成。 3、控温精准，温度范围可达到 100℃，温度控制稳定精准，可达到 0.1℃。 4、温度控制安全方面，设有超温断电装置。具有故障自动诊断，自动报警。 5、流量计可测量 3±0.3 L/H 氧气，每个流量计配一套氧化装置，而且在流量计前配有稳压阀。 6、智能化控制，试样氧化时间自动控制，到时系统报警提示。 7、流量控制由流量计等组成。可直观方便的调节氧气流量达到试验要求。 8、配备的暗箱可以实现氧化管的冷却要求，可直接放入其中，进行室温冷却。 9、恒温浴全不锈钢材质，耐腐蚀，整机呈落地款式，底部装有活动支脚，搬移方便。 网址链接 http://www.csscyq.com/proshow.asp?id=749

截至2011年底，国内醋酸产能超过800万吨，醋酸产能严重供大于求，醋酸装置开工率不 足70%，开发醋酸下游产品具有广阔的市场前景。2011年我国燃料乙醇产量约200万吨，燃料 乙醇的需求在不断增长，预计2015年，按照国内目前使用的E10 (汽油中掺混10%的乙醇) 标准 计算，对燃料乙醇的需求将达1000万吨。我国对乙醇的潜在消费需求，为醋酸加氢制备乙醇技 术带来了良好的市场机遇。目前的醋酸价格持续低迷，而乙醇需求增长潜力巨大，而目前粮食 乙醇的发展受到限制，醋酸加氢制备乙醇技术将带来显著的经济效益及社会效益，对替代传统 的粮食发酵路线，缓解石油资源紧缺的矛盾，提高我国能源安全，具有重要的战略意义和深远 影响。

2012年，国内甲醇产能超过5000万吨，甲醇产能严重供大于求，开发甲醇下游产品具有广 阔的市场前景。2011年我国燃料乙醇产量约200万吨，燃料乙醇的需求在不断增长，预计2015 年，按照国内目前使用的E10 (汽油中掺混10%的乙醇) 标准计算，对燃料乙醇的需求将达1000 万吨。我国对乙醇的潜在消费需求，为甲醇直接制氢技术带来了良好的市场机遇。目前的甲醇 价格持续低迷，而乙醇需求增长潜力巨大，而目前粮食乙醇的发展受到限制，甲醇制乙醇技术 将带来显著的经济效益及社会效益，对替代传统的粮食发酵路线，缓解石油资源紧缺的矛盾， 提高我国能源安全，具有重要的战略意义和深远影响。

成果简介：重油作为工业生产的基本燃料，广泛应用于工业生产的各个领域。目前，我国每年用作燃料的重油在 4000 万吨以上，节约使用重油，有着重 要的节能意义。改善重油的燃烧状态，使重油在炉内充分燃烧，是节约使用 重油的关键。使用乳化重油改善重油燃烧时的雾化状态，从而达到节油的目的，已成为国内外专家的普遍共识，并得到了科学的验证。生产高效、节能和环保的乳化重质燃料的关键技术在于重油乳化剂的选择，该项目的技术人&nbs