项目成果/简介:建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题.冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段,该系统能源综合利用率高,一般均可达到70﹪以上.本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点,提出一种基于热气机的天然气能源岛系统.并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用,对于能源节约,环境保护,能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义.

在现有的污水处理技术中，用于城镇、住宅区、宾馆及一些公共设施的生活污水处理装置归纳起来有三种：第一种是大型城市污水处理厂，其污水需要经过投资较大的城市污水收集系统输送，并且设备和基建投资规模大，建设周期长，虽然能实现稳定达标排放，但总体处理成本偏高，在中小城市推广普及困难。第二种是无动力生活污水生化处理装置，该装置的结构是采用增大厌氧池的容积和增加后续池内污水与空气的自然接触面积，以获得较大的水力停留时间和溶解氧来满足不同微生物的繁殖需要，该运转费用较低，但工程量和占地面积较大，而且污水处理效果不稳定，无法进行人为的调节，很难实现达标排放。第三种是对上述第二种装置的改进，在厌氧池后面增设好氧化曝气池，虽然处理后污水能达到排放标准，但该装置厌氧处理效率较低，给后续的好氧段的污染物负荷较大，运转和维护费用较高。 我校自行设计的一体化装置克服上述不足，在装置中设立高效厌氧生化反应池，使住宅区的生活污水经过初步格栅处理的粪便污水在该池多个分隔室中充分地厌氧处理，去除60~70%的污染物，然后从装置的底部均匀自流至好氧生物滤池，经沉淀池处理后达标排放。在沉淀池中部的小型回流泵将部分泥水回流至厌氧池后部的兼氧隔室进行反消化反应脱氮，使排放的出水总氮降低。整个装置集成为一体化。可以实现整体地埋。

本发明公开了一种红外图像与波前双模一体化成像探测芯片，包括：陶瓷外壳、金属支撑与散热板、驱控与预处理模块、面阵非制冷红外探测器、以及面阵红外折射微透镜，驱控与预处理模块、面阵非制冷红外探测器、以及面阵红外折射微透镜同轴顺序设置于陶瓷外壳内，陶瓷外壳后部设置于金属支撑与散热板顶部，驱控与预处理模块设置于陶瓷外壳后部与金属支撑与散热板连接处，面阵非制冷红外探测器设置于驱控与预处理模块顶部，面阵红外折射微透镜设置于面

一种燃料电池一体化单元模块及其电池堆，涉及一种燃料电池模块化单元及其电堆。该一体化单元模块主要包括膜电极组件、阳极石墨极板４ａ、阴极石墨极板４ｂ，所述的膜电极组件被密封材料封装在两块石墨极板的内侧，每块石墨极板与膜电极接触的表面上至少有一条以上的流道，形成具有阳极室、阴极室和膜电极封装的一体化燃料电池单元模块。该燃料电池单元模块外表面还具有散热结构和密封组件，由多块所述燃料电池单元模块紧固叠加串联可形成燃料电池堆，可大大地简化燃料电池电堆的装配过程，并提高电堆组装速度，降低电堆组装成本。同时由于电堆单元模块化的特点，也使得更换电堆单元的操作十分便利，有利于电堆的维护和检修，并具有长寿命的功效。  

本实用新型公开了一种机电液一体化全密封波浪能发电装置。第一浮体与第二浮体固定设置在密封流管的两端，使得第一浮体与第二浮体托举整个波浪能发电装置漂浮在海上；密封流管内设有能量提取单元、导流机构和流体介质，波浪作用下装置往复摆动，流体介质在密封流管中经过能量提取单元地往复来回流动，使流体介质吸收波浪能并传递给能量提取单元生成电能，通过导流机构的设置使能量提取单元中的发电机始终朝一个方向旋转，完成波浪能发电过程。采用流体、机械、电气一体化设计，内部与海水完全隔绝，结构简单，活动件少，无动密封，通过优化所述浮体的内外形状设计、质量分布设计和涵管流道设计，可实现可靠、高效、稳定的波浪发电。

本实用新型公开了一种光伏发电与鱼类露天式集约化养殖一体化复合生产系统，包括光伏发电系统和鱼类集约养殖系统，光伏发电系统包括太阳能电池组件、光伏支架、防雷汇流箱、逆变器集成工作箱、升压变压器、电网、充放电控制器、蓄电池组和逆变器；鱼类集约养殖系统包括提水增氧推水机、底增氧设备、吸污设备、增氧推水区、养殖区、粪便收集区、水质净化区、拦鱼栅网片、养殖设施墙体、水流导向设施，太阳能电池组件安装在整个鱼塘上部，增氧推水区、养殖区和粪便收集区占鱼塘总面积的1%~5%。本实用新型能有效提高水面利用效率，大幅提高单位水面面积的经济效益，为河网地区水域资源利用提供一种重要途径。

水肥一体化滴灌技术是基于作物生长特性和环境状况等条件，借助新型滴灌系统， 在灌溉的同时将肥料配兑成肥液一起输送到作物根部土壤，确保水分养分均匀、准确、 定时定量地供应，达到节水节肥、提高水肥利用效率、增产增收等效果。在山东省首次 提出了完整配套的冬小麦智能滴灌水肥一体化栽培技术体系，实现了冬小麦的节水、节 肥、高效、环保的可持续生产，整体达到国内先进水平，经济、生态和社会效益显着。 目前，冬小麦智能化滴灌水肥一体化栽培技术体系在青岛、烟台、潍坊等推广应用每年 超过了5万亩，实现节水40%-60%，提高劳动效率80%以上，增加产量产量10％-20％。

研究背景 芯片是人类最伟大的发明之一，也是现代电子信息产业的基础和核心。小到手机、电脑、数码相机，大到6G、物联网、云计算均基于芯片技术的不断突破。半导体光刻工艺水平的发展是以芯片为核心的电子信息产业的基石，目前半导体光刻的制造工艺几乎是摩尔定律的物理极限。随着制造工艺的越来越小，芯片内晶体管单元已经接近分子尺度，半导体制作工艺的“瓶颈效应”越来越明显。随着全球化以及科技的高速发展，急剧增长的庞大数据量要求数据处理模型和算法结构不断优化升级，带来的结果就是对计算能力和系统功耗的要求不断提高。而目前智能电子设备大多存在传输瓶颈、功耗增加以及计算力瓶颈等现象，已越来越难以满足大数据时代对计算力与功耗的需求，因此提高运算速度同时降低运算功耗是目前信息工业界面临的紧要问题。 如当年集成电路开创信息时代一样，当下已经普及的光通信正在成为新革命力量的开路先锋。与此同时，光子芯片正在从分立式器件向集成光路演进，光子芯片向小型化、集成化的发展趋势已是必然。相对于电子驱动的集成电路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特点，利用光信号进行数据获取、传输、计算、存储和显示的光子芯片，具有非常广阔的发展空间和巨大的潜能。 项目功能 本项目瞄准光通信关键技术及核心芯片，基于量子阱二极管发光探测共存现象，探索关键微纳制造技术，研制出可以同时实现通信、感知功能的一体化光电子芯片。 技术路线 一、技术原理及可行性 本项目主要负责人王永进教授发现如图1所示的量子阱二极管发光探测共存现象，首次研制出同质集成发射、传输、调制和接收器件的光电子芯片，这些原创工作引起了业界相关科研小组地广泛关注，化合物半导体同质集成光电子芯片成为研究热点。香港大学的蔡凯威小组和申请人合作提出湿法刻蚀和激光选择性剥离技术，在蓝宝石氮化物晶圆上实现LED基同质集成光电子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉国王科技大学Ooi教授和美国加州大学圣巴巴拉分校Nakamura教授小组在蓝宝石氮化物晶圆上，研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院苏州纳米所孙钱小组在硅衬底氮化物晶圆上，研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK调制方式下，InGaN/GaN量子阱二极管可实现Gbps的光发射、调制和探测速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。这些工作表明研发基于光子传输的化合物半导体同质集成光电子芯片以实现片上光子通信是可行的。   二、总体结构设计及工艺流程 本项目提出的同时通信/感知一体化光电子芯片基于常规的蓝宝石衬底氮化镓基多量子阱LED外延片进行设计，无需特殊定制的外延结构。以典型的2寸氮化镓基蓝光LED外延片为例，其外延片结构如图2所示，从下至上依次为蓝宝石衬底、AlGaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和P型GaN层，通过调节InGaN/GaN多量子阱层的参数（层厚度与In的比例等等）可制备具有不同中心波长的光源器件。   图3为本项目所提出的同时通信/感知一体化光电子芯片结构。在蓝宝石衬底的氮化物晶圆上通过刻蚀和沉积等一系列晶圆级微纳加工技术，制备出单片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N电极可以采用倒装技术直接与基板相连，光线从透明的蓝宝石衬底发出，这样不仅使得器件具有优良的电性能和热特性而且简化了其后期的封装工艺。 三、技术创新优势 1、同一块晶圆上集成LED和PD使得两者间距离大大缩短，不仅有助于增强PD对蓝宝石表面反射光线的耦合，提升感知系统性能，而且缩小了器件整体外形，符合集成电子器件小型化、便携化的发展趋势； 2、单片集成的LED和PD器件相比于传统异质的、分立的LED和PD简化了封装形式和工艺，不再需要对LED和PD进行单独的封装，而且同质集成器件的基板也较异质结构的简单统一，极大地缩短了集成系统的制作周期； 3、同时通信/感知一体化光电子芯片采用相同的工艺就可以制作出LED和PD，简化了生长异质材料的复杂性，缩短了器件流片的周期，使用同一工艺就可将LED和PD进行批量生产，有效地降低了生产成本。 四、实验验证 本项目团队所在的Peter Grünberg研究中心拥有完整的LED器件制备、光电性能测试与电学性能测试平台，并且项目成员积累了丰富的测试技术与经验，能够满足本项目的同时通信/感知一体化光电子芯片测试同时表征光电参数与电学参数的需求。下图4所示为器件形貌表征图，从左边依次是扫描电镜图、光镜图、原子力显微镜图。   基于通信感知一体化芯片，本项目利用单个多功能集成器件成功实现了对人体脉搏的监测功能，如图5所示。   另外基于通信感知一体化氮化镓光电子芯片，我们还实现了照明、成像和探测功能为一体的LED阵列系统，如图6所示。该系统可以在点亮照明的同时，实现对外界光信号的探测与感知，通过后端系统处理后，再将信息通过阵列显示出来，实现多种功能的集成。 项目负责人王永进教授是国家自然基金委优秀青年项目、国家973项目获得者，他以第一或通讯作者身份在Light-Sci Appl.等主流学术期刊发表一系列高质量研究论文，获授权中国发明专利23项，美国发明专利2项，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次专题报道，荣获2019年中国电子学会科学技术奖（自然科学）、2019年南京市十大重大原创成果奖等。

将汽车底盘常用的单摆臂悬架与驱动电机和定轴式机械减速器进行一体化结构集 成，构成如图１所示新型的双后轮减速式轮边独立电驱动桥，具有等效簧下质量轻、驱 ／传动效率高、底盘可控性好、制造成本较低的突出优点。相关技术方案研究成果已申 请3项发明专利（其中，授权1项）和1项实用新型。图2为其应用于后拖臂－扭杆梁式半 独立悬架时一体化独立电驱动桥结构。 

氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物质,也是PM2.5的重要前体物。国内外研究和治理经验表明，控制区域性PM2.5污染是一项难度非常大的系统工程，必须在综合分析基础上，提出有针对性的控制对策，才能有效缓解区域PM2.5污染。 针对北京市《锅炉大气污染物排放标准》地方标准中关于燃油（气）工业锅炉的排放限值2016年4月1日起实施的新要求，研究开发了深度冷凝-低温等离子体燃气锅炉NOx超低排放组合工艺，达到颗粒物10mg/m3、二氧化硫20mg/m3、氮氧化物30mg/m3的燃气锅炉烟气排放限值指标，可提升锅炉热效率11%。全年120天共节约天然气量为108864m3,以北京工业天然气价格3.23元/立方米计算，可以节约天然气投资108864×3.23=351630元，投资回报期为1.2年。