本实用新型公开了一种液体燃料喷雾扩散燃烧特性研究系统。包括定容燃烧弹弹体、进气系统、排气系统、点火模块、加热模块、高压共轨系统、数据采集模块、纹影成像系统、激光诊断系统、电控单元。本实用新型可以研究不同初始压力和温度下，不同液体燃料的喷雾扩散燃烧特性。实验时，利用点火模块将预先充入在定容燃烧弹内的预混可燃气体点燃，在定容弹内产生高温高压的环境以模拟柴油机压缩上止点附近缸内高温、高压的环境，在定容弹压力下降到设定值时，控制单元控制喷油器将高压燃油喷入定容弹内，燃油在定容燃烧弹内迅速雾化并被压燃，利用纹影成像系统同步记录燃油压燃燃烧火焰传播过程，结合激光诊断技术研究不同液体燃料的喷雾扩散燃烧特性。

1 成果简介作为一种清洁、高效的能量转换装置， 燃料电池是各种电化学电池体系中的理论比能量“ 绝对冠军”， 而且功率密度高、电流密度大， 是最先进的能量转换技术之一。燃料电池在发电过程中，除了提供电能以外，还会产生废热。所以传统燃料电池电堆中，单片燃料电池之间通常设有冷却板，需要采用大流量的空气或者冷却水来为燃料电池散热。而燃料电池工作时需要氢气作为燃料，如果以储氢合金作为氢源，则储氢合金在释放氢气时会吸收热量。 本成果将燃料电池与储氢单元进行结构的耦合，可利用储氢合金来部分吸收燃料电池发电时产生的废热，既解决了燃料电池水管理和热管理的难题，又能解决储氢单元放氢稳定性的问题，还能降低燃料电池系统寄生功率，提高系统的功率密度和能量密度。表 1 中列出了耦合型燃料电池的性能参数。本成果耦合型质子交换膜燃料电池解决了质子交换膜燃料电池的水热管理问题，能够使燃料电池系统结构更加紧凑，能量密度和功率密度更高。 上图 耦合燃料电池的内部结构及外部结构图2 应用说明经过近十年来的电动汽车、分布式电站、电源等领域的广泛示范应用（燃料电池已经在航天、军事上得到应用，燃料电池家用电源已经在日本产业化），质子交换膜燃料电池技术的成熟度已经逐渐被用户所接受。目前，其商业化主要问题是价格较高（采用进口材料成本昂贵），而本项目利用国产原材料制备燃料电池电源，燃料电池材料供应不仅有安全保障，而且还有低成本优势，可望克服燃料电池高成本的商业化障碍。3 效益分析由于目前国内外尚无同类产品，而且各行各业对新型电源的需求比较迫切，因此本成果具有较大的推广空间。 如批量生产， 本电源价格每台约 1500 元/千瓦。 来自政府的资金补助以及军事、工业、新能源等应用领域的直接采购是使燃料电池电源商业化逐渐兴盛的主因。据美国市场研究机构 Pike Research 估计， 2016 年市场上的主力燃料电池产品功率将在 100W~2kW 之间，用于替代部分铅酸电池和柴汽油发电机，主要应用于船舶、 专用车、无人载具、 战场支持系统、 备用电源、 应急电源等。

1 成果简介燃料电池应用于军事、汽车、移动设备和家庭等领域。对于新生产的燃料电池堆，或在用的燃料电池堆，常需要了解电池堆内各节燃料电池的一致性和膜电极情况，但是国内外一直缺少检测燃料电池堆膜电极的技术和测量装置。 课题组研究出一种可方便检测燃料电池堆膜电极状况参数的方法和仪器。该测量仪具有如下功能和特点：可同步测量膜电极的催化剂有效活性面积、双电层电容、氢渗透电流和阻抗；数据自动采样，结果自动处理；可用于测量燃料电池单体和燃料电池堆，解决了以往即使检测燃料电池单体膜电极也需要多台测试仪器的问题，填补了燃料电池堆膜电极检测仪器的空白。测量仪可用于科研中对燃料电池内部不一致性的检查和原因辨析，可用于对各种场合的燃料电池堆进行现场检查和老化诊断，可用作燃料电池堆初装过程中的成组选配检测工具。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的仪器，具有较大的推广使用空间。测量仪包括硬件部分和软件部分。研究组已开发出测量仪的初级版，参见下图。初级版的测试软件基于 Labview 编写，界面简单易操作，通过配合电脑完成测量。研究组现在正进行开发测量仪器的升级版，期望其能够脱离电脑单独测量，更美观，更实用。  上图 初级版电池堆膜电极检测仪2 应用说明研究组应用该方法和测量仪进行了多次测量和研究，成果在国际国内会议的宣传推广中得到了许多同行的好评，并表示有购买意向。

燃料电池技术应用的关键在与新材料的开发，基于材料的优化得到更好的燃料电池产电输出性能。项目团队基于固态离子理论，设计了一系列燃料电池电极新材料及新结构，以提高电池输出性能为目的，开发了一系列高性能的阳极功能材料，阴极层材料与新结构。项目取得完整知识产权，申请发明专利15件，授权发明专利8件。

本成果针对燃料电池催化剂长时间运行过程中因碳载体腐蚀、Pt 溶解、迁移团聚长大及Pt中毒等原因而逐渐退化的技术难题，发展了多种提高 燃料电池催化剂稳定性和活性的新方法、新技术，研制出了一系列低成本、高性 能、长寿命燃料电池催化剂。目前，该项目已经具有完全自主知识产权，所开发的燃料电池催化剂已经完全能够满足动力电池的性能要求，属于国际一流国内领 军的高科技技术。

目前我国极大部分在用车都装备化油器式发动机，把化油器式发动机汽油车改装成 LPG―汽油双燃料汽车，既能降低汽车的废气污染物排放又能改善汽车的能源结构。 本成果对在用车采用了 LPG 供气系统，并加装了电控补气装置和三元催化器，通过大量 发动机台架试验和整车台架匹配试验，使改装的车辆在分别使用两种燃料的情况下，都 能达到上海市《轻型汽车排气污染物排放标准》（DB31/29–1998）。 具有国产化率高，结构简单，改装方便，成本低等优点，特别适合于化油器式发动机轿 车。 

项目概况 火电厂燃料管理信息系统（以下简称RMIS）是经过严格周密的现场调研和设计而完成的一个面向对象设计的企业管理信息系统。RMIS以各发电企业中负责燃料管理业务的燃料管理和使用部门作为主要的业务实现部门，同时为其他各有关部门预留数据接口。 RMIS综合运用自动化技术、计算机技术、信息技术、系统技术、现代化企业生产与经营管理技术和方法，在网络和数据库系统的支撑下，搭建了发电企业的燃料管理信息系统及综合查询服务系统，实现了燃料管理信息系统与外部有关系统（财务、生产、计划等）的信息自动转换，建立了一个安全、可靠、高度开放的管理信息系统。 本项目实用性强，拥有广阔的市场前景。 主要特点● 先进性    引用先进的设计思想和设计技术（积木式的功能模块设计），从根本上避免了系统设计局限于封闭、传统的业务管理模式，提高系统设计的整体水平。平滑的融合了先进而又实用的生产管理模式，支持企业长远发展，支持先进的管理技术和思想的应用。● 实用性 RMIS是在严格周密的现场调研的基础上，针对发电企业的具体业务流程开发的一套信息管理系统，他能够很好的适应电力企业燃料管理的普遍业务要求。RMIS提供给用户的是友好、标准的Windows界面，用户操作方便、快捷。● 灵活性 系统设计体现人与信息、技术的全面集成，运用先进信息工具与技术支持生产管理业务的基础上，充分满足使用者的操作方便以及管理者的综合查询与分析需求。统计、查询、分析采用自定义方式设计，使用者可以任意组合，实现自身的业务管理需求。灵活的权限管理使操作人员方便、简单的实用RMIS提供的功能。另外，系统在Client/Server（客户/服务器）下运行，系统的硬件配置和性能可以根据实际需要组合，使系统具有极大的适应性和灵活性。● 可扩展性    系统具有良好的可扩展性。RMIS为发电企业的其他相关部门预留的数据接口，使系统能够与其他系统实现连接与扩展。● 经济性    系统具有较高的性能价格比。● 规范性 系统具有良好的规范性，即“规范的管理模式”和“统一的数据类型”。对企业燃料业务管理流程实行规范化管理。并遵照国家点企业、铁道部、煤炭部的各项信息编码规范与要求。达到企业信息标准化、规范化。技术指标     RMIS具备燃料进厂过衡检斤、质量检验、审核校对、自动结算、统计报表管理、煤场煤罐管理、实时指标计算、自动考核、综合查询等功能。实现企业内部燃料管理的联网运行。通过企业内部与其他系统（财务、生计、计划等）之间的横向集成，建立了一套安全、可靠、开放、先进、业务管理科学化、规范化的燃料管理信息系统。市场前景 燃料成本占火电厂发电总成本55%—70%，入厂燃料的降耗与强化管理至关重要。由于管理手段的落后和管理不善，往往会造成入厂燃料上千万元的经济损失。在当前煤炭供应紧张、价格上涨、热值降低的形势下，强化管理手段，避免入厂燃料的人为耗损和经济利益的损失十分重要。本系统的开发对于改善燃料采制化设备及条件，强化管理手段，提高企业的经济效益具有非常现实的意义，拥有广阔的市场前景。

成果简介硫-氧固体氧化物燃料电池是以硫蒸气取代传统氢-氧固体氧化物燃料中的氢气为燃料， 以三氧化硫气体为反应产物的一类新型固体氧化物燃料电池。 该电池堆主要应用于硫酸生产， 可取代硫酸厂现有的绝大部分生产设备， 是工业化生产硫酸的合成器和化学能源发电器， 彻底消除了制酸尾气， 实现硫酸生产、 化学发电和环境保护三位一体的组合。成熟程度和所需建设条件已完成 2kW 电池堆试制。技术指标电池的工作温度为 800℃， 以硫磺蒸汽为燃料最

本成果来自国家科技计划项目，获国家发明专利授权。该成果掌握并突破了燃料电池/超级电容混合动力有轨电车牵引和控制的一系列关键技术，在全球首次采用氢燃料电池/超级电容混合动力系统牵引驱动，真正实现二氧化碳与污染物的“零排放”。动力、储能、制动、轮轴、风挡铰接等大部分设备和车体均为国产，完全掌握了燃料电池控制、多源燃料电池混合动力系统能量管理、牵引网络控制等核心技术。在车辆控制、节能和安全技术等方面达到世界最高水平。研究工作仍在进行，已申报国家发明专利50余项。

成果与项目的背景及主要用途： 流场板（双极板）是质子交换膜燃料电池中的重要部件。目前，质子交换膜燃料电池广泛采用的流场板（双极板）主要有机加工硬质石墨板、机加工金属板和注塑碳-塑复合材料双极板三种类型。这三类流场板各有显著的优点，但是各自的缺点也较突出。为实现燃料电池商品化，需要更低成本和更适应批量化生产的流场板。为此，我们开发了基于天然鳞片石墨材料和模压成型工艺的复合石墨流场板技术。经过努力研究，现在形成的技术可以大幅度降低流场板的材料成本和加工成本，实现高生产率，同时使导电率（>10S/cm）、氢气透过系数（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、热传导系数（>20W/m.K）以及抗压强度（>10MPa）等指标均满足双极板材料性能的要求。复合石墨流场板的主要用途是作为质子交换膜燃料电池的双极板。 技术原理与工艺流程简介： 技术原理： 复合石墨流场板主要由天然鳞片石墨和聚合物组成。天然鳞片石墨具有良好的导电和导热性能，且化学稳定性好，耐腐蚀，从而保证复合流场板具有良好的导电及导热性能。聚合物的添加可以提高复合流场板的强度，并且使复合板阻气性能得到改善，以实现双极板分隔氧化剂和还原剂的功能和满足燃料电池堆对双极板机械性能的要求。 工艺流程：配料→装料→升温→模压→降温→脱模→成品 技术水平及专利与获奖情况： 目前已开发和制备出工作面积为 100mm×100mm 的流场板。并可根据需要加工具有不同尺寸和流场形式的流场板。 应用前景分析及效益预测： 随着能源的消耗持续增长，能源短缺问题日益凸现。燃料电池的发展必然受到越来越广泛的重视。质子交换膜燃料电池是目前应用前景最广且发展最快的一类燃料电池。随着质子交换膜燃料电池的发展和普遍应用，复合石墨流场板因价格低和适应批量生产的优势显示出巨大的市场潜力和经济竞争力。 应用领域：质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池及其它电化学反应器。 合作方式及条件：面议