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燃料电池催化剂
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转换效率高和环境友好等优点， 是电动汽车的理想动力源。但燃料电池电动汽车(FCV)的商业化，必须解决基 于碳载钳(Pt/C)催化剂FCV的高成本问题。 自2009年美国科学家在Science杂志报道氮参杂碳纳米管(NC)具有潜在 的氧还原(0RR)催化活性以来，化学家与材料科学家一直在探寻如何进一步 提高NC材料的0RR催化活性的方法，以代替目前燃料电池发动机中的Pt/C催化剂。因此，我们的研究团队基于氮参杂石墨烯(NG)材料，在国际上首次通过 “NG分子结构一NG电导率一0RR催化活性”的关联，找到了该科学难题的突破 点.我们在分子结构模拟的基础上，认识到三种氮参杂NG材料中，既唳型和既 咯型具有二维平面结构，使NG保持了石墨烯原有的平面共辗大兀键结构，具 有良好的导电性，因而具有优异的0RR催化活性；而丁基型NG为三维空间不 平整结构，破坏了石墨烯原有的二维平面共巍大e键结构，导电性差，因而0RR 催化活性低。因此，有效的氮参杂应以唬唳型和唬咯型为主，尽可能减少甚至 杜绝丁基型NG的形成。我们利用层状材料(LM)的层间限域效应，通过调制LM 层间距，在LM层间插入苯胺单体，层间聚合，然后热解的方法，获得平面氮参杂 达90%以上的NG材料。其催化0RR的半波电位仅比Pt/C催化剂落后60mV,是传 统方法下获得的NG材料0RR催化活性的54倍，以该材料为正极催化剂的质子 交换膜燃料电池的输出功率达580mW/cm ,与Pt/C催化剂的0RR活性处于同一 个数量级，为世界领先水平。我们开发的此类新型NG材料已经具备了在燃料 电池发动机中完全替代Pt/C催化剂的可能性。LM层间近乎封闭的扁平反应空间 不仅克服了传统开放体系下合成的NG以丁基型为主，导电性差，活性低的弊病， 而且也克服了开放体系下因掺N效率低而导致合成NG成本高的问题。该研究成 果意味着，长期困扰燃料电池实用化的高成本问题将不再是瓶颈问题。
重庆大学
2021-04-11
燃料电池及其相关材料
能源危机与环境污染已成为限制当今人类社会发展的两个问题，而解决能源危机与环境污染的主要手段就是大力发展新能源技术。新能源技术中的燃料电池技术以其环境污染少，发电效率高而得到人们越来越多的重视。在燃料电池中，燃料中的化学能直接转化为电能，发电效率不受卡洛循环限制。目前最具有应用前景的是质子交换膜燃料电池技术和固体氧化物燃料电池技术。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。我们基于固态离子理论，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，并取得自主知识产权，申请发明专利多项，目前已有9项相关专利获得授权，在国际上发表大量学术论文。在质子交换膜燃料电池制备方面，我们开发了低成本的热喷涂法制备质子交换膜燃料电池的技术，并取得中国发明专利的授权，获取自主知识产权，并得到应用，成功制备了50-1000 W的质子交换膜燃料电池电池堆，并改造后应用于便携式电源设计与分散发电。结合使用储氢材料罐，可得到一套车用发电系统；在固体氧化物燃料电池单电池制备方面，我们开发了一套基于阳极基底流延制备、电解质与阴极层喷涂制备共烧结的单电池制备工艺，并用于制备大面积的平板固体氧化物燃料电池，并组装了平板电池堆，得到的单电池性能优越。在前期科技部863项目的资助下，我们开发了一系列阳极功能层材料，用于以甲烷、煤层气以及生物质气为燃料的固体氧化物燃料电池发电，得到了较好的发电稳定性和温度适应性。目前，我们已经开发了便携式的质子交换膜燃料电池发电装置，可用于便携式供电与不间断电源；在前期大量的工作基础上，我们还开发了完备的固体氧化物燃料电池材料生产技术和固体氧化物燃料电池单电池制备技术，将可以为将来的燃料电池产业化与商业应用提供基础。●应用前景： 目前燃料电池技术应用的最大障碍在于其高成本、低稳定性，随着人们对新能源技术进步的要求不断提高和燃料电池技术的进步，燃料电池技术应用的市场将越来越大。目前燃料电池的低成本制备在新材料开发的促进下，取得了较大进展，燃料电池技术商业化示范运行目前已在美国、日本、德国等国家开展，技术成熟之后在世界范围内将会有更大的市场前景。
南京工业大学
2021-04-13
直接甲醇燃料电池（DMFC）
直接甲醇燃料电池（DMFC）由于使用液体甲醇作燃料，电池安全，系统简单，运行方便，具有很广阔的商业化前景。从目前的技术水平看，DMFC的功率密度比氢氧燃料电池低，因此这类电池更适用于小型电器中，如移动电话、笔记本电脑等。美国能源部认为用于发电站和电动汽车的大型燃料电池，商品化制造成本一定要低于$500/kW，而对应用于电子产品中的小型燃料电池，其制造成本可允许高达$2000/kW。与二次电池相比，微型或小型DMFC主要具有以下优点：（a）长时间连续提供电能；（b）充加燃料方便，它可避免二次电池充电时间长、电池记忆效应、循环寿命短等不便；（c）无污染、回收处理方便。北京科技大学在国家自然科学基金委、教育部和国家863计划支持下，开展了熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和直接甲醇燃料电池（DMFC）的研究开发工作：（1）Pt基非贵金属多元合金、Pt基过渡金属或稀土金属氧化物催化剂；(2)甲醇溶液中稳定的轻质双极板等材料；(3)催化剂碳载体材料；（4）膜电极及直接醇类燃料电池组样机。
北京科技大学
2021-04-13
复合垃圾衍生燃料制造技术
复合垃圾衍生燃料制造技术是开发低成本、高固硫率和防潮抗水型，适用于工业锅炉燃用的复合垃圾衍生燃料，可以适量加入粘结剂或根据生物质具体性能对其进行生物化学预处理以适当提高其粘结力；可将复合垃圾衍生燃料的灰分、水分、挥发分、发热量、燃料比、粒径大小、焦渣特性、热变形特性等调整到有利于燃烧的最佳值，大幅度降低生产成本，使之发展成先进的高效清洁燃料。 该工艺的关键环节之一，是制备出适合我国现有锅炉燃烧的新型垃圾衍生燃料。RDF制备过程中掺入一定量的煤，不仅有利于提高热值，均匀分配物料，同时还可以起到助粘的作用；同时，压制成型块燃料，使其具有统一形状和规格，易实现成型时添加固硫、脱氯剂及催化剂等，再配套合适的燃烧设备，既有利于高效燃烧又能减少污染。该处理方式，可为国内垃圾提供一条新型资源化解决途径，这样既节省了处理垃圾的处理费和供热燃料费，又减少了固体废弃物。 本研究利用生物质型煤生产工艺来进行了C-RDF成型制备研究。复合垃圾衍生燃料炉前成型是指直接使用煤场的动力配煤，在不添加或添加少量粘结剂的条件下，由置于锅炉旁的成型机成型后直接下落到炉排上，供锅炉燃用。 垃圾衍生燃料成型工艺主要分为三个工序，即原料制备、搅拌成型和固结干燥。3个环节中重点在于原料制备环节。 垃圾衍生燃料之所以能在炉内燃烧过程中取得较散煤好的经济和环境效益，是由于燃料个体形状规格，使垃圾衍生燃料层具有均匀分布的空隙率，且其单个空隙容积较大，有利于可燃气体的反应。燃料层的空隙率大则通风阻力小，有助于降低风机电耗和结渣程度。 应用范围： 适合我国现有锅炉燃烧的新型垃圾衍生燃料。
北京交通大学
2021-04-13
直接甲醇燃料电池研制
主要研究内容 1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。 2、固体高分子膜防透醇研究。 3、三合一膜电极制备技术研究。 4、单体电池的设计与性能研究。 5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标 阳极铂载量≤3mg/cm2，阴极铂载量≤1mg/cm2；80℃，单体电池比功率≥80mW/cm2；30℃，阴极为常压空气，单体电池比功率≥12mW/cm2；8W样机正常运行40h。产业化前景
哈尔滨工业大学
2021-04-14
多燃料转子发动机
转子发动机可广泛应用于无人飞机和电动汽车增程器，该项目以天然气、汽油和柴油等多种燃料转子发动机为对象，聚焦缸内工作过程，致力于揭示流动和燃烧过程的发展规律，实现缸内混合气的浓度分布、点火和燃烧的有效控制，以达到高效清洁燃烧的目的。目前已经取得的进展包括：国内率先建立了光学转子发动机实验台架和转子发动机工作过程的三维动态计算模型；国内率先完成了缸内流场的PIV（Particle Image Velocimetry）测试，发现了缸内涡流的存在并解释了其产生的原因；通过实验和数值模拟研究工作总结出了转子
江苏大学
2021-04-14
双膜法生物燃料技术
乙醇回收渗透汽化膜是由无机材料经过高温烧制制备而成的基膜为支撑层，在支撑层表面经过特殊制备工艺制备而成的致密膜为分离层的非对称结构的管式复合膜，膜表面平整无缺陷，膜层厚度均匀；分离膜与基膜结合完好，具有抗污能强，使用寿命长的特点，可以用来富集低浓度的含醇溶液的富集。主要应用方向有：燃料乙醇发酵液、丁醇发酵液、低浓度含醇溶液中的醇类物质的富集。
南京工业大学
2021-01-12
基于HDFS的在线学习信息管理系统
成果描述：基于HDFS的在线论文管理平台主要用于管理研究生和本科生毕业论文，学生在线提交论文，老师通过本系统下载论文。系统通过邮件将相关修改意见和答辩信息反馈给学生，所有版本论文和评审意见需存储归档。市场前景分析：毕业论文（设计）是高等院校毕业生提交的有一定的学术价值和实际价值的文章或设计。它是高校培养人才的重要实践教学环节， 是对学生四年学的专业知识、研究能力、自学能力以及各种综合能力的检验。目前很多高校对于本科学生毕业论文（设计）的管理均采用传统的手工方式。随着因特网的普及、现代远程教育的发展以及现代本 科教育模式的发展， 继续采用传统手工管理模式对毕业论文（设计）进行管理就显得费时、费力、工作量大、效率低。另外，传统的手工管理模式对于教学管理者来说难以及时准确地把握毕业论文的设计进展情况，给管理带来一定的难度。与同类成果相比的优势分析：本系统使用分布式文件系统HDFS对学生论文进行管理。HDFS有着高容错性的特点，并且设计用来部署在低廉的硬件上。而且它提供高传输率来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集的应用程序。
电子科技大学
2021-04-10
基于数字孪生模型的智慧桥梁管理系统
成果介绍针对桥梁群服役期间的健康管养问题，建立了基于数字孪生模型的桥梁群数据管理系统。通过数字孪生模型实现桥梁群管养由被动养护向预防性养护转变过程。技术创新点及参数依据桥梁的设计信息生成与实际桥梁一致的虚拟孪生模型。市场前景主要基于在役桥梁数量庞大、病害严重、实际管养过程中纸质化、平面化的管养方法，数据管理混乱、维修决策困难。实施条件实时集成、更新多源数据信息，及时反应当前桥梁构件、整体状况；并根据桥面交通荷载流量等荷载信息，通过数字孪生模型预测桥梁性能未来演化趋势
东南大学
2021-04-11
宁夏农业综合开发管理信息系统
为实现自治区农业综合开发工作的高效管理和科学决策，使农业综合开发管理工作者在研究解决自治区农业综合开发的重大问题、开展农业综合开发的项目的规划与管理时，能够及时全面了解相关的基础地理条件、农业资源环境条件、项目专题资料、工程建设进展等资料信息，并充分利用已有农业综合开发项目经验和政策法规与标准规范等知识体系，需要利用信息技术构建一个能为领导、管理者以及各级业务人员提供农业综合开发信息资源管理、应用、决策规划等辅助支持功能的综合信息系统，即“宁夏农业综合开发管理信息系统”。以实现农业综合开发办对全区农业综合开发信息资源的管理、信息资源的深度应用、决策规划、效果评估、分析预测、汇报演示等核心业务的信息化与智能化管理，并利用该系统实现全区农业综合开发信息资源管理与综合应用的信息化、网络化和可视化。 农发综合信息管理系统是以农发信息资源为基础，以农发项目管理、地理信息应用与农发规划决策支持为应用核心，辅以其它相关管理功能和数据的可视化展示、分析挖掘等智能分析处理等功能。系统主要实现了以下功能：①项目管理：实现农业综合开发项目申报、审批、上报、实施、验收、监测等环节全流程的数字化、可视化实时动态管理。②地理信息：利用GIS系统，实现对各类基础地理数据和农发专题数据的采集、存储、管理、运算、分析、标准制图输出等功能。③决策辅助：通过对数据的概括、归纳、以及汇总分析，建设决策规划知识库，为决策与规划提供数据、信息、知识等层面的辅助支持。④移动应用：利用GPS的定位、导航和GIS的地图操作功能，对项目现场地物的真实性和相关信息的准确性进行现场调查、记录和实时判断。⑤三维可视化：应用中高分辨率卫星影像和数字高程模型叠加，建立全区数字化三维场景，通过叠加农业综合开发专题信息资料和项目成果，可直观显示项目规划和建设的效果。本系统可用于农业项目管理、地理信息等行业。
北京科技大学
2021-04-11