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深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。
厦门大学
2021-02-01
深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
项目成果/简介:浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。
厦门大学
2021-04-10
高性能低膨胀铝基复合材料及构件
卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。
图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局）
图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）
北京科技大学
2025-05-21
碳包覆纳米钛酸锂电极材料
传统的锂离子具有高比能量的特点，现在广泛用于移动电话、笔记本 电脑等通讯工具、电动工具等。但由于其安全性，循环寿命和对极限 温度耐受性等负面问题，已成为制约其在大规模储能以及电动汽车中 广泛使用的瓶颈。而上述三大问题产生的根本原因就在于现在锂离子 电池采用的负极石墨材料。我们采用独特的固相合成技术结合碳包覆 技术 (ZL. 200510030998.0), 制备了高电子导电性的纳米钛酸锂材料。 其特点:1. Li4Ti5O12 可以实现颗粒大小和形状可控，
复旦大学
2021-01-12
生物质移动式热解制油技术与装备
针对生物质体积密度低、热值低，高值化利用中原料收集和运输成本高的问题，开发了双螺旋移动式热解制油装置系统，将生物质就地转化为高能量密度、易于运输的生物油。该系统包括快速热解、燃烧供能、骤冷和智能化控制等单元，采用自主设计的双螺旋内混热解反应器，利用热解气燃烧供能，通过分段式加热进行反应强化和能量品质优化匹配，实现装置的小型化和紧凑化和移动化。设计的紧凑式装置系统在相同处理量下，体积只有传统设备的1/5，生物油产率高达50%，具有可观的经济效益。制备的生物油品质较好，通过简单提质后可与汽柴油混合使用，有望实现生物质“分散式制油-集中化炼制”模式。
东南大学
2021-04-11
5MW生物质固定床气化发电装备技术
目前我国生物质热化学转化技术应用较多的是固定床气化，但生产规模普遍较小且高效连续运行性能差，尚无法适应以发电为代表的规模化利用方式。因此，在生物质转化利用领域，开发规模化高效可靠的气化技术是迫切需要攻克的关键技术。2007年华东理工大学主持实施世界银行的全球环境基金项目（CRESP）“规模化生物质固定床气化炉的研制”，之后又负责完成了多项相关重点科研，核心装备技术于2009年7月通过专家验收。本项目的技术原理是将生物质燃料通过固定床自热气化生产可燃气体，其关键技术包括气化炉控温防止结渣、降低飞灰夹带及燃气深度净化等。本项目核心装备—固定床气化炉的单炉产气量大于5000m3 /h，采用典型农作物秸秆为原料的燃气热值大于1500kcal/m 3 ，同时还可获得焦油和草木灰等副产品，气化系统运行高效、可靠而洁净，已完全达到规模化工业生产的要求。本项目成果可广泛应用于供气、发电和供热等场合。
华东理工大学
2021-04-11
5MW生物质固定床气化发电装备技术
目前我国生物质热化学转化技术应用较多的是固定床气化，但生产规模普遍较小且高效连 续运行性能差，尚无法适应以发电为代表的规模化利用方式。因此，在生物质转化利用领域， 开发规模化高效可靠的气化技术是迫切需要攻克的关键技术。2007年华东理工大学主持实施世 界银行的全球环境基金项目 (CRESP)“规模化生物质固定床气化炉的研制”，之后又负责完成 了多项相关重点科研，核心装备技术于2009年7月通过专家验收。 本项目的技术原理是将生物质燃料通过固定床自热气化生产可燃气体，其关键技术包括气 化炉控温防止结渣、降低飞灰夹带及燃气深度净化等。本项目核心装备—固定床气化炉的单炉 产气量大于5000m3 /h，采用典型农作物秸秆为原料的燃气热值大于1500kcal/m3 ，同时还可获 得焦油和草木灰等副产品，气化系统运行高效、可靠而洁净，已完全达到规模化工业生产的要 求。本项目成果可广泛应用于供气、发电和供热等场合。
华东理工大学
2021-04-11
无醛生物质胶黏剂制造与应用技术
项目采用豆粕、棉粕等植物蛋白为主要原料，开发出蛋白质活化、降粘、增强及快速固化等技术，创新植物蛋白胶黏剂施胶设备，解决了蛋白胶黏剂工业化应用的一系列难题,获国家发明专利12项。
黏剂产品具有涂布性能好、预压性好、固化温度低（110-120℃）固化速度快、耐水胶合强度高、成本低等优点，可用于单板类人造板生产。人造板产品力学性能表现优异，12小时水煮不开胶，无甲醛，胶黏剂产品成本与环保型三聚氰胺改性脲醛树脂相当，具有较好的性能与成本优势。
北京林业大学
2021-05-09
环保型生物质组分分离产业化技术
"生物质特别是木质生物质包括农业秸秆、木材等是地球上含量最丰富的可再生有机碳资源，主要由纤维素、半纤维素和木质素等组分结合构成。探索木质生物质的清洁高效并有规模化应用前景的分离与转化新方法新途径，以替代不可再生的石油、煤等化石基化学品、材料和能源，是本世纪初以来的科学热点领域之一。 本团队探索性发现并初步建立了一种固体碱-活性氧蒸煮分离木质生物质组分的方法，并由此建立了弱碱氧化体系制浆的新方法体系。利用该方法实现生物质组分分离过程中，采用环境友好的不溶于水但在水溶液中产生弱碱性的Mg基化合物作为催化剂（固体碱），并加入O2这一清洁化合物，蒸煮过程不含水溶性强酸、强碱和含硫化合物，生产过程中无传统分离方法的恶臭味产生，安全有效，固体碱可以回收再利用。分离的生物质组分一方面可用作纸浆等材料，另一方面可直接作为转化纤维素合成燃料乙醇和航空燃油的重要原料。 "
厦门大学
2021-04-10
生物质制备高品质含氧液体燃料技术与装备
提出在生物质快速热解制备生物油过程中通过分级冷凝获得生物油轻质和重质组分，将轻质组分采取低温、高温二级温和加氢，重质组分化学链制氢提供氢源，自氢制取高品质含氧燃料的新途径。建成了国内外首套千吨级生物质定向热解制备高品质含氧燃料示范装置，经第三方检测认定：可实现5.6吨生物质制备1吨目标产品，生物油总碳利用率89.3[[[[[%]]]]]，产品中醇类选择性达87[[[[[%]]]]]，制备的含氧燃料能够与汽柴油混合使用，动力性能相当，碳烟排放量可降低20[[[[[%]]]]]。相关成果获得2017年教育部自然科学一等奖。
东南大学
2021-04-11