化学化工学院娄永兵教授课题组在国际顶级期刊《ACS Nano》上发表题为“MoS2-Stratified CdS-Cu2‒xS Core−Shell Nanorods for Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Production”（二硫化钼层化硫化镉−硫

化石能源(煤、石油、天然气等)有限的储量及不可再生性，已无法满足人类的能源需求。同时，化石能源大规模使用产生大量的CO2、SO2、NOx等温室或有害气体，对生态环境造成了严重的负面影响。氢是地球上储量最丰富的元素，具有最高的单位质量能量密度(143.0 kJ/g)，且燃烧产物只有水，右图是一种十分理想的清洁能源载体。下图是理想的氢循环系统，其利用太阳能电解水制取氢气，并将氢气可逆储存于固态储氢材料，按需要应用于燃料电池中。氢气如何高效存储被认为是氢能大规模应用最需解决的首要问题。&n

额定压力（MPa） 35 工作环境温度（℃） -40~80 单瓶水容积（L） 140、170、210 重量储氢密度（单瓶） ≥3.3（wt）% 瓶组数量（只） 2-8 超压和超温检测和保护功能 有 过流保护功能 有 氢气泄漏检测功能 有 报警控制管理系统 有 产品描述：      拥有十余年压缩气体产品设计生产和制造经验，完善质量管理体系；奥扬氢系统采用轻量化和模块化设计，主要由氢气储存系统、氢气供给系统和氢气加注系统、氢气安全保护系统组成。产品均经过静推强度、冲击强度、气密等试验验证，具有较高的安全性、可靠性、经济性和实用性。 目前有燃料电池客车氢系统、燃料电池乘用车氢系统、燃料电池物流车氢系统、燃料电池重卡车系统、燃料电池有轨电车氢系统四款氢系统产品。 核心特点  ◆ 过压保护：设置比例卸荷阀，保护燃料电池的安全； ◆ 过温保护：设置TPRD，保护储氢气瓶的安全； ◆ 过流保护：每瓶设置过流阀，防止管路发生爆裂时，气体泄漏； ◆ 压力监测：设置高、中传感器实时监测系统压力，防止过压危险； ◆ 温度监测：每瓶设置温度传感器，实时监测系统温度，防止过温危险； ◆ 泄漏监测: 设置独立氢气防泄漏传感器，监测系统的氢气泄漏量，防止发生氢气积聚； ◆ 气体放空：独立放散管路，管路压力的快速、安全泄放防止氢气聚集； ◆ 模块设计：产品模块化设计，便于安装和整车布置； ◆ 轻量化：系统固定框架，采用高强度钢材铆合连接。

成果与项目的背景及主要用途： 污泥包括含城市污水厂污泥、给水厂污泥、排水沟道污泥、水体疏浚淤泥等， 其量远大于城市生活垃圾量，而且城市污泥含有较高的污染物含量。其中城市污 水厂剩余污泥的有机质含量为城市污水的 10 倍，污水厂脱水污泥饼中的致病微 生物含量比城市生活垃圾高几个数量级。此外，各种污泥中还可能含有重金属、 剧毒有机物等污染物质。因此，城市污泥对环境可能造成的危害是严重的。经机 械脱水后的污泥含水率仍高达 75～85％。如此高的含水对于污泥后续处理产生 了很大困难和较高的经济成本，如焚烧、填埋等，而污泥干燥则需要消耗很大的 热能，其成本更高。电渗透脱水（又称电场脱水或电脱水）是一种可以实现深度 脱水的技术方法。该技术是基于电场下固体颗粒表面产生的电渗流而进行的固－ 液分离过程，即利用外加直流电场增强物料的脱水能力。目前电脱水法的电场多 为双滚筒电场和板式平行电场。在应用中，双滚筒电场存在电脱水时间偏短和脱 水效率偏低的问题，板式平行电场则存在电场稳定性差和压力分布不均等问题。 技术原理与工艺流程简介： 在阴极侧添加吸水材料来改变水分的分离方式，实现电脱水中脱出水分的及 时转移，进而提高脱水率并降低电能消耗。 一种电场与压力协同作用下的污泥脱水造粒装置，其特征是由板状电极和造 粒挡板共同组成封闭或半封闭腔体，腔体两侧分别为板状导电体作为脱水电场的 阴阳极；阳极为金属平板，阴极为金属网状平板电极，分别与直流电源的正负极 相连接；造粒挡板的排泥口尺寸设计决定于出料颗粒大小要求和物料压力需要， 其开孔率为 30%—80%。在阴极与阳极之间将形成电场，机械压力在进泥的同时 直接作用在污泥上，电场的电压控制在 10～100V 之间，施加在泥饼两侧的机械天津大学科技成果选编 压力差值控制在 1000Pa～0.3MPa 之间。所述的直流电源采用非连续性供电方式。 所述的污泥与网状阴极间采用滤布隔离。所述的电场网状阴极外侧用吸水材料吸 去移动而来的水分，或采用刮板刮去移动而来的水分，或采用刷子刷去移动而来 的水分。 技术水平及专利与获奖情况： 连续自动脱水的水分转移装置及操作方法 200910069423.8 电场与压力协同作用下的污泥脱水造粒装置及方法 201110354974.6 环状电场与压力协同作用的污泥脱水造粒装置及方法 201210149545.X 应用前景分析及效益预测： 针对污泥机械脱水（仅能降低污泥含水率至 80%左右）这一瓶颈问题，采用 无滤布电渗透脱水方法进一步降低含水率至 60%以下，不仅减少污泥体积，且降 低污泥干化、焚烧的热能消耗，节省干化成本 20%-30%，并开发出操作简单、 运行可靠、经济适用的电脱水设备。 应用领域：环保工程 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模） 已有完整电脱水设备，欲与一家制造环保设备的企业合作实验。 合作方式及条件：面议

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。

Ø  成果简介：氢内燃机汽车将是启动氢能源经济的最现实的途径。针对氢内燃机的特殊要求，北京理工大学借助985二期工程经费支持，投资400万元建立了满足内燃机燃用氢气的整套试验台架系统，包括：集成的发动机动力测试系统、满足国际标准的氢供应系统、全天候安全系统、实时柔性标定控制系统、完备的动态测试系统、燃烧测试及排放分析系统。下图为已建成的氢内燃机试验台架。该台架是目前国内唯一的一个能够进行氢燃料内燃机系统开发的专用台架，其整体水平与福特公司的台架系统基本相当。Ø&nb

氢能是《国家创新驱动发展战略纲要》、《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》等国家重要战略规划的重点支持方向，氢能的开发和利用已经成为新一轮世界能源技术变革的重要路径。氢能应用的关键之一在千储氢技术，即如何实现安全、高效、经济的氢气储存。高压气态储氢具有设备结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快、温度适应范围宽等优点，在较长时间内将占据氢能储存的主导地位。 浙江大学相关团队在国内最早开展高压气态储氢技术与装备研究，原创性地提出了全多层高压容器结构，为我国首座商业规模制氢加氢站研制成功的拥有自主知识产权、国际上容积最大的全多层高压储氢容器，被誉称为“世界第一罐”；建立了纤维全缠绕高压储氢气瓶结构－材料－工艺一体化的自适应遗传优化设计方法，解决了超薄铝内胆成型、高抗疲劳性能的缠绕线形匹配等关键技术，实现了车载储氢瓶的轻晕化设计与制造，研制成功的车载轻质高压储氢瓶；自主构建了高精度的车载高压储氢容器快充温升仿真系统，率先提出了精确、可靠的温升控制方法，并研制成功车载高压储氢容器安全性能试验系统；主持起草多项国家标准，结束了我国高压气态储氢无国家标准的历史。相关发明专利已被科技部推选为先进能源技术领域的优秀成果。

针对车载氢能源的难题，开展纳米结构镁基合金复合材料储氢研究，特别开展了 Mg 纳米线的储氢性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的轻质储氢材料之一，但其缓慢的吸放氢动力学和相对高的操作温度，限制了它的发展。为了改善镁基材料的储氢性能，通过气相传输的方法制备了不同形貌的 Mg 纳米线。结果表明，改变载气流速、传输温度和沉积基底，可以控制 Mg 纳米 10线的长度和直径。测试结果显示，Mg 纳米线降低了脱附能垒，改善了热力学和动力学性能。实验结果显示，直径为 30-50nm 的 Mg 纳米线具有良好的可逆储放氢性能。 研究成果发表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授权发明专利 2 项。

针对车载氢能源的难题，开展纳米结构镁基合金复合材料储氢研 究，特别开展了 Mg 纳米线的储氢性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的轻质储氢材料之一，但其缓慢的吸 放氢动力学和相对高的操作温度，限制了它的发展。为了改善镁基材 料的储氢性能，通过气相传输的方法制备了不同形貌的 Mg 纳米线。 结果表明，改变载气流速、传输温度和沉积基底，可以控制 Mg 纳米 线的长度和直径。测试结果显示，Mg 纳米线降低了脱附能垒，改善 了热力学和动力学性能。实验结果显示，直径为 30-50nm 的 Mg 纳米 线具有良好的可逆储放氢性能。研究成果发表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授权发明专利 2 项。 

针对车载氢能源的难题，开展纳米结构镁基合金复合材料储氢研究，特别开展了Mg纳米线的储氢性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的轻质储氢材料之一，但其缓慢的吸放氢动力学和相对高的操作温度，限制了它的发展。为了改善镁基材料的储氢性能，通过气相传输的方法制备了不同形貌的Mg纳米线。结果表明，改变载气流速、传输温度和沉积基底，可以控制Mg纳米线的长度和直径。测试结果显示，Mg纳米线降低了脱附能垒，改善了热力学和动力学性能。实验结果显示，直