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在高温热泉极端环境烷烃代谢的微生物进化与起源
滇藏热泉生态系统中蕴含着丰富的微生物资源，包含大量的系统发育位置未知且功能奇特的神秘、新颖的微生物类群。课题组结合宏基因组学测序技术和生物信息学手段从中重构出14个具有甲烷/烷烃代谢能力的微生物基因组（图1），其系统发育多样性极高且独特，广泛分布于韦斯特古菌门、哪吒古菌门(Nezharchaeota)等TACK超级门中。值得一提的是，该课题组首次于奇古菌门(Thaumarchaeota)中发现其具有产甲烷功能。此前，奇古菌门以其好氧氨氧化能力而为众人所熟知，而课题组首次对其厌氧状态下产甲烷能力的发现表明我们目前对此门认知的局限性，神秘的自然界或将远远超出我们的认知。此外，组学技术的发展或将指引我们对其进化历史进行更全面的认知。课题组对这些未知生命的代谢特征进行了揭示，并发现除却传统的氢营养型产甲烷菌外，还有多种氢依赖的甲基营养性产甲烷菌，他们可吸收热泉生态系统中多种甲基底物以完成甲烷的产生（图2）。通过进化基因组分析，课题组还对古菌祖先的进化起源进行了推测，研究发现对于具有产甲烷能力的微生物类群，其甲烷代谢关键基因mcrABG相对较为保守，并无明显的水平基因转移时间发生；而对于烷烃氧化的微生物类群，水平基因转移对其多样性塑造有着深远影响。基于甲烷代谢基因的保守性，课题组对其祖先序列进行了序列重构，从而来推测祖先序列的最适生长温度，结果表明具有mcrABG标记基因的微生物类群或起源于高温生境（图3）。另外，由于 TACK和ASGARD超级门中，以及广古菌门中大部分支系均具有甲烷/烷烃代谢能力，且相应微生物相比其它同支系微生物有着更为悠久的进化历史，因此，课题组猜测地球早期生命中，古菌的祖先或具有甲烷和烷烃代谢能力。
中山大学
2021-04-13
室温热电材料
以MgSbBi为主要元素 N型热电新材料，在50-250℃的温度范围内具有和碲化铋基相当的热电性能和更好的力学韧性（3倍的KIC）（如图2所示），而元素价格仅为传统N碲化铋材料的1/4，因此有望取代传统N型室温热电材料，这是热电材料领域的重要突破。 该研究工作融合了能带结构工程调控材料的禁带宽度和Mn掺杂抑制材料的本征镁空位缺陷的技术策略，从而实现了该材料室温热电性能的突破。这项研究对于未来继续寻找更为性能优异的室温热电材料有很重要的指导意义。 此外，值得一提的是高性能的室温热电材料被列为2018年国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”之一。因此，新型的室温热电材料将成为下一个热电材料领域的热点。
南方科技大学
2021-04-13
热泵式干衣机
为了克服现有的电加热型干衣机高能耗、对室内热湿环境影响大、干衣衣料的范围较小等缺点和不足，本热泵型干衣机其最大的优点是低能耗、干燥品质高，其次热泵干衣机的干燥温度不会很高，故可扩大干衣机适用衣料的范围；同时热泵式干衣机无需设置排风管，对室内的热湿环境不会造成影响。 热泵式干衣机，在壳体内设置烘干箱，其特征在于：壳体内还设置有热泵制冷循环系统，烘干箱与热泵制冷循环系统之间由钢板隔开分为两个腔室，钢板上开有高温干燥空气进风口和高湿度空气出风口，烘干箱有两个金属软管分别与高温干燥空气进风口和高湿度空气出风口连接，形成空气循环系统；热泵制冷循环系统的压缩机经铜管依次与冷凝器、干燥器、节流阀、蒸发器、气液分离器串联连接，冷凝器与蒸发器之间连接有钢板，将冷凝器与蒸发器分为两个腔室，轴流风机位于冷凝器腔室，固接于钢板之上，钢板上开有孔，轴流风机的吸风口和钢板孔重合。 所述的烘干箱为滚筒式结构。其优点为：采用热泵循环制冷系统，高效节能，将烘干箱内的湿热空气经蒸发器、冷凝器热交换后，变成高温干燥的空气直接进入烘干箱，构成一个闭式的循环系统，无需设置排风管，因此大大降低了对室内的热湿污染；热泵制冷循环系统的设计工况确保了干衣温度不会过高，从而避免了于干衣温度过高而影响衣物的品质，因而扩大了干衣机适用衣料的范围。
上海理工大学
2021-04-11
低温热能驱动吸附制冷技术
能驱动吸附制冷技术是利用工业余热、废热、地热和太阳能辐射热作为驱动热源，通过固体吸附剂对吸附质（制冷剂）的周期性吸附、解吸过程实现制冷循环。吸附制冷技术是以吸附器（发生器）代替常规压缩制冷过程中的压缩机，几乎不消耗高品位电能，相对于压缩制冷而言，可以省电能70%以上。不使用会破坏大气臭氧层的制冷剂（氟里昂等氯氟烃类物质CFCs），臭氧层破坏指数（ODP）和温室效应指数（GWP）均为0。吸附制冷技术具有环保和节能两大优势。吸附制冷系统无运动部件，抗震、抗颠簸，可应用汽车空调、渔船制冷和宇航制冷等特殊场合。
南京工业大学
2021-04-13
低温热能驱动吸附制冷技术
与传统压缩式制冷技术不同，吸附式制冷技术可以利用太阳能、工业废热和地热等低品位热为驱动热源，采用环保制冷剂（如水、乙醇等），具有环保和节能两大优势，吸附制冷系统无运动部件，抗震、抗颠簸，可应用汽车空调、渔船制冷和宇航制冷等特殊场合。本研究室对吸附制冷的关键技术进行了长达20多年的研究工作，在核心技术-吸附制冷工质对（相当于压缩制冷系统的压缩机）研究方面有创新性成果，开发了水、乙醇和氨为工质的多孔材料-氯化钙复合吸附剂、SAPO系及MOFs吸附剂，并获得国家基金三项；首次设计和构建了“直接”再生方式实
南京工业大学
2021-01-12
化工生产中的热泵精馏、热泵蒸馏节能工艺和技术
化工生产中为了将不同的物料组分分离，往往存在大量的蒸发、蒸馏、精馏等过程，这些过程多采用蒸汽加热，一般同时需要公用工程提供冷却水以将蒸出物料冷凝。这些生产过程的蒸汽和冷却水消耗是生产能耗的最主要环节，过程能耗和冷却水消耗直接决定了产品的生产成本。随着煤炭、天然气、淡水等能源价格的大幅度上涨，一些化工产品的能耗成本迅速攀升，导致其生产成本增长，利润空间下降，甚至失去市场竞争能力。因此，降低蒸发、蒸馏、精馏等过程的能耗直接影响产品生存能力，本项目技术和工艺能同时大幅度降低上述过程的蒸汽和冷却水消耗，达到节能目标。
西安交通大学
2021-04-11
室温热电材料的研究成果
材料科学与工程系副教授刘玮书课题组在Mg2Sb1.5Bi0.5:Mn0.01刚性室温热电材料和离子液体调制的PEDOT:PSS/IL 柔性热电材料方面取得研究新进展，相关成果分别发表在Research和Journal of Materiomics上。在刚性Mg基新型室温热电材料方面，刘玮书课题组与南科大物理系张文清教授和黄丽副教授合作，揭示了基于电子输运通道保护思想的功率因子增益策略，提升了Mg热电材料的室温性能。相关成果以“The Electronic Transport Channel Protection and Tuning in Real Space to Boost the Thermoelectric Performance of Mg3+δSb2-yBiy near Room Temperature”为题发表在由中国科协与《Science》杂志合办的高水平综合性期刊Research上。在柔性PEDOT基新型室温热电材料方面，刘玮书课题组在离子液体改性PEDOT/IL有机柔性热电薄膜材料研究的基础上，加入了还原剂调控导电聚合物链氧化态优化策略，使材料在保持良好的力学性能的同时，提高薄膜的塞贝克系数从而达到优化薄膜性能的目的。相关成果以“Enhanced thermoelectric performances of flexible PEDOT:PSS film by synergistically tuning the ordering structure and oxidation state”为题发表在中国硅酸盐学会主办的高水平期刊Journal of Materiomics上。
南方科技大学
2021-04-11
柔性PEDOT基新型室温热电材料
该研究在基于以往使用离子液体处理PEDOT:PSS导电聚合物所取得成果的基础上，进一步优化了材料的塞贝克系数以实现更好的热电转换效率。对于PEDOT/IL复合有机热电材料，仅靠离子液体对PEDOT:PSS的有序性优化，复合薄膜的塞贝克系数并未得到显著改善,功率因子PF提升不明显。为提高复合物薄膜的塞贝克系数，研究人员提出了使用还原剂对PEDOT:P
南方科技大学
2021-04-14
商用热泵低温冷暖机
-35°C超低温制热高效节能热泵专用压缩机，超低温工况下比传统采暖方式节能50%绿色零排放，无漏电、燃爆等安全隐患系统集成控制，全自动运行，无需专人维护
山东力诺瑞特新能源有限公司
2021-09-13
刚性Mg基新型室温热电材料方面
该研究详细阐述了由于实空间中Mg-Mg化学键构成的电子输运通道远离阴离子位置，使Mg3Sb2-yBiy材料体系中合金化原子散射声子降低晶格热导率的同时对电子散射较弱，有利于实现电热输运的解耦与分别调控（如图1）。最终，研究成功实现Mg3Sb2-yBiy材料体系室温功率因子的进一步提升，并在Mg3+δSb1.0Bi1.0:Mn0.01材料中实现室温下
南方科技大学
2021-04-14