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本發(fā)明公開一種全綠色光電化學(xué)電池水解制氫的反應(yīng)裝置.該裝置包括水輪發(fā)電機(jī),光電化學(xué)水解裝置,外電路,其中水輪發(fā)電機(jī)的正極連接工作電極,負(fù)極連接到對電極上;水輪發(fā)電機(jī)是將水流動能轉(zhuǎn)換為電能,產(chǎn)生外加電場,主要由水輪機(jī)和螺旋槳組成;光電化學(xué)水解裝置中工作電極是采用磁控濺射法制備的ZnO薄膜封裝后構(gòu)成,或者是采用原子層沉積制備的TiO2薄膜,厚度60nm,300℃下ALD生長的多晶.本發(fā)明成功實(shí)現(xiàn)了完全依靠綠色可再生的清潔能源進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的光電化學(xué)電池.本發(fā)明采用的水輪發(fā)電機(jī)通過將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,再連接到光陽極材料上去,在無需外加偏壓的情況下即可高效地分解水產(chǎn)生氫氣,從而節(jié)約了能耗.

項(xiàng)目屬于化學(xué)工藝和能源高效轉(zhuǎn)化利用的交叉領(lǐng)域，先后列入國家“十一五”支撐計(jì)劃項(xiàng) 目、中國石油化工集團(tuán)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、中國石油天然氣集團(tuán)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。氣態(tài)烴非 催化部分氧化技術(shù)可廣泛應(yīng)用于焦?fàn)t氣、煤層氣、天然氣、油田氣、煉廠氣等氣態(tài)烴化合物制 備合成氣，是能源化工領(lǐng)域的核心技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊。 項(xiàng)目系統(tǒng)研究了氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)，主要創(chuàng)新點(diǎn)在于： (1) 基于轉(zhuǎn)化過程為傳遞控制的原理，創(chuàng)新性地提出了新型氣態(tài)烴非催化部分氧化燒嘴。 (2) 基于燒嘴與流場匹配的思想，提出了新的轉(zhuǎn)化爐拱頂隔熱襯里設(shè)置結(jié)構(gòu)型式。 (3) 提出了氣態(tài)烴非催化部分氧化新的流程組織模式、自動控制及安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的理 念，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氣態(tài)烴非催化部分氧化制合成氣成套工藝技術(shù)。該技術(shù)打破了 GE、Shell等跨國公司的壟斷，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)國際領(lǐng)先。

熱噴涂是通過對傳統(tǒng)激光熔覆的光學(xué)準(zhǔn)直、聚焦和整形以及與之配合送粉頭的重新設(shè)計(jì)從而實(shí)現(xiàn)均勻薄涂層的高速熔覆技術(shù)，目前受到廣泛關(guān)注。由于兼具熱噴涂快速沉積涂層特性以及激光熔覆冶金結(jié)合的特點(diǎn),有望成為規(guī)則表面實(shí)現(xiàn)替代電鍍硬鉻的新方法。冷噴涂是利用超音速氣流獲得高速粒子使其通過固態(tài)塑性變形沉積而制備技術(shù)的方法。超高速激光熔覆相比于傳統(tǒng)激光熔覆，激光能量主要作用粉末，能量分配：基材 20%，粉末 80%，粉末溫度高于熔點(diǎn)，修復(fù)產(chǎn)品表面粗糙度可小于 20 微米，修復(fù)厚度可低至 30 微米。

項(xiàng)目屬于化學(xué)工藝和能源高效轉(zhuǎn)化利用的交叉領(lǐng)域，先后列入國家“十一五”支撐計(jì)劃項(xiàng)目、中國石油化工集團(tuán)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、中國石油天然氣集團(tuán)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)可廣泛應(yīng)用于焦?fàn)t氣、煤層氣、天然氣、油田氣、煉廠氣等氣態(tài)烴化合物制備合成氣，是能源化工領(lǐng)域的核心技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊。 項(xiàng)目系統(tǒng)研究了氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)，主要創(chuàng)新點(diǎn)在于：（1）基于轉(zhuǎn)化過程為傳遞控制的原理，創(chuàng)新性地提出了新型氣態(tài)烴非催化部分氧化燒嘴。（2）基于燒嘴與流場匹配的思想，提出了新的轉(zhuǎn)化爐拱頂隔熱襯里設(shè)置結(jié)構(gòu)型式。（3）提出了氣態(tài)烴非催化部分氧化新的流程組織模式、自動控制及安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的理念，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氣態(tài)烴非催化部分氧化制合成氣成套工藝技術(shù)。該技術(shù)打破了GE、Shell等跨國公司的壟斷，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)國際領(lǐng)先。

在“雙碳”目標(biāo)的背景下，基于可再生能源電解水制氫是真正實(shí)現(xiàn)清潔氫氣來源的“綠氫”技術(shù)。然而，目前制約電解水制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一是貴金屬基電催化劑高昂的價(jià)格。近年來，研究者開發(fā)了多種廉價(jià)、高效的電解水陰極析氫非貴金屬電催化劑，其中硫化鉬（MoS2）基催化劑是迄今為止發(fā)現(xiàn)的析氫性能最好的非貴金屬催化劑之一，其具有類鉑活性。然而，這類高活性催化劑往往更易受到復(fù)雜催化反應(yīng)環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致催化劑表面發(fā)生重構(gòu)并破壞其幾何/電子結(jié)構(gòu)，造成催化劑失活。 基于此，本團(tuán)隊(duì)提出了具有分子選擇性的柵欄工程，解決了高活性Co摻雜MoS2析氫反應(yīng)催化劑活性與穩(wěn)定性之間的權(quán)衡問題。這一策略為設(shè)計(jì)高效、穩(wěn)定的非貴金屬基電催化劑的大規(guī)模應(yīng)用提供了新思路。當(dāng)將該MoS2基（Co-MoS2@CoS2）陰極催化材料與實(shí)驗(yàn)室自制的高活性鈷鎳雙金屬硒化物析氧反應(yīng)陽極配對用于實(shí)驗(yàn)室自制的堿性電解水（AWE）雙電極電解系統(tǒng)時(shí)，在電流密度400 mA/cm2下持續(xù)分解500 h沒有明顯的衰減。 隨著我國進(jìn)一步推進(jìn)去碳化，電解水制氫有望成為能源變革的核心。在此背景下，只有大力推廣電解水制氫，才能滿足不斷增長的綠氫需求。為此，需要大幅擴(kuò)大電解水制氫裝置規(guī)模，讓電解水制氫在國民經(jīng)濟(jì)去碳化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

超高純氨是LED行業(yè)、微電子行業(yè)中重要的原料氣體，主要應(yīng)用于金屬有機(jī)化學(xué)淀積法(MOCVD)制造外延芯片或氮化硅薄膜。過量的水分會嚴(yán)重影響工藝產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。氨氣中痕量水分析是氣體分析領(lǐng)域的難點(diǎn)之一，目前國內(nèi)外可以穩(wěn)定、準(zhǔn)確測量超高純氨氣中痕量水的方法只有光腔衰蕩法、紅外光譜吸收法和熱分解露點(diǎn)法。國標(biāo)中已將熱分解露點(diǎn)法列為檢測高純氨氣中痕量水分的方法，但國內(nèi)目前采用該種測定方法的單位為零，而且對熱分解露點(diǎn)法的研究也鮮有報(bào)道。本技術(shù)主要通過改進(jìn)熱分解露點(diǎn)法可以穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速的測量超高純氨氣中痕量水分。本技術(shù)主要設(shè)計(jì)、制作出氣密性良好的超高純氨進(jìn)樣器、氨分解反應(yīng)槽、熱分解露點(diǎn)裝置。制作了氨分解催化劑d并考察了分解槽溫度、氣體流速對所選用的四種氨分解催化劑在測試中的水分基線的影響及分解槽溫度、氣體流量對氨分解率的影響，篩選出最適合的氨分解催化劑d用以測量超高純氨中痕量水。采用熱分解露點(diǎn)裝置分析高純氮?dú)庵泻哿克?、超高純氨氣中痕量水，并用配有氦離子放電檢測器的氣相色譜檢測超高純氨中的痕量氧，折算出超高純氨中痕量水。與光腔衰蕩法、紅外吸收光譜法測試結(jié)果的比對分析證明熱分解露點(diǎn)法測試值準(zhǔn)確度較高，成本低，可用以分析超高純氨氣中痕量水分，最低檢測限約80ppb?？疾榱税狈纸鉁囟?、氣體流量對高純氨中痕量水分析的影響，從而確定熱分解露點(diǎn)裝置最佳工作條件?？疾榱俗儔褐脫Q、變流置換對縮短測試時(shí)間的影響，采用新的置換方式的測試時(shí)間是只平速吹掃所用時(shí)間的一半。比對了不同冷源的精密露點(diǎn)儀通過熱分解露點(diǎn)裝置測試高純氮?dú)?、高純氫氣、超高純氨氣的檢測限，制冷機(jī)為冷源的精密露點(diǎn)儀檢測限最低。

目前，亞磷酸母液中除鐵離子主要方法有離子交換和溶劑萃取法兩種，離子交換法存在著離子交換樹脂的再生問題，用強(qiáng)酸再生樹脂，再生液難于處理，對環(huán)境污染很大，溶劑萃取法一般使用正丁醇作溶劑，雖然溶劑可回收利用，但要求亞磷酸溶液濃度在15—30%之間，且溶劑用量很大，一次循環(huán)，亞磷酸收率很低，因此生產(chǎn)成本較高。鑒于以上方法的缺陷，我們利用在酸性條件下，直接用沉淀的方法除去亞磷酸溶液中的鐵離子，得到理想的效果，現(xiàn)已推廣至實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。技術(shù)應(yīng)用：該技術(shù)適用于亞磷酸生產(chǎn)廠家，可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品純度，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 工藝條件和除鐵效果： 該方法除去亞磷酸母液中的Fe3+和Fe2+離子效果顯著，工藝條件簡單，反應(yīng)溫度為40—500C，反應(yīng)時(shí)間為30—40min，亞磷酸母液中殘留的鐵離子濃度為4—7ppm。

北京大學(xué)物理學(xué)院人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐海潭研究員和耶魯大學(xué)Jack Harris教授研究組、芝加哥大學(xué)Aashish Clerk教授合作，在光力學(xué)研究中取得重要進(jìn)展。成果以“Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system”為題發(fā)表在《自然》（Nature）上（https://www.nature.com/articles/s41586-019-1061-2）。該工作提出了基于光力相互作用的非互易聲子耦合新原理，實(shí)現(xiàn)了非互易的聲子傳遞和新型光力制冷方法。 學(xué)諧振子在現(xiàn)代科技和生活中具有廣泛的應(yīng)用，大到引力波探測裝置，小到我們身邊的手機(jī)，涉及傳感、變頻、濾波等重要器件。一般的諧振子器件是互易的，即器件內(nèi)部或者兩個(gè)器件之間的聲子傳遞和方向無關(guān)。而非互易的諧振子器件對于全雙工聲子信號收發(fā)、聲子隔離等有著非常關(guān)鍵的作用，甚至還可以用來對熱能進(jìn)行單向傳遞，使冷的物體更冷，熱的物體更熱。圖a，基于光力相互作用的非互易聲子耦合機(jī)制。b，通過控制激光相位，聲子隔離度±30分貝連續(xù)可調(diào)。 光力學(xué)是光學(xué)和力學(xué)相結(jié)合的新興科研領(lǐng)域。光力相互作用可以用于光學(xué)和力學(xué)模式的精密調(diào)控和測量，有著重要的物理意義和實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)工作中的光力學(xué)系統(tǒng)由超高品質(zhì)因子的氮化硅納米薄膜和高精細(xì)度光學(xué)腔構(gòu)成。激光將聲子從納米薄膜的一個(gè)諧振模式轉(zhuǎn)化為光子，再變回另一個(gè)諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應(yīng)互相干涉，使聲子傳遞增強(qiáng)或者減弱。通過控制激光相位，實(shí)現(xiàn)了聲子隔離度在±30分貝范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)（如圖所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他們通過拓?fù)洳僮鲗?shí)現(xiàn)了瞬態(tài)的非互易聲子傳遞，而在最新的工作中，他們通過光力相互作用產(chǎn)生了聲子模式間靜態(tài)的非互易耦合，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的非互易聲子傳遞。 進(jìn)一步地，徐海潭等人實(shí)現(xiàn)了用非互易相互作用來調(diào)控并觀測諧振子的熱力學(xué)漲落。當(dāng)聲子傳遞是雙向的時(shí)候，兩個(gè)諧振模式通過交換熱聲子，對應(yīng)的溫度會互相接近。而當(dāng)聲子傳遞是單向的時(shí)候，被隔離的諧振模式把熱聲子傳遞給另一個(gè)諧振模式，這使得被隔離模式的熱聲子數(shù)減少，因此降低溫度，而另一個(gè)模式則升高溫度。從而通過非互易聲子傳遞實(shí)現(xiàn)了一種新型的光力制冷技術(shù)。該研究中所包含的創(chuàng)新方法也可以推廣應(yīng)用于其他電子、力學(xué)和光學(xué)等系統(tǒng)。 研究工作得到北京大學(xué)人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育部納光電子前沿科學(xué)中心和量子材料協(xié)同中心的支持。

其他成果/n油脂壓榨餅中殘油的提取方法，包括如下步驟：將油脂壓榨餅粉碎，加水進(jìn)行調(diào)質(zhì)，然后于密閉環(huán)境蒸炒和烘炒，再利用亞臨界萃取技術(shù)提取壓榨餅中油脂，毛油經(jīng)吸附精煉即得到具有濃郁風(fēng)味的油脂。本發(fā)明通過調(diào)質(zhì)加熱處理，利用亞臨界流體進(jìn)行萃取并采用固體精煉劑吸附的方法去除油脂中雜質(zhì)，在從風(fēng)味較弱的油脂壓榨餅提取的油脂中形成濃郁的香味，從而達(dá)到增強(qiáng)油脂風(fēng)味，使其產(chǎn)生令人愉悅的芳香的效果。本發(fā)明提高了油脂壓榨餅中殘油的商業(yè)價(jià)值，縮短了傳統(tǒng)工藝流程，減少了生產(chǎn)過程中的溶劑消耗量及能耗，精簡了精煉工序，顯著降低工業(yè)成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。