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成果簡介：高效低成本VOCs回收系統(tǒng)主要用于石油化工等領(lǐng)域的有機(jī)氣體資源化回收治理。該系統(tǒng)分別采用了渦輪膨脹制冷技術(shù)和微通道深冷換熱技術(shù)。渦輪膨脹制冷技術(shù)制冷溫度低且效率高；微通道深冷技術(shù)能夠顯著提高換熱效率，在壓力僅降升高2~3倍的情況下，將Nu數(shù)提高6~8倍，回收率可達(dá)到99%以上，排放低于120mg/m3，同時可以降低系統(tǒng)能耗30%以上。與傳統(tǒng)的回

飛輪儲能技術(shù)是一種新興的電能存儲技術(shù)，它與超導(dǎo)儲能技術(shù)、燃料電池技術(shù)等一樣，都是近年來出現(xiàn)的有很大發(fā)展前景的儲能技術(shù)。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 飛輪儲能技術(shù)是一種新興的電能存儲技術(shù)，它與超導(dǎo)儲能技術(shù)、燃料電池技術(shù)等一樣，都是近年來出現(xiàn)的有很大發(fā)展前景的儲能技術(shù)。雖然目前化學(xué)電池儲能技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，但是，化學(xué)電池儲能技術(shù)存在著諸如充放電次數(shù)的限制、對環(huán)境的污染嚴(yán)重以及對工作溫度要求高等問題。這樣就使新興的儲能技術(shù)越來越受到人們的重視。尤其是飛輪儲能技術(shù)，已經(jīng)開始越來越廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)外的許多行業(yè)中。

1 成果簡介潮流發(fā)電技術(shù)是利用適當(dāng)?shù)哪芰哭D(zhuǎn)換裝置，將由海洋或河流水面的自然升降造成的水流動能，或者因為太陽能輸入不均而形成海水流動所致的動能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。潮流發(fā)電屬于一種新型的清潔、可再生能源利用方式。 潮流發(fā)電的主要發(fā)電裝置位于洋面或河面以下，基本不占用或占用極少陸地面積，且沒有類似風(fēng)力發(fā)電機(jī)的噪聲，是一種被人們普遍看好的新能源。而且， 潮流發(fā)電不需要建設(shè)大壩或堤堰，是借自然的流動直接通過水輪機(jī)獲取能量。所以潮流發(fā)電涉及的工程投資很少，裝置相對簡單，可以在交通欠發(fā)達(dá)的山村、漁村及海島建設(shè)獨(dú)立的電源系統(tǒng)，能夠有效解決當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)和生活用電、降低電力成本。 清華大學(xué)在水能和海洋能的工程利用方面進(jìn)行了長期研究；研究了適合潮流發(fā)電的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪及葉片翼型，獲得了多項發(fā)明專利；利用先進(jìn)的 CFD 技術(shù)模擬發(fā)電裝置的各種運(yùn)行工況，并優(yōu)化了水能轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。目前單機(jī)的發(fā)電功率為 1.5~10kW，效率達(dá)到國際領(lǐng)先水平。2 應(yīng)用說明潮流發(fā)電技術(shù)主要用于建設(shè)孤立電源系統(tǒng)，或在獲得特殊許可情況下向電網(wǎng)供電。在進(jìn)行發(fā)電廠站選址設(shè)計時，需開展充分調(diào)研，獲取必要的信息，如海洋或河流的水文數(shù)據(jù)（如常年的水流速度、水位、含沙量等）、對電能質(zhì)量及容量的需求、儲能方式等。 潮流發(fā)電技術(shù)不涉及建設(shè)移民，工程量小，發(fā)電裝置的安裝簡單、便利，基本上不抬高洋面或河面，對生態(tài)環(huán)境沒有影響。因此，潮流發(fā)電技術(shù)除了適用于能源相對缺乏的我國東部和東南沿海地區(qū)以開發(fā)豐富的海洋能外，尤其適合在偏遠(yuǎn)山區(qū)、西藏等生態(tài)脆弱的地區(qū)開發(fā)內(nèi)陸河流的水能，滿足社會發(fā)展和人們生活的需要。3 應(yīng)用范圍潮流發(fā)電技術(shù)一般適用于開發(fā)非集中的河流水能和海洋能，因而發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量一般小于 10kW（尤其在海洋環(huán)境中）。如果在內(nèi)陸河流上開發(fā)電能，配置相應(yīng)的變速裝置后可達(dá)到數(shù)百 kW。潮流發(fā)電技術(shù)最佳的應(yīng)用流速為 2.5~6 m/s。流速在 1.0~2.0 m/s 時，屬于技術(shù)可利用范圍，但隨著流速降低項目經(jīng)濟(jì)性變差。

人工智能3D噴膠柔性生產(chǎn)線主要由工業(yè)機(jī)器人機(jī)器人，3D視覺系統(tǒng)，自動噴膠系統(tǒng)、自動清洗系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送線、安全系統(tǒng)及限屬設(shè)備組成。系統(tǒng)中機(jī)器人無需編程，由3D視覺算法引導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行噴膠作業(yè)噴膠軌跡根據(jù)產(chǎn)品型號、位置、歪斜角度等自動調(diào)整。人工智能3D視覺噴膠系統(tǒng)內(nèi)置多種先進(jìn)深度學(xué)習(xí)算法，可識別包括金屬件、盒狀物體、袋狀物體、瓶狀物體等在內(nèi)的多種物體，物體既可緊密貼合，亦可隨意堆疊。支持帶有復(fù)雜圖案，反光膠帶，面單的物體，支持表面反光或暗色的物體。流程化的界面，簡單易懂;完全開放式的后臺，支持用戶進(jìn)行定制化算法開發(fā)，幫助實(shí)現(xiàn)全自動化標(biāo)定;可視化、無代碼的編程界面，一鍵仿真;用戶無需編寫任何代碼，即可學(xué)會操作機(jī)器人;完全圖形化交互界面，功能圖標(biāo)直觀易懂，拖式操作能快速搭建視覺方案

量子隱形傳態(tài)是建立遠(yuǎn)距離量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。相比二維系統(tǒng)，高維量子網(wǎng)絡(luò)具有更高的信道容量、更高的安全性等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的廣泛關(guān)注。如何實(shí)現(xiàn)高效的高維量子隱形傳態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前量子信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 為了實(shí)現(xiàn)高維量子通信，李傳鋒、柳必恒等人從2016年開始采用光子的路徑自由度編碼，解決了路徑比特的相干性問題[PRL 117, 220402 (2016)]，制備出了高保真度的三維糾纏態(tài)[PRL 117, 170403(2016)]；解決路徑維度擴(kuò)展問題，實(shí)現(xiàn)了32維量子糾纏態(tài)[PRL 125, 080503 (2020)]；解決路徑自由度的傳輸問題，實(shí)現(xiàn)了高維量子糾纏態(tài)在11公里光纖中的有效傳輸[Optica 7, 738 (2020)]等。研究組從2017年起開始了高維量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗研究。然而理論研究表明，在線性光學(xué)體系中，必須采用輔助粒子才能實(shí)現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài)。 為了實(shí)現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài)，研究組首先巧妙的提出了糾纏輔助的方式，利用log2d-1個輔助糾纏光子對就可以高效的實(shí)現(xiàn)d維的量子隱形傳態(tài)，從而解決了資源消耗問題。然后實(shí)驗上利用主動反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑間的相位鎖定，干涉可見度在45小時內(nèi)保持在0.98的水平，從而利用六光子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了三維的量子隱形傳態(tài)。研究組對三維量子隱形傳態(tài)過程做了過程層析，保真度達(dá)到0.596，以7個標(biāo)準(zhǔn)差超過了經(jīng)典極限值1/3，證實(shí)了三維量子隱形傳態(tài)過程的量子特性。高效的高維量子隱形傳態(tài)的實(shí)現(xiàn)為構(gòu)建高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

項目成果/簡介:量子隱形傳態(tài)是建立遠(yuǎn)距離量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。相比二維系統(tǒng)，高維量子網(wǎng)絡(luò)具有更高的信道容量、更高的安全性等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的廣泛關(guān)注。如何實(shí)現(xiàn)高效的高維量子隱形傳態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前量子信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 為了實(shí)現(xiàn)高維量子通信，李傳鋒、柳必恒等人從2016年開始采用光子的路徑自由度編碼，解決了路徑比特的相干性問題[PRL 117, 220402 (2016)]，制備出了高保真度的三維糾纏態(tài)[PRL 117, 170403(2016)]；解決路徑維度擴(kuò)展問題，實(shí)現(xiàn)了32維量子糾纏態(tài)[PRL 125, 080503 (2020)]；解決路徑自由度的傳輸問題，實(shí)現(xiàn)了高維量子糾纏態(tài)在11公里光纖中的有效傳輸[Optica 7, 738 (2020)]等。研究組從2017年起開始了高維量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗研究。然而理論研究表明，在線性光學(xué)體系中，必須采用輔助粒子才能實(shí)現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài)。 為了實(shí)現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài)，研究組首先巧妙的提出了糾纏輔助的方式，利用log2d-1個輔助糾纏光子對就可以高效的實(shí)現(xiàn)d維的量子隱形傳態(tài)，從而解決了資源消耗問題。然后實(shí)驗上利用主動反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑間的相位鎖定，干涉可見度在45小時內(nèi)保持在0.98的水平，從而利用六光子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了三維的量子隱形傳態(tài)。研究組對三維量子隱形傳態(tài)過程做了過程層析，保真度達(dá)到0.596，以7個標(biāo)準(zhǔn)差超過了經(jīng)典極限值1/3，證實(shí)了三維量子隱形傳態(tài)過程的量子特性。高效的高維量子隱形傳態(tài)的實(shí)現(xiàn)為構(gòu)建高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

項目研究的背景及用途:本項目的出發(fā)點(diǎn)是將我國大量的生物質(zhì)及城市有 機(jī)廢物資源(如農(nóng)作物廢棄物、林業(yè)廢棄物、城市垃圾中豐富的有機(jī)物、造紙造 漿中的廢物、酒精生產(chǎn)廠的廢液廢渣、動物糞便、食品加工中的廢棄物、家庭中 有機(jī)垃圾、草類廢棄物，產(chǎn)量約每年 30 億噸)高效轉(zhuǎn)化為清潔的電力。我國當(dāng)前 的生物質(zhì)及城市有機(jī)廢物資源沒有得到合理的利用。 利用生物質(zhì)作為能源，不僅僅是解決了長期的能源供給問題，更重要的是 大大緩解了環(huán)境保護(hù)的壓力。本項目的技術(shù)路線所排放的其他污染物如硫化物、 粉塵粒子的濃度也大大低于現(xiàn)有的燃煤發(fā)電廠。此外，高效、清潔的氣化發(fā)電技 術(shù)可以克服現(xiàn)有的城市垃圾處理處置方式的缺點(diǎn)。與現(xiàn)有垃圾焚燒爐技術(shù)相比， 本項目的技術(shù)路線具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)發(fā)電效率高;(2)炭轉(zhuǎn)化率高、能量利用率高;(3) 排放的二次污染物少;(4)初投資和遠(yuǎn)行費(fèi)用低。 本項目的目的是有效地利用生物質(zhì)及城市有機(jī)廢物，通過流化床氣化的方式 將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Α４_保生產(chǎn)電力的成本可以與現(xiàn)有的燃煤電廠競爭，同時確保生 產(chǎn)過程符合環(huán)境友好性要求，沒有明顯的二次污染。 成果水平及主要技術(shù)指標(biāo):本技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,在國際上也是領(lǐng)先 的。目前正在申報發(fā)明專利 2 項。天津大學(xué)科技成果選編 所需廠房占地面積:需要穩(wěn)定的生物質(zhì)或生活垃圾原料供應(yīng)(年需要量為 8000 噸左右);設(shè)備相對比較簡單，但需要由相關(guān)的廠家定制生廠;廠房面積約為 15000～20000 平方米;投資規(guī)模在 500 萬左右。 市場分析及效益預(yù)測:本項目的市場前景很大。以天津市為例，天津市 每年約有 600 萬噸生物質(zhì)資源，可發(fā)出功率為 90～100 萬千瓦的電。若考慮大量 種植能源作物，則可以發(fā)出更多的電，而且隨著發(fā)電規(guī)模的擴(kuò)大，可以顯著降低 成本。如果單座發(fā)電廠的規(guī)模在 2000～4000 kW，該發(fā)電成本與燃煤電廠相當(dāng)。 為天津市大量的生物質(zhì)廢物找到一條合理的利用途徑，同時解決了因城市有機(jī)垃 圾堆置而帶來的環(huán)境污染問題。 以 2000 千瓦的發(fā)電能力為例，投資回收期為 2.2 年，年盈利為 220 萬 左右。 6 海洋生物質(zhì)能源技術(shù)與裝備 7 生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制備生物燃料及高值化學(xué)品檢測平臺

手性氨基酸作為最重要的原料和中間體，市場規(guī)模也越來越大。本項目研發(fā)的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一種非天然的氨基酸，是一種重要的化工原料，被用作為多種手性藥物合成中的重要中間體，包括抗結(jié)核藥物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癲癇 藥物左乙拉西坦。D-蘇氨酸是天然氨基酸 L-蘇氨酸的光學(xué)異構(gòu)體，是一種非天然氨基酸。主要應(yīng)用于手性藥物、手性添加劑和手性助劑等領(lǐng)域，在制藥行業(yè)作為手性合成的手性源，主要用于生產(chǎn)新型光譜抗生素、D-蘇氨醇和多肽合成過程的蘇氨酸保護(hù)劑。L-天冬酰胺是常見的 20 種氨基酸之一，在食品、醫(yī)藥、化工合成、微生物培養(yǎng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。L-天冬酰胺可以作為添加劑用于清涼飲料,同時在腫瘤治療及蛋白質(zhì)糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸輸液，以及具有降壓、平喘、抗消化性潰瘍、胃功能障礙等功能，并可用于治療心肌梗死、心肌代謝障礙、心力衰竭、心臟傳導(dǎo)阻滯、疲勞癥等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)重要的添加劑。L-叔亮氨酸是一種非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空間位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不對稱合成中作為誘導(dǎo)不對稱的模板。隨著不對稱合成的發(fā)展, 叔亮氨酸的應(yīng)用也非常廣泛。又由于占空間大的叔丁基鏈及其疏水性, 它在多肽的合成中能夠很好地控制分子構(gòu)象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的穩(wěn)定性, 因此在藥物和生物應(yīng)用中正迅速地發(fā)展, 用于抗癌、抗艾滋病等藥物和生物抑制劑及肽等。