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一、團隊（專家）簡介高秀峰，男，工學博士、副教授，2000 年 12 月獲西安交通大學工學博士學位并留校任教。曾主持國際合作科研項目 3 項、國家自然科學基金項目 1 項、作為骨干成員參與國家 863 計劃 3 項、主持省部級及企業橫向科研課題 30 余項。參編手冊、專著、教材共 6 部，累計撰寫 100 余萬字。獲陜西省科學技術二等獎兩項（№1、№3）、陜西省高校科學技術二等獎兩項（№4、№5）、中國石油和化學工業聯合會技術發明三等獎一項（№1）。累計發表學術論文近 70 篇，其中SCI 和 EI 收錄 20 余篇，累計獲批發明與實用新型專利 20 余項，獲 CNG 加氣站壓縮機科技成果鑒定一項（№1）。先后從事《過程流體機械》、《過程設備設計》、《密封技術》、《粉體工程》、《過程裝備課程設計》等近 10 門專業主干課程的教學工作。擅長從事工程實踐類研究項目與實際產品的研發，擅長從事科研成果轉化與產業化推廣工作，主持研發的多項產品實現大規模產業化應用和市場推廣。主要研究方向1) 過程流體機械：石油、化工、動力、制冷用各種容積式壓縮機與流體輸送泵，主要專長為往復式壓縮機、渦旋式壓縮機

通過對建筑環境與設備系統的現場測試、建筑能源使用情況、建筑設備系統設計原始資料等，對建筑能源使用狀態進行審計，根據業主要求，可進行綠色建筑認證與既有建筑改造項目 LEED-EB 認證（研究團隊成員具有 LEED AP 資質），向業主提供建筑能耗使用評估分析報告，根據分析報告提出建筑能源使用薄弱環節，提出建筑及其建筑設備系統節能改造方案，以及改造后的節能率。研究團隊多年來通過工程實踐已進行了多項建筑能源審計與節能改造方案設計。

?  成果簡介：采用了由局部管理層、整車信息管理層、人機接口與通訊擴展接口層組成的三層綜合網絡系統結構，在國內首先實現了電動車整車網絡布線，自主定義了電動車輛CAN總線通訊協議，成功地實現了整個電動車的綜合控制，將電動車的各個部分組成為一個完整的有機整體。該技術主要解決了兩大問題：一是如何最有效地管理電動車輛有限的能量，實現電動車輛效率最大化，估計電池組的剩余電量及車輛續駛里程、單體電池及成組電池的檢測與電池組溫度控制、電機及空調等耗能部件的功率分配等內容；二是如何解決電動車輛運

1 成果簡介為減少排放，各國政府都在大力推行新能源汽車（ 電動汽車和混合動力汽車）。 由于儲能及動力裝置加重，致使新能源汽車的前橋載荷相應地加大，因此需要新能源汽車的轉向助力系統能提供更大的助力。新能源汽車助力轉向系統以車載供能裝置驅動電機產生助力，與傳統的液壓助力轉向系統相比，不僅可以獲得隨操舵力而變化的路感，而且可以獲得隨車速而變化的路感。 清華大學在新能源汽車及其轉向助力系統設計開發方面進行了多年的技術研究，獲得了一批處于國內領先地位的研究成果。2 技術指標（ 1）轉向助力隨車速而變化，車速低時轉向操縱輕便，車速高時轉向操縱變沉，沒有發飄 的感覺； （ 2）轉向助力過程中，轉向操縱手感平順； （ 3）轉向后，轉向盤有一定的自動回正能力。3 應用說明新能源汽車助力轉向系統是在機械轉向系統基礎上，加裝轉向盤轉矩傳感器、電機減速器總成、 控制器等組成。控制器根據采集得到的轉向盤轉矩和車速等信號，控制電機產生適當的助力以協助駕駛員進行轉向操縱。4 效益分析對原有轉向系統改進及新增傳感器、控制器等花費約 500~600 元/套，批量銷售 1000~1500元/套。

成果簡介新能源智能小區集成系統是高效、 智能化、 環保利用新能源（太陽能發電、風力發電、 小型燃氣輪發電系統） 于一體， 創造新型綠色環保智能小區的系統集成項目。成熟程度和所需建設條件技術成熟， 集成太陽能、 風力發電、 小型燃氣輪機、 儲能裝置為一體， 包好能量控制系統等。 智能小區、 邊遠無電力供應地區等。技術指標能夠與目前國家電網的相關指標相吻合， 不低于國家對系統并網的條件。市場分析和應用前景符

根據燃料電池外特性軟、動態響應慢的缺點，本項目提出了復合型燃料電池供電系統，利用能量管理控制策略控制系統中的能量流，確保系統高效可靠工作。本系統非常適用于混合動力汽車、應急備用電源等場合。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 新能源聯合供電系統是將風力發電、太陽能光伏發電、燃料電池以及蓄電池等結合在一起連續向負載供電系統。 南京航空航天大學航空電源重點實驗室已于2005年先后購買了300W風力發電機、1kW質子交換膜燃料電池和1kW太陽能光伏發電系統，并開展了關于風力發電、光伏發電和燃料電池發電的研究工作，本課題組已采用以上三套裝置分別進行了獨立系統的實驗研究，已取得很多研究進展。正在進行風光氫聯合供電系統的研究，目前已完成原理，正在進行實驗驗證。 1.燃料電池供電系統 氫能是一種清潔新能源，燃料電池是氫能應用的一個重要。根據燃料電池外特性軟、動態響應慢的缺點，本項目提出了復合型燃料電池供電系統，利用能量管理控制策略控制系統中的能量流，確保系統高效可靠工作。本系統非常適用于混合動力汽車、應急備用電源等場合。 2.太陽能光伏供電系統和風力發電系統 本研究首先建立太陽能電池和風力發電機的模型，以進一步了解其特性。其次根據不同輸入源的特性，設計高效率高功率密度功率變換器。采用最大功率追蹤技術控制系統，使得太陽能電池和風力發電機工作在最大功率點。 3.風光氫聯合發電系統 本研究將風力發電機、太陽能電池和燃料電池通過功率變換器組成了一套風光氫聯合發電系統，同時提出能量管理策略是通過控制變換器使風力發電機、太陽能電池和燃料電池既可以同時向負載供電也可以單獨向負載供電。由于風能和太陽能是可再生能源，應該盡可能多地利用，當其不足以提供負載功率時，由燃料電池配合其向負載供電。當夜晚和無風時，太陽能電池和風力發電機不能正常工作，由燃料電池單獨向負載供電。該系統可用于分布式供電也可并網發電。 三、知識產權及獲獎 教育部新世紀優秀人才（成果名稱：“燃料電池供電系統”）、江蘇省六大人才高峰計劃（成果名稱：“多種新能源聯合供電系統研究”；項目號：07-E-022）以及國家自然科學基金資助項目（成果名稱：“多輸入直流變換器電路拓撲及控制策略的研究”；項目號：50807024）的資助。目前共有3項專利在申請中。

半焦是利用低變質非煉焦煤低溫干餾所制得的固體產物，以其固定碳含量高（ >82% ）、電阻率高、化學活性高、灰分低（ <6% ）、低鋁、低硫（ <0.3% ）、低磷等特性，已逐步取代冶金焦而廣泛應用于電石、鐵合金、碳化硅等產品的生產。在半焦生產過程中，約有 10% 的半焦焦粉因粒度小，不符合生產工藝要求而未能加以利用。本項目 通過在半焦焦末中添加金屬、金屬化合物或非金屬及其化合物并進行中低溫熱處理，在比通常石墨化所必要的溫度更低時進行石墨化，并且因為金屬或非金屬粒子與碳原子的結合可同時實現功能化石墨粉的制備。可作為功能材料、添加劑、電極材料、貯氫材料等，廣泛應用于國防和民用領域，成為現代工業及高、新、尖技術發展必不可少的非金屬材料。

能源路由器是實現能源互聯網與配電網的信息交換與電能共享的核心電力電子裝置。現有的以固態變壓器為核心的電力變換裝置由于其拓撲結構落后，且效率低下，不能實現基于能源路由器的能源協調控制策略。針對上述難題，研發了一種應用于能源互聯網的能源路由器裝置，包括三相三電平雙向整流單元、六相交錯DC/DC雙向變換單元、自激軟啟動推挽式全橋DC/DC雙向變換單元、三相諧振軟開關雙向逆變單元、單相全橋雙向逆變單元；可實現從各能源終端將分布式電源并網，能量轉換形式更加多樣化，從根本上實現能量的雙向流動；多單元拓撲結構決定其可提供多種電壓等級電能，滿足多種負載與儲能設備的需求。

石墨電極在是冶金化工領域的大宗消耗材料，尤其是在鋼鐵冶金、鋁電解、鎂電解、多晶 硅、稀土冶金等高能耗產業，電極石墨的電阻率是影響產品能耗的關鍵因素之一，僅以鎂電解 為例，以目前最大的430kA金屬鎂電解槽來計算，陽極石墨電阻率每降低1Ωμ. m，將使每噸鎂 直流能耗下降375kWh，其節能效果十分明顯。目前我國電極石墨的電阻率一般在8-12Ωμ. m， 國外最先進指標為5Ωμ. m，我國的產品與國外相比差距較大，是造成冶金行業高能耗的原因之 一。本課題組開發了新型電極石墨制造工藝與配方，產品電阻率已經達到5.02Ωμ. m,與國際最 好水平相當，對促進節能降耗具有重要價值。 該技術主要是優化了新型石墨配方與制備工藝，大大降低石墨電阻率，同時提高了石墨電 極強度，經過表面處理的石墨電極，抗氧化強度提高了188倍，大大延長石墨電極高溫腐蝕條 件下的使用壽命。

一、 項目簡介石墨是典型的層狀結構材料，具有良好的導電性，潤滑性，化學穩定性。被廣泛用于冶金、電氣、機械等工業領域。直接使用卻具有密度大，分散度差等缺點。 石墨烯是碳原子緊密堆積成的單層蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料，是一種二維晶體，是構建其他維數碳質材料（如零維富勒烯、一維碳納米管、三維石墨）的基本單元。其性能遠遠高于石墨材料。石墨烯的理論研究已有 60 多年的歷史，但一直以來，人們普遍認為這種嚴格的二維晶體結構由于熱力學不穩定性而難以獨立穩定存在。直到 2004 年，英國曼徹斯特大學的研究組利用膠帶剝離高定向石墨的方法獲得了獨立存在的二維石墨烯晶體，為二維體系的實驗研究提供了廣闊的空間。目前石墨烯的制備方法有微機械剝離法、化學氣相沉積法（CVD）、外延生長法、電化學法、氧化石墨還原法等，其中機械剝離法得到的石墨烯片量少，隨機性大；CVD方法和外延生長法大多以SiC作為基底，成本高，可控性差；電化學方法的得到的石墨烯量較少，不易控制。氧化石墨還原法是通過在石墨表面引入含氧官能團，增大層間距，從而減小層之間的范德華力，然后通過超聲等方法改變其雜化狀態，再通過還原得到石墨烯。氧化石墨還原法以其低成本的優點成為目前使用最廣泛的方法之一，本發明涉及一種采用溶劑熱法在低溫下制備氧化石墨烯的方法，屬于功能材料制備技術領域。二、 項目技術成熟程度目前氧化石墨烯的制備方法主要是Hummers方法。該方法在敞開體系中，需要在制備氧化石墨烯的過程中采用先降溫，再分兩步升溫的三步法, 以及冷凝回流等輔助設備，過程中需要精確控制反應溫度且溫度高達98 °C，制備出來的氧化石墨烯還需要長時間超聲，步驟繁瑣，產物的濃度較低，不適合大量生產。本項目采用溶劑熱法在低溫下制備氧化石墨烯，減少了氧化劑的用量和生產時間。氧化石墨可以通過處理得到具有不同分散特性的母液。也可以直接進行還原,得到石墨烯。而且樣品在不干燥的條件下極易溶于水等溶劑，產量較大，大大減少了超聲的時間。三、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）該項目已經申請中國專利并于2013年獲得授權 （ZL201110414315.7），與該項目相關的工作也在國際期刊上進行了發表，但是仍有很多問題一直困擾商業化進程。我們實驗室也一直在圍繞各種問題開展工作。四、 市場前景（應用領域、市場分析等）石墨烯的水熱前驅體為氧化石墨，具有完全拉伸的層間距和外層表面富氧官能團，因此可以根據需求進行各種定向修飾，從而實現其親水、親油、高分散度、高電導率等特性，作為添加劑可以有效改善化工、冶金、電氣工業材料的性能，從而實現高回報率。五、 規模與投資需求（資金需求、場地規模、人員等需求）以石墨為原料，首先需要制備石墨烯的前驅體氧化石墨，再經后處理過程獲得各種性能石墨烯材料。由于后處理過程相對繁瑣， 耗時耗力，其資金投入完全取決于后處理工藝的優化情況。前期投入100萬元，其中包括設備費40萬， 原料費10萬， 占地100平米，人員5-10人，完全可以達到每天生產1公斤石墨烯產品。六、 生產設備玻璃器皿，反應釜， 超純水裝置，烘箱，超聲波設備，電動攪拌器，旋轉蒸發儀，離心機等基本設施。七、 效益分析功能化石墨烯是高附加值產品，目前市場上以克為單價銷售，價格在500元左右。以每日1公斤生產量計算，每天銷售額會達到50萬元。八、 合作方式多種方式可以選擇，主要是河北工業大學負責產品研發升級，企業一方負責生產與銷售。九、 項目具體聯系人及聯系方式（包括電子郵箱）項目聯系人： 任鐵真電話： 022 60204909郵箱： [email protected]