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本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料電池膜電極組件的復(fù)合方法及其裝置。該復(fù)合方法，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)測(cè)定 GDL 偏角，催化劑層偏角，根據(jù)角度差值引導(dǎo)機(jī)械手對(duì) GDL 旋轉(zhuǎn)糾偏。糾偏完成后測(cè)定和計(jì)算 GDL兩條邊緣的交點(diǎn)坐標(biāo)距離 GDL 采圖相機(jī)視野中心的 X 和 Y 向偏差，測(cè)定和計(jì)算催化劑層兩條邊緣的交點(diǎn)坐標(biāo)距離催化劑層采圖相機(jī)視野中心的 X 和 Y 向偏差，并結(jié)合兩個(gè)相機(jī)的機(jī)械安裝位置，計(jì)算出 GDL與催化劑層的位置綜合偏差，該綜合偏差用于引導(dǎo)機(jī)械手將 GDL 與催化劑層精確復(fù)合。

清華大學(xué)王保國(guó)教授團(tuán)隊(duì)從事膜分離和電化學(xué)工程的交叉領(lǐng)域科學(xué)研究，迄今已有近 20 年時(shí)間。他們從降低能耗角度出發(fā)，提出了“一體化”膜電極的概念，其核心是通過(guò)在多孔膜中，電催化劑原位取向生長(zhǎng)策略，降低電子/氣體/離子的傳遞阻力，從而提高電解水產(chǎn)氫速率。

一種超雙親多孔膜材料及其制備方法和應(yīng)用，步驟如下：（1）室溫下，先將碳納米管粉體和表面活性劑分散于水中，形成均一混合溶液；（2）向上述混合溶液中加入水性三聚氰胺甲醛樹(shù)脂溶液，混勻制得所需反應(yīng)液；（3）將上述反應(yīng)液刷涂或噴涂在干凈的多孔基材上，80~120℃干燥固化10~30min，即可制得超雙親油水分離用多孔膜材料。本發(fā)明所述的多孔膜材料既保持了原有泡沫銅基底良好的機(jī)械性能，同時(shí)又具有很好的超雙親性，即可截留水讓油通過(guò)，也可截留油讓水通過(guò)，從而具有雙重分離效果。

本項(xiàng)目是國(guó)家863計(jì)劃”85” 和”95”重大項(xiàng)目的階段性研究成果(合作單位:河北省科學(xué)院)。 包含”大面積高功率DC Arc Plasma Jet CVD金剛石膜高速沉積設(shè)備”和”大面積高質(zhì)量金剛石自支撐膜制備工藝”兩部分。其目標(biāo)是向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)提供大面積高質(zhì)量廉價(jià)金剛石自支撐膜。技術(shù)基本成熟, 設(shè)備和工藝已在廣東、北京和天津的一些工廠和研究院所應(yīng)用。目前已開(kāi)發(fā)兩種不同功率級(jí)別, 100千瓦級(jí)和30千瓦級(jí)的設(shè)備, 工具級(jí)金剛石膜沉積速率: 40～50mm/h, 沉積面積: ?110mm (100千瓦級(jí)), 或?60mm (30千瓦級(jí))。利用本項(xiàng)目技術(shù)生產(chǎn)的工具級(jí)金剛石膜可達(dá)到的指標(biāo): 面積: ????mm (100千瓦級(jí)), 或 ???mm (30千瓦級(jí)); 厚度: 最大2mm; 維氏硬度: 8000～11000 kg/mm2; 抗彎強(qiáng)度: > 300 MPa。光學(xué)級(jí)金剛石自支撐膜目前最大面積為?60mm, 厚度約0.6mm, 從紫外(0.22?m)到遠(yuǎn)紅外(>20?m, 直至微波)透明, 8～12?m波段透過(guò)率～70%, 熱導(dǎo)率～19W/cm.k, 各項(xiàng)物理化學(xué)性能均與天然Ⅱa型寶石級(jí)金剛石單晶接近。 該項(xiàng)目適用于光學(xué)級(jí)金剛石自支撐膜: 工業(yè)CO2激光器窗口, 需要在極端惡劣工業(yè)環(huán)境(高溫、腐蝕、幅射、磨損、沖刷等)下工作的光學(xué)裝置窗口、軍事窗口等。也可用于中高檔耐用裝飾品制作。 熱沉級(jí)金剛石自支撐膜: 半導(dǎo)體二極管激光器熱沉、功率半導(dǎo)體器件(Power IC)的金剛石封裝、MCMs (大規(guī)模集成電路的三維立體組裝技術(shù))用大面積金剛石熱沉、高功率微波器件熱沉。 工具級(jí)金剛石自支撐膜: 金剛石拉絲模模芯、金剛石自支撐膜釬焊工具、各種抗極度摩擦磨損工具和模具及儀器零件。

本項(xiàng)目所研究的電控調(diào)光膜材料即為聚合物分散液晶（Polymer dispersed liquid crystal，簡(jiǎn)稱PDLC）薄膜材料，其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殡娍刂悄懿ＡА⒋竺娣e柔性液晶顯示等。PDLC薄膜材料是將向列相液晶微滴均勻分散在高分子網(wǎng)絡(luò)中而形成的復(fù)合材料，當(dāng)未對(duì)PDLC薄膜施加電場(chǎng)時(shí)，在高分子網(wǎng)絡(luò)的作用下液晶分子的指向矢呈無(wú)規(guī)分布，薄膜呈強(qiáng)烈光散射狀態(tài)；當(dāng)對(duì)PDLC薄膜施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子的長(zhǎng)軸平行于電場(chǎng)排列（通常PDLC中所使用的液晶的各向介電常數(shù)為正），薄膜呈透明狀態(tài)。 目前，國(guó)外的PDLC薄膜生產(chǎn)廠家均采用熱固化法制備PDLC薄膜，而課題組所采用的為紫外光固化法，是世界上首家可以使用紫外固化法制備PDLC薄膜的科研單位，紫外光固化法相對(duì)于熱固化法，其固化速度快、節(jié)能環(huán)保、成品率高。并且所制備的PDLC薄膜電-光性能優(yōu)異，綜合電-光性能優(yōu)于其它國(guó)外PDLC薄膜生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的PDLC薄膜。

本項(xiàng)目是國(guó)家863計(jì)劃”85” 和”95”重大項(xiàng)目的階段性研究成果(合作單位:河北省科學(xué)院)。 包含”大面積高功率DC Arc Plasma Jet CVD金剛石膜高速沉積設(shè)備”和”大面積高質(zhì)量金剛石自支撐膜制備工藝”兩部分。其目標(biāo)是向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)提供大面積高質(zhì)量廉價(jià)金剛石自支撐膜。技術(shù)基本成熟, 設(shè)備和工藝已在廣東、北京和天津的一些工廠和研究院所應(yīng)用。目前已開(kāi)發(fā)兩種不同功率級(jí)別, 100千瓦級(jí)和30千瓦級(jí)的設(shè)備, 工具級(jí)金剛石膜沉積速率: 40～50mm/h, 沉積面積: ?110mm (100千瓦級(jí)), 或?60mm (30千瓦級(jí))。利用本項(xiàng)目技術(shù)生產(chǎn)的工具級(jí)金剛石膜可達(dá)到的指標(biāo): 面積: ????mm (100千瓦級(jí)), 或 ???mm (30千瓦級(jí)); 厚度: 最大2mm; 維氏硬度: 8000～11000 kg/mm2; 抗彎強(qiáng)度: > 300 MPa。光學(xué)級(jí)金剛石自支撐膜目前最大面積為?60mm, 厚度約0.6mm, 從紫外(0.22?m)到遠(yuǎn)紅外(>20?m, 直至微波)透明, 8～12?m波段透過(guò)率～70%, 熱導(dǎo)率～19W/cm.k, 各項(xiàng)物理化學(xué)性能均與天然Ⅱa型寶石級(jí)金剛石單晶接近。 該項(xiàng)目適用于光學(xué)級(jí)金剛石自支撐膜: 工業(yè)CO2激光器窗口, 需要在極端惡劣工業(yè)環(huán)境(高溫、腐蝕、幅射、磨損、沖刷等)下工作的光學(xué)裝置窗口、軍事窗口等。也可用于中高檔耐用裝飾品制作。 熱沉級(jí)金剛石自支撐膜: 半導(dǎo)體二極管激光器熱沉、功率半導(dǎo)體器件(Power IC)的金剛石封裝、MCMs (大規(guī)模集成電路的三維立體組裝技術(shù))用大面積金剛石熱沉、高功率微波器件熱沉。 工具級(jí)金剛石自支撐膜: 金剛石拉絲模模芯、金剛石自支撐膜釬焊工具、各種抗極度摩擦磨損工具和模具及儀器零件。

其他成果/n一種槲皮素包合物電紡絲納米膜、其制備方法及應(yīng)用。制備方法包括步驟：1)將槲皮素與β-環(huán)糊精溶于甲醇中，再加入助溶劑，回流攪拌，再持續(xù)加熱，減壓蒸餾除去溶劑，機(jī)械攪拌，自然降溫靜置過(guò)夜，過(guò)濾，沉淀依次用蒸餾水、甲醇洗滌，干燥，得到槲皮素-β-環(huán)糊精包合物；2)將槲皮素-β-環(huán)糊精包合物和玉米蛋白溶解到DMF中，得到電紡溶液；3)電紡絲納米膜的制備。通過(guò)本發(fā)明得到的槲皮素包合物電紡絲納米膜抑菌的同時(shí)有緩釋功能，可以用于野外擦傷碰傷等極端條件下，在長(zhǎng)期得不到有效治療時(shí)的防止感染、病情惡化的有效治療手段；還可以用于極易腐敗或需要高保鮮度的食品保鮮抗菌膜的研制。

本發(fā)明公開(kāi)了一種多功能單分散納米復(fù)合成膜液的制備方法，屬納米材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。其特征是 利用納米TiO2、ZnO、SiO2功能互補(bǔ)性能把納米TiO2、ZnO、SiO2粉體按比例分散在水中，并調(diào)節(jié)體系的 pH值，加入助成膜劑和成膜劑，使之成膜。采用長(zhǎng)時(shí)間的超聲振蕩使之呈單分散穩(wěn)定狀態(tài)。用該方法制得 的納米復(fù)合成膜液顆粒呈單分散狀態(tài)，穩(wěn)定性優(yōu)良，可直接作為分散液使用，也可在多種基材上涂覆成膜 且涂膜具有降解有機(jī)物、滅菌、耐老化、耐水洗和粘附牢固等優(yōu)異性能，可廣泛應(yīng)用于涂料、光催化、環(huán) 境凈化等領(lǐng)域，使納米材料的優(yōu)異性能得以充分發(fā)揮。本方法具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易控制，適用于規(guī)模化 制造等特點(diǎn)；產(chǎn)品應(yīng)用廣泛。

本發(fā)明屬于柔性電子生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備領(lǐng)域，并公開(kāi)了一種用于柔 性膜轉(zhuǎn)移的多自由度機(jī)械手，包括拾取單元、α轉(zhuǎn)動(dòng)模塊、γ轉(zhuǎn)動(dòng)模 塊、XYZ 三軸平移模塊、氣路分配單元和視覺(jué)定位單元，其中拾取單 元具備繞 Y 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的β轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，并可在軸向和周向上對(duì)吸附區(qū)域 進(jìn)行調(diào)整；α、γ轉(zhuǎn)動(dòng)模塊和 XYZ 三軸平移模塊則分別用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械 手繞 X 軸和 Z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的α和γ轉(zhuǎn)動(dòng)自由度以及 XYZ 三個(gè)方向的平動(dòng) 自由度；氣路分配單元執(zhí)行拾取單元內(nèi)部各個(gè)真空氣路的開(kāi)關(guān)控制和 真空度檢測(cè)；視覺(jué)定位單元用于實(shí)現(xiàn)柔性膜在 XY 平

1 成果簡(jiǎn)介作為一種清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置， 質(zhì)子交換膜燃料電池的理論比能量高達(dá)32940Wh/kg（ 在地面上使用時(shí)可不計(jì)空氣的質(zhì)量），是各種電化學(xué)電池體系中的理論比能量“ 絕對(duì)冠軍”， 而且功率密度高、電流密度大， 是最先進(jìn)的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)之一。現(xiàn)在世界各國(guó)正在加速其在民用領(lǐng)域的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。 利用質(zhì)子交換膜燃料電池國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵原材料，創(chuàng)新膜電極制備方法（“熱定型” CCM 制備法）和優(yōu)化制備工藝，開(kāi)發(fā)出了高性能、大面積的國(guó)產(chǎn)材料膜電極批量制備技術(shù)。并在模塊化燃料電池設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)模擬仿真的基礎(chǔ)上，研制出了空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機(jī)。該成果獲得全國(guó)第十九屆發(fā)明展覽會(huì)發(fā)明金獎(jiǎng)。空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機(jī)，主要由燃料電池、供氣軸流風(fēng)扇、陽(yáng)極間歇式排氣電磁閥、 DC/DC 穩(wěn)壓器和控制電路板等組成，燃料電池采用陰極與大氣貫通的開(kāi) 放設(shè)計(jì)和高效的自增濕專利技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)寬功率范圍的自增濕發(fā)電。在電化學(xué)發(fā)電過(guò)程中，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的熱管理和對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行預(yù)加濕，大大地減化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)比功率（ 265W/kg、 211W/L），并降低了成本，是一種實(shí)用性很強(qiáng)的新能源發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)采用普氫燃料，發(fā)電效率可達(dá)到 50%以上，功率密度可達(dá)到 300mW/cm2 以上，無(wú)污染。在分布式電站、交通動(dòng)力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。 燃料電池發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)： 上圖： 1.3 千瓦 空冷、自增濕式燃料電池發(fā)電機(jī) (43 cells)2 應(yīng)用說(shuō)明經(jīng)過(guò)近十年來(lái)的電動(dòng)汽車、 分布式電站、電源等領(lǐng)域的廣泛示范應(yīng)用（ 燃料電池已經(jīng)在航天、軍事上得到應(yīng)用，燃料電池備用電源和燃料電池家用電站正在開(kāi)始商業(yè)化）， 質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的成熟度已經(jīng)逐漸被用戶所接受。目前，其商業(yè)化主要問(wèn)題是成本較高（采用進(jìn)口材料成本昂貴）， 而本項(xiàng)目采用“ 863” 計(jì)劃“ 全國(guó)產(chǎn)材料燃料電池發(fā)電機(jī)” 成果，利用國(guó)產(chǎn)原材料制備燃料電池電堆，燃料電池材料供應(yīng)不僅有安全保障，而且還有低成本優(yōu)勢(shì)，可望克服燃料電池高成本的商業(yè)化障礙。3 應(yīng)用說(shuō)明本項(xiàng)目屬新能源發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。在分布式電站、交通動(dòng)力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。4 效益分析目前，質(zhì)子交換膜燃料電池的先進(jìn)制造水平為：電極催化劑載量為 0.5 毫克/平方厘米（電極）左右，電極性能可以在常壓空氣條件下達(dá)到 0.62V、 1A/cm2 (0.62W/ cm2)。如在批量生產(chǎn)的情況下， 1 千瓦的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆僅需要使用約 2 克的 Pt 催化劑、 0.2 平方米的質(zhì)子交換膜、 0.4 平方米的碳紙擴(kuò)散層和約 0.24 平方米模壓雙極板。考慮國(guó)產(chǎn)燃料電池材料的批量生產(chǎn)，估計(jì)能實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 1500 元/平方米（質(zhì)子交換膜）、催化劑 400 元/克（ Pt）、 300 元/平方米（碳紙）、 600 元/平方米（模壓石墨板）。 1 千瓦全國(guó)產(chǎn)材料燃料電池堆的關(guān)鍵材料成本可控制在 1500 元以下，這與目前進(jìn)口材料燃料電池 26000 元/千瓦的成本相比， 國(guó)產(chǎn)材料燃料電池堆具有十分誘人的前景，這一批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電站成本要求 8000 元/千瓦，距離交通動(dòng)力 500 元/千瓦的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)也為時(shí)不遠(yuǎn)。