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一種獨(dú)特的仿生礦化刻蝕法，合成釕原子單分散的介孔單晶TiO 2 ，析氫性能極其優(yōu)異。高分辨透射電子顯微鏡與元素面掃描測(cè)試結(jié)果表明，單個(gè)釕原子的均勻分散在具有介孔結(jié)構(gòu)的TiO 2 晶體中。結(jié)合X射線光電子能譜與電子順磁共振測(cè)試結(jié)果，首次證實(shí)，釕表現(xiàn)出異常的+5高價(jià)態(tài)而非+4價(jià)，而晶格中的部分鈦原子接收來(lái)自釕的電子形成Ti 3+ 。在0.1 M KOH電解液中，Ru-TiO 2 的起始過(guò)電勢(shì)僅為82 mV，通過(guò)鋁還原調(diào)節(jié)樣品的電子結(jié)構(gòu)，其析氫性能得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，起始過(guò)電勢(shì)降低至45 mV，10 mA/cm 2 的電流密度下過(guò)電勢(shì)僅為150 mV。通過(guò)第一性原理的密度泛函計(jì)算證明，Ru 5+ 與Ti 3+ 協(xié)同作用降低了氫吸附能，使得其與氫吸附火山頂更為接近，從而獲得優(yōu)異的電化學(xué)析氫性能。

本發(fā)明提供一種基于石墨烯/介孔碳納米復(fù)合材料生物傳感器及其制備方法。本發(fā)明包括采用水熱合 成法制備石墨烯/介孔碳納米復(fù)合材料，將其作為吸附酶固載材料；采用生物傳感及電化學(xué)原理，通過(guò)將 絲網(wǎng)和噴墨印刷相結(jié)合的方法制作檢測(cè)試紙，絲網(wǎng)印刷用于印制導(dǎo)電線路，采用非接觸的噴涂方式將敏 感生物元件噴印到電極支持物上，其中噴涂材料的噴涂量和噴涂面積可以控制。納米復(fù)合載體材料是在 石墨烯片層的兩面生長(zhǎng)介孔碳，制成石墨烯/介孔碳復(fù)合材料，將其作為載體固載酶，與生

本項(xiàng)目擬進(jìn)一步技術(shù)升級(jí)轉(zhuǎn)化的核心技術(shù)科技成果“基于燃料電池增程器時(shí)滯特性的瞬時(shí)優(yōu)化能量管理策略”來(lái)源于“十二五”863計(jì)劃《燃料電池轎車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)研究與開(kāi)發(fā)》（2011AA11A265）項(xiàng)目。圍繞該核心技術(shù)，項(xiàng)目申請(qǐng)人已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利7項(xiàng)，其中4項(xiàng)已授權(quán)，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文二十余篇，并與上海大眾汽車(chē)有限公司開(kāi)展了初步的技術(shù)轉(zhuǎn)化合作。1 技術(shù)簡(jiǎn)介  針對(duì)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)具有多個(gè)車(chē)載能量源這一特點(diǎn)，申請(qǐng)人從綜合考慮動(dòng)力蓄電池和燃料電池增程器協(xié)調(diào)工作的角度出發(fā)，提出了一種源于ECMS策略（等效燃料最小策略）的基于損失功率最小算法(minimum loss power algorithm，MLPA)的瞬時(shí)優(yōu)化能量管理策略。該策略算法思想為，基于試驗(yàn)得到的各關(guān)鍵部件效率特性圖，構(gòu)造動(dòng)力蓄電池、燃料電池、DC/DC等關(guān)鍵部件在每一時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的損失功率函數(shù)，這些部件損失功率函數(shù)在每一時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的線性疊加構(gòu)成了多能量源動(dòng)力系統(tǒng)損失功率指標(biāo)函數(shù)，通過(guò)使該指標(biāo)函數(shù)在每一時(shí)間步長(zhǎng)取值最小（系統(tǒng)效率最高）來(lái)確定燃料電池增程器功率輸出。圖1為該控制策略導(dǎo)出的燃料電池實(shí)時(shí)功率輸出優(yōu)化控制曲面。 通過(guò)仿真及實(shí)車(chē)轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)該策略具有以下優(yōu)點(diǎn)，如圖2-3所示：1）該MLPA瞬時(shí)優(yōu)化能量策略對(duì)工況適應(yīng)性強(qiáng)，多種常見(jiàn)工況下（NEDC，UDDS，HWFET，勻速工況）經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)能量策略。2）多種常見(jiàn)工況下，該MLPA瞬時(shí)優(yōu)化能量管理策略均能夠控制燃料電池功率輸出變化平緩，實(shí)現(xiàn)了“淺充淺放”，有利于燃料電池以及蓄電池的壽命保護(hù)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于含碳固體燃料的催化氣化處理裝置及其應(yīng)用，該裝置包括物料混合組件、預(yù)熱移動(dòng)床反應(yīng)器、流化床氣化爐、第一氣固分離器、第二氣固分離器和洗滌塔，其中，該預(yù)熱移動(dòng)床反應(yīng)器包括內(nèi)殼體和外殼體；流化床氣化爐與預(yù)熱移動(dòng)床反應(yīng)器相連；第一氣固分離器分別與流化床氣化爐和預(yù)熱移動(dòng)床反應(yīng)器連接；第二氣固分離器與預(yù)熱移動(dòng)床反應(yīng)器相連；洗滌塔通過(guò)氣體冷卻器與第二氣固分離器相連。本發(fā)明的裝置將含碳固體燃料(如石油焦)與催化劑在進(jìn)入流化床氣化爐之前提前熱處理，使得石油焦與催化物質(zhì)反應(yīng)生成中間復(fù)合物，從而在流化床氣化爐中有氣流強(qiáng)烈擾動(dòng)時(shí)石油焦與催化物質(zhì)不易分離得到良好的催化效果。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于 dSPACE 的固體氧化物燃料電池?zé)犭娞匦阅M系統(tǒng)，包括仿真單元、仿真控制單元、傳感器測(cè)量單元。仿真單元包括 PC 和 dSPACE 及接口板。仿真控制單元包括電壓可調(diào)電源、電堆熱模擬系統(tǒng)以及負(fù)載。傳感器測(cè)量單元包括電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊、K 型熱電偶以及 PLC。其中電壓可調(diào)電源輸入是 220V 交流市電，輸出為 0-30V 可調(diào)，電堆熱模擬系統(tǒng)通過(guò)均勻分布在電池片上的電熱絲來(lái)模擬輸入氫氣

本團(tuán)隊(duì)采用獨(dú)特的從“0 到 1”的原創(chuàng)水相體系制備技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)鉑載量從 30-60%不同系列鉑碳催化劑的小規(guī)模批量制備。以典型的50%鉑碳催化劑為例，催化劑粒徑 2.5nm，均勻分布，BET 面 積 260m2/g，電化學(xué)活性面積 80 m2/g，初始質(zhì)量活性 0.25 A/[email protected]；按照 DOE 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，3 萬(wàn)圈循環(huán)，電化學(xué)活性面積衰減30%，質(zhì)量活性衰減 35%。小規(guī)模量產(chǎn)的鉑碳催化劑一致性偏差小于5%，且制備過(guò)程環(huán)保、成本低、性?xún)r(jià)比優(yōu)良。以此鉑碳催化劑制備的膜電極功率密度大于 1.1W/[email protected]。 鉑基合金催化劑包括鉑鎳碳和鉑鈷碳，催化劑中活性組分含量大于45%，平均粒徑 3.6nm，BET面積305 m2/g，電化學(xué)活性面積 65 m2/g，初始質(zhì)量活性 0.55 A/[email protected]；按照DOE測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，3萬(wàn)圈循環(huán)，電化學(xué)活性面積衰減30%，質(zhì)量活性衰減30%。    

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳教授課題組與楊晴教授課題組合作，通過(guò)引入少量鈷改良鉬鎳合金催化劑，創(chuàng)制出一種低成本、CO耐受性好的非貴金屬氫氧化催化劑。

本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)固體燃料顆粒物單顆粒識(shí)別與分析的方法，其利用計(jì)算機(jī)控制掃描電鏡技術(shù)(CCSEM)分析固體燃料燃燒后收集的灰樣，由粒徑換算公式將 CCSEM 所測(cè)每個(gè)灰顆粒的幾何粒徑換算為空氣動(dòng)力學(xué)直徑，可識(shí)別出飛灰中各粒徑段的顆粒物，如具有代表性的空氣動(dòng)力學(xué)直徑 0.5-10μm 粒徑段的 PM0.5-10，以及 PM0.5-2.5 和PM2.5-10 等。通過(guò)分析灰顆粒的粒徑與礦物組成信息，可得到PM0.5-2.

燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料電池的氫氣來(lái)源現(xiàn)在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質(zhì)餾分、汽油和煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，汽油和煤油具有價(jià)格便宜、攜帶便利、常溫下穩(wěn)定性高、供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于家庭、汽車(chē)、野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料電池的氫氣來(lái)源現(xiàn)在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質(zhì)餾分、汽油和煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，汽油和煤油具有價(jià)格便宜、攜帶便利、常溫下穩(wěn)定性高、供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于家庭、汽車(chē)、野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池的燃油中的含硫量必須從現(xiàn)在的10ppm減少到1ppm以下。為了達(dá)到這種嚴(yán)格的超深度脫硫，在現(xiàn)在既存的石油加工廠通過(guò)加氫精制脫硫需要十分巨大的設(shè)備投資，實(shí)際上對(duì)于燃料電池用燃油的脫硫處于無(wú)法對(duì)應(yīng)狀態(tài)。另外利用化學(xué)吸附的吸附脫硫技術(shù)也在開(kāi)發(fā)中，但是吸附選擇性低，使用了高價(jià)的吸附劑，處理能力也比較低。

燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料 電池的氫氣源現(xiàn)在主要利用天然氣，甲醇，DME，輕質(zhì)餾分，汽油和 煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，煤油具有價(jià)格便宜，攜帶便利，常溫下穩(wěn)定性高，供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)。可以廣泛應(yīng)用于家庭，汽車(chē)， 野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池 的燃料油中的硫磺含有量必須從現(xiàn)在的數(shù)十 ppm 減少到 1ppm 以下。 為了達(dá)到這種嚴(yán)格的超深度脫硫，在現(xiàn)在既存的石油加工廠通過(guò)加氫 精制脫硫的話(huà)，需要十分巨大的設(shè)備投資，實(shí)際上對(duì)于燃料電池用燃 料油的脫硫處于無(wú)法對(duì)應(yīng)狀態(tài)。另外利用化學(xué)吸附的吸附型硫磺脫除 器正在開(kāi)發(fā)中，但是吸附選擇性低，使用了無(wú)法再生的高價(jià)吸附劑， 處理能力也比較低。 項(xiàng)目特色 本技術(shù)采用和現(xiàn)在的研究完全不同的想法，利用常壓低溫下的氧 化反應(yīng)，將煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化劑氧化，并通過(guò)常壓常 溫下的選擇吸附除去硫的氧化物砜，是一種新的低價(jià)脫硫法。無(wú)論在 國(guó)內(nèi)國(guó)外，像本技術(shù)一樣利用固定床流通式反應(yīng)裝置除去燃料油中的 硫磺化合物的研究很少有報(bào)告。這個(gè)超深度脫硫技術(shù)的反應(yīng)條件非常 溫和，應(yīng)用于燃料電池的燃料油重整器，可以很容易使燃料電池小型 化，輕量化。和傳統(tǒng)的高溫高壓下的加氫脫硫方法相比，本技術(shù)是在 溫和條件下的高效率脫硫法。和非氧化吸附式脫硫技術(shù)相比，脫硫效 率高數(shù)十倍，對(duì)于硫氧化物的選擇吸附性高，吸附劑可以再生，吸附 劑的使用量減少，可以降低成本。本項(xiàng)目的目的是將這個(gè)新的低價(jià)脫 硫法應(yīng)用于燃料電池的重整系統(tǒng)，制造出氫氣提供給燃料電池。 項(xiàng)目應(yīng)用前景 1. 利用氧化吸附脫硫法開(kāi)發(fā)煤油的超深度脫硫器 圖 1 是氧化吸附脫硫法的原理及煤油超深度脫硫器的概念圖。煤 油中的難脫硫化合物 DBT 在催化劑及氧化劑存在下，在常壓低溫下 很容易氧化，生成硫氧化物，然后通過(guò)常溫常壓下的吸附被除去。反應(yīng)容器里放入煤油及氧化劑，通過(guò)自然滴落在常壓下送進(jìn)填充了催化 劑的固定床流通式氧化反應(yīng)器，然后，常溫常壓下通過(guò)吸附器進(jìn)行吸 附，除掉氧化后的硫磺化合物。現(xiàn)在的研究結(jié)果是通過(guò)氧化吸附脫硫 法可以將煤油中的硫磺含量減少到 0.5ppm。 2．超深度脫硫煤油的重整反應(yīng) 圖 2 是利用 Ru 系催化劑對(duì)含不同濃度硫的煤油進(jìn)行水蒸氣重 整反應(yīng)的結(jié)果。其反應(yīng)是煤油和水生成 CO2 和 H2。從結(jié)果來(lái)看，不 含硫的煤油 750 度的重整反應(yīng)活性達(dá)到 100%，氫氣收率達(dá)到了 80%， 而含硫磺煤油的催化反應(yīng)表現(xiàn)出催化劑失活現(xiàn)象。 3．項(xiàng)目計(jì)劃 a.建立一套連續(xù)的氧化吸附脫硫裝置，改變催化劑，氧化條件及 吸附劑，將煤油中的硫磺含量減少到 0.1ppm。 b. 試做一套小型化脫硫裝置，進(jìn)行 1000，2000，10000 小時(shí)長(zhǎng)期 試運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)催化劑，吸附劑的壽命，再生的可能性，裝置的長(zhǎng)期 穩(wěn)定性進(jìn)行考察。 c.建立一套煤油的水蒸氣重整反應(yīng)裝置，利用超深度脫硫煤油進(jìn) 行水蒸氣重整，開(kāi)發(fā)高活性，長(zhǎng)壽命的重整催化劑。 d.將超深度脫硫器與重整反應(yīng)系統(tǒng)組合成試驗(yàn)用別體型重整器， 利用煤油制造氫氣提供給燃料電池。 e.所需的儀器設(shè)備 硫磺化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器（Sulfur Chemiluminescence Detector）， 氫 火 焰 離 子 檢 測(cè) 器 氣 相 色 譜 （ Gas Chromatography-Flame Ionization Detector）， 熱導(dǎo)池檢測(cè)器氣相色譜（ Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector）等