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進入 21 世紀(jì)以來，電子與信息技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，各類微小型便攜式電子產(chǎn)品如手機、筆記本電腦、數(shù)碼影像設(shè)備等相繼涌現(xiàn)出來，給人們的生活帶來了極大的便利。但是電子產(chǎn)品升級換代的加快和產(chǎn)品功能的日趨多樣化，對現(xiàn)有微電源系統(tǒng)（鋰離子電池、鎳氫電池等）性能提出越來越高的要求，電子產(chǎn)品設(shè)計中的電源供需矛盾日益突出，形成所謂的“能量鴻溝”（ Power Gap ）。發(fā)展新的高比能電源系統(tǒng)已不可避免地成為突破下一代便攜式電子產(chǎn)品發(fā)展瓶頸的緊迫任務(wù)。基于微機電系統(tǒng)（ MEMS ）技術(shù)的燃料電池微電源系統(tǒng)，因具有高比能、高效率、清潔環(huán)保、使用方便等突出優(yōu)點而廣受關(guān)注。其理論能量密度為現(xiàn)有鋰離子電池 10 倍以上、能量效率可達(dá) 60~70% 、工作過程零排放、可瞬間完成燃料加注，是面向便攜式電子產(chǎn)品的新一代理想替代電源。

直接甲醇燃料電池（DMFC）由于使用液體甲醇作燃料，電池安全，系統(tǒng)簡單，運行方便，具有很廣闊的商業(yè)化前景。從目前的技術(shù)水平看，DMFC的功率密度比氫氧燃料電池低，因此這類電池更適用于小型電器中，如移動電話、筆記本電腦等。美國能源部認(rèn)為用于發(fā)電站和電動汽車的大型燃料電池，商品化制造成本一定要低于$500/kW，而對應(yīng)用于電子產(chǎn)品中的小型燃料電池，其制造成本可允許高達(dá)$2000/kW。與二次電池相比，微型或小型DMFC主要具有以下優(yōu)點：（a）長時間連續(xù)提供電能；（b）充加燃料方便，它可避免二次電池充電時間長、電池記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命短等不便；（c）無污染、回收處理方便。北京科技大學(xué)在國家自然科學(xué)基金委、教育部和國家863計劃支持下，開展了熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）和直接甲醇燃料電池（DMFC）的研究開發(fā)工作：（1）Pt基非貴金屬多元合金、Pt基過渡金屬或稀土金屬氧化物催化劑；(2)甲醇溶液中穩(wěn)定的輕質(zhì)雙極板等材料；(3)催化劑碳載體材料；（4）膜電極及直接醇類燃料電池組樣機。

復(fù)合垃圾衍生燃料制造技術(shù)是開發(fā)低成本、高固硫率和防潮抗水型，適用于工業(yè)鍋爐燃用的復(fù)合垃圾衍生燃料，可以適量加入粘結(jié)劑或根據(jù)生物質(zhì)具體性能對其進行生物化學(xué)預(yù)處理以適當(dāng)提高其粘結(jié)力；可將復(fù)合垃圾衍生燃料的灰分、水分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、燃料比、粒徑大小、焦渣特性、熱變形特性等調(diào)整到有利于燃燒的最佳值，大幅度降低生產(chǎn)成本，使之發(fā)展成先進的高效清潔燃料。 該工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，是制備出適合我國現(xiàn)有鍋爐燃燒的新型垃圾衍生燃料。RDF制備過程中摻入一定量的煤，不僅有利于提高熱值，均勻分配物料，同時還可以起到助粘的作用；同時，壓制成型塊燃料，使其具有統(tǒng)一形狀和規(guī)格，易實現(xiàn)成型時添加固硫、脫氯劑及催化劑等，再配套合適的燃燒設(shè)備，既有利于高效燃燒又能減少污染。該處理方式，可為國內(nèi)垃圾提供一條新型資源化解決途徑，這樣既節(jié)省了處理垃圾的處理費和供熱燃料費，又減少了固體廢棄物。 本研究利用生物質(zhì)型煤生產(chǎn)工藝來進行了C-RDF成型制備研究。復(fù)合垃圾衍生燃料爐前成型是指直接使用煤場的動力配煤，在不添加或添加少量粘結(jié)劑的條件下，由置于鍋爐旁的成型機成型后直接下落到爐排上，供鍋爐燃用。 垃圾衍生燃料成型工藝主要分為三個工序，即原料制備、攪拌成型和固結(jié)干燥。3個環(huán)節(jié)中重點在于原料制備環(huán)節(jié)。 垃圾衍生燃料之所以能在爐內(nèi)燃燒過程中取得較散煤好的經(jīng)濟和環(huán)境效益，是由于燃料個體形狀規(guī)格，使垃圾衍生燃料層具有均勻分布的空隙率，且其單個空隙容積較大，有利于可燃?xì)怏w的反應(yīng)。燃料層的空隙率大則通風(fēng)阻力小，有助于降低風(fēng)機電耗和結(jié)渣程度。 應(yīng)用范圍： 適合我國現(xiàn)有鍋爐燃燒的新型垃圾衍生燃料。

主要研究內(nèi)容 1、甲醇陽極與氧陰極催化劑研究。 2、固體高分子膜防透醇研究。 3、三合一膜電極制備技術(shù)研究。 4、單體電池的設(shè)計與性能研究。 5、電池組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與8W樣機研制。技術(shù)指標(biāo) 陽極鉑載量≤3mg/cm2，陰極鉑載量≤1mg/cm2；80℃，單體電池比功率≥80mW/cm2；30℃，陰極為常壓空氣，單體電池比功率≥12mW/cm2；8W樣機正常運行40h。產(chǎn)業(yè)化前景

轉(zhuǎn)子發(fā)動機可廣泛應(yīng)用于無人飛機和電動汽車增程器，該項目以天然氣、汽油和柴油等多種燃料轉(zhuǎn)子發(fā)動機為對象，聚焦缸內(nèi)工作過程，致力于揭示流動和燃燒過程的發(fā)展規(guī)律，實現(xiàn)缸內(nèi)混合氣的濃度分布、點火和燃燒的有效控制，以達(dá)到高效清潔燃燒的目的。目前已經(jīng)取得的進展包括：國內(nèi)率先建立了光學(xué)轉(zhuǎn)子發(fā)動機實驗臺架和轉(zhuǎn)子發(fā)動機工作過程的三維動態(tài)計算模型；國內(nèi)率先完成了缸內(nèi)流場的PIV（Particle Image Velocimetry）測試，發(fā)現(xiàn)了缸內(nèi)渦流的存在并解釋了其產(chǎn)生的原因；通過實驗和數(shù)值模擬研究工作總結(jié)出了轉(zhuǎn)子

乙醇回收滲透汽化膜是由無機材料經(jīng)過高溫?zé)浦苽涠傻幕橹螌?，在支撐層表面?jīng)過特殊制備工藝制備而成的致密膜為分離層的非對稱結(jié)構(gòu)的管式復(fù)合膜，膜表面平整無缺陷，膜層厚度均勻；分離膜與基膜結(jié)合完好，具有抗污能強，使用壽命長的特點，可以用來富集低濃度的含醇溶液的富集。主要應(yīng)用方向有：燃料乙醇發(fā)酵液、丁醇發(fā)酵液、低濃度含醇溶液中的醇類物質(zhì)的富集。

1 成果簡介 鋅-空氣燃料電池作為一種新型的燃料電池系統(tǒng)，用鋅作能量來源，實現(xiàn)發(fā)電。鋅-空氣燃料電池具有如下特點： 與一般氫空氣燃料電池比，成本低，不需要貴金屬做催化劑； 與一般蓄電池比，不需要充電，可像加油一樣快速補料； 與燃油內(nèi)燃機比，燃料可再生，鋅發(fā)電后變?yōu)檠趸\可通過電解得以還原； 環(huán)保安全，放進火里也不燃燒。 本研究組已研究開發(fā)出 200 瓦的 5 節(jié)燃料電池堆，其電流密度指標(biāo)達(dá)到國際先進，證明了設(shè)計方案的可行性。利用該技術(shù)方案，依據(jù)功率需求可開發(fā)大小不等的鋅-空氣燃料電池系統(tǒng)。為產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，接下來需要做的工作是設(shè)計產(chǎn)品構(gòu)型、完善整體集成。 2013_8_1 上圖 用于方案驗證的鋅-空氣燃料電池系統(tǒng) 2 應(yīng)用說明 鋅-空氣燃料電池可做軍用電源，具有補充能量快、安全的優(yōu)勢；可配合風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電系統(tǒng)的大型儲能-發(fā)電裝置，為電網(wǎng)調(diào)峰補谷，具有安全、成本低優(yōu)勢；可作為未來電動汽車的動力電源，具有安全、價廉、不需要充電、續(xù)駛里程長等優(yōu)勢。 3 效益分析 量產(chǎn)的鋅-空氣燃料電池系統(tǒng)，制造成本與鉛酸蓄電池相當(dāng)，而使用壽命更長。 4 合作方式 聯(lián)合開發(fā)。

粉煤灰基免燒免蒸磚是一種新型的建筑材料，它利用粉煤灰、電石渣、石膏等工業(yè)廢棄物作為主要粉體原料，以減水劑、緩凝劑等添加劑作為輔助材料，通過一定的工藝方法進行加工制作，從而生產(chǎn)出具有一定強度和耐久性的磚塊，以取代傳統(tǒng)的燒制成型的磚塊。這種不經(jīng)高溫煅燒而制造的一種新型磚類建筑材料對環(huán)境保護具有重要意義，在減少自然資源消耗的同時，有效的減少工業(yè)廢棄物對環(huán)境的污染。在建筑材料市場，粉煤灰基免燒免蒸磚由于其環(huán)保特性，并且在施工過程中具有一定的便利性和經(jīng)濟性，從而具有較大的競爭優(yōu)勢。這種新型材料具有綠色環(huán)保、高強度、輕質(zhì)等特點，是磚類建材領(lǐng)域?qū)腆w廢棄物資源化利用的理想應(yīng)用方向。 技術(shù)特點 環(huán)保：粉煤灰基免燒免蒸磚以粉煤灰、電石渣、石膏等工業(yè)廢棄物作為主要粉體原料，可以減少對自然資源的消耗，使工業(yè)廢棄物得到有效利用，有利于環(huán)境保護。 高強度：采用特定工藝進行加工處理，使得粉煤灰基免燒免蒸磚具有一定的抗壓強度和耐久性，通過對工藝配比的調(diào)控，可以制備出滿足不同需求的磚體，其28天強度為30-60 MPa。 輕質(zhì)：相較傳統(tǒng)的磚體材料而言，粉煤灰基免燒免蒸磚具有較輕的重量有利于施工和運輸。 生產(chǎn)工藝簡單：不需要進行復(fù)雜工業(yè)合成，只需將不同粉體進行充分混合，然后制作成型。生產(chǎn)設(shè)備簡單易使用，可以在適當(dāng)?shù)脑O(shè)備條件先進行規(guī)?；慨a(chǎn)。 安全：在實際生產(chǎn)操作中不需要使用高濃度氫氧化鈉溶液進行活化，降低了施工人員的危險。

該技術(shù)采用共沉積+剝離+破碎法制備非晶合金粉末，擺脫了水霧法對非晶成形能力的限制，適用于可以與鐵、鈷、鎳一起共沉積元素合金體系非晶合金粉末的生產(chǎn)。該粉末適合用于磁性材料、催化劑等領(lǐng)域。 該成果已申請一系列（鎳基、鐵基、鈷基的非晶電鍍，非晶粉末，催化電極等）發(fā)明專利，已有部分取得授權(quán)。

本發(fā)明公開一種固體氧化物燃料電池系統(tǒng)避免燃料虧空的控制方法，包括：在系統(tǒng)為跟蹤外部負(fù)載實現(xiàn)功率上升切換的過程中，通過仿真分析，在設(shè)定不同延遲時間的條件下，獲得相對應(yīng)的最優(yōu)功率上升速率，使得系統(tǒng)既滿足快速負(fù)載跟蹤能力，又不導(dǎo)致燃料虧空問題；基于模型預(yù)測控制設(shè)計了功率參考軌跡，并結(jié)合功率參考軌跡，使系統(tǒng)的功率輸出值能夠快速、平滑地跟蹤到目標(biāo)約束軌跡，實現(xiàn)SOFC 獨立發(fā)電系統(tǒng)快速、安全負(fù)載跟蹤的目標(biāo)。本發(fā)明在系統(tǒng)功率