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1 成果簡(jiǎn)介燃料電池應(yīng)用于軍事、汽車、移動(dòng)設(shè)備和家庭等領(lǐng)域。對(duì)于新生產(chǎn)的燃料電池堆，或在用的燃料電池堆，常需要了解電池堆內(nèi)各節(jié)燃料電池的一致性和膜電極情況，但是國(guó)內(nèi)外一直缺少檢測(cè)燃料電池堆膜電極的技術(shù)和測(cè)量裝置。 課題組研究出一種可方便檢測(cè)燃料電池堆膜電極狀況參數(shù)的方法和儀器。該測(cè)量?jī)x具有如下功能和特點(diǎn)：可同步測(cè)量膜電極的催化劑有效活性面積、雙電層電容、氫滲透電流和阻抗；數(shù)據(jù)自動(dòng)采樣，結(jié)果自動(dòng)處理；可用于測(cè)量燃料電池單體和燃料電池堆，解決了以往即使檢測(cè)燃料電池單體膜電極也需要多臺(tái)測(cè)試儀器的問(wèn)題，填補(bǔ)了燃料電池堆膜電極檢測(cè)儀器的空白。測(cè)量?jī)x可用于科研中對(duì)燃料電池內(nèi)部不一致性的檢查和原因辨析，可用于對(duì)各種場(chǎng)合的燃料電池堆進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查和老化診斷，可用作燃料電池堆初裝過(guò)程中的成組選配檢測(cè)工具。查新表明，國(guó)內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的儀器，具有較大的推廣使用空間。測(cè)量?jī)x包括硬件部分和軟件部分。研究組已開(kāi)發(fā)出測(cè)量?jī)x的初級(jí)版，參見(jiàn)下圖。初級(jí)版的測(cè)試軟件基于 Labview 編寫，界面簡(jiǎn)單易操作，通過(guò)配合電腦完成測(cè)量。研究組現(xiàn)在正進(jìn)行開(kāi)發(fā)測(cè)量?jī)x器的升級(jí)版，期望其能夠脫離電腦單獨(dú)測(cè)量，更美觀，更實(shí)用。  上圖 初級(jí)版電池堆膜電極檢測(cè)儀2 應(yīng)用說(shuō)明研究組應(yīng)用該方法和測(cè)量?jī)x進(jìn)行了多次測(cè)量和研究，成果在國(guó)際國(guó)內(nèi)會(huì)議的宣傳推廣中得到了許多同行的好評(píng)，并表示有購(gòu)買意向。

利用豐富的、開(kāi)再生的玉米秸稈、麥稈、稻草等農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)燃料乙醇，是當(dāng)前世 界生物能源產(chǎn)業(yè)的前沿技術(shù)領(lǐng)域，是未來(lái)替代石油能源的主要技術(shù)路線。本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施 可以高效率進(jìn)行農(nóng)作物廢棄物的資源化利用，對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代具有重 大的提升作用，并大幅減少因秸稈焚燒帶來(lái)的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產(chǎn)成本嚴(yán)重 阻礙了本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，秸稈燃料乙醇的生產(chǎn)成本具體表現(xiàn)在過(guò)程的高能耗、大量 廢水排放、纖維素酶成本等環(huán)節(jié)上。 本項(xiàng)目的農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)燃料乙醇成套技術(shù)采用華東理工大學(xué)研發(fā)的干法生物煉制技 術(shù)。該技術(shù)主要包括干法稀酸預(yù)處理、固態(tài)生物脫毒、高固體含量糖化與發(fā)酵等主要工序。其 中，干法稀酸預(yù)處理技術(shù)使用新型的螺帶攪拌式預(yù)處理反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了過(guò)程零廢水排放，新鮮 水和蒸汽用量比典型的預(yù)處理技術(shù)降低80%以上；固態(tài)生物脫毒則采用生物降解方法脫除預(yù)處 理原料中所含的各種有毒物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程的零水耗和零能耗；高固體含量糖化與發(fā)酵技術(shù)則通 過(guò)自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固體含量達(dá)40%以上的纖維素底物進(jìn)行同步糖化與發(fā)酵生產(chǎn)乙 醇，與常規(guī)發(fā)酵反應(yīng)器相比，電耗可以降低80%以上，纖維素酶用量大幅降低。整個(gè)農(nóng)作物秸 稈原料生產(chǎn)燃料乙醇成套技術(shù)可以得到不低于8% (v/v) 的高濃度乙醇發(fā)酵液，纖維素轉(zhuǎn)化率可 達(dá)75%以上。本技術(shù)的采用將會(huì)大大降低纖維素乙醇的生產(chǎn)成本或環(huán)境成本，為即將商業(yè)化運(yùn) 作的燃料乙醇工廠中的技改提供技術(shù)儲(chǔ)備。

空氣壓縮機(jī)為燃料電池提供電化學(xué)反應(yīng)所需要的氧氣。將空氣壓縮到一定壓 力（通常在 1.3~3.2bar 范圍內(nèi)），有助于提高電堆的功率密度，是燃料電池汽 車降低成本、實(shí)現(xiàn)輕量化的重要技術(shù)手段。為了滿足燃料電池最高功率，空氣壓 縮機(jī)應(yīng)保證足夠的流量，根據(jù)估算，100 kW 的電堆功率大約需要 300 Nm3·h-1 的空氣。除了保證一定的壓力和流量外，燃料電池車用空氣壓縮機(jī)還需要滿足其 他要求，包括壓縮氣體絕對(duì)無(wú)油，以防止催化劑中毒；壓縮效率高，減少壓縮氣 體需要的額外能耗；能對(duì)啟停、加速、剎車、制冷、供熱等各種工況變化做出準(zhǔn) 確、快速響應(yīng)，具有良好的工況適應(yīng)性；在極端工況和氣候條件下，具有良好的 可靠性和長(zhǎng)久的壽命，且維護(hù)簡(jiǎn)便；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。對(duì)效率、可靠 性、工況與環(huán)境的適應(yīng)性、體積與重量等指標(biāo)的綜合要求，特別是對(duì)壓縮氣體絕 對(duì)無(wú)油的嚴(yán)格限制，使得燃料電池車用空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)品研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化存在不 可忽視的技術(shù)挑戰(zhàn)。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 流場(chǎng)板（雙極板）是質(zhì)子交換膜燃料電池中的重要部件。目前，質(zhì)子交換膜 燃料電池廣泛采用的流場(chǎng)板（雙極板）主要有機(jī)加工硬質(zhì)石墨板、機(jī)加工金屬板 和注塑碳-塑復(fù)合材料雙極板三種類型。這三類流場(chǎng)板各有顯著的優(yōu)點(diǎn)，但是各 自的缺點(diǎn)也較突出。 為實(shí)現(xiàn)燃料電池商品化，需要更低成本和更適應(yīng)批量化生產(chǎn)的流場(chǎng)板。為此， 我們開(kāi)發(fā)了基于天然鱗片石墨材料和模壓成型工藝的復(fù)合石墨流場(chǎng)板技術(shù)。經(jīng)過(guò) 努力研究，現(xiàn)在形成的技術(shù)可以大幅度降低流場(chǎng)板的材料成本和加工成本，實(shí)現(xiàn) 高生產(chǎn)率，同時(shí)使導(dǎo)電率（>10S/cm）、氫氣透過(guò)系數(shù)（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、 熱傳導(dǎo)系數(shù)（>20W/m.K）以及抗壓強(qiáng)度（>10MPa）等指標(biāo)均滿足雙極板材料性 能的要求。 復(fù)合石墨流場(chǎng)板的主要用途是作為質(zhì)子交換膜燃料電池的雙極板。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 92天津大學(xué)科技成果選編 技術(shù)原理： 復(fù)合石墨流場(chǎng)板主要由天然鱗片石墨和聚合物組成。天然鱗片石墨具有良好 的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，且化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕，從而保證復(fù)合流場(chǎng)板具有良好的 導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能。聚合物的添加可以提高復(fù)合流場(chǎng)板的強(qiáng)度，并且使復(fù)合板阻氣 性能得到改善，以實(shí)現(xiàn)雙極板分隔氧化劑和還原劑的功能和滿足燃料電池堆對(duì)雙 極板機(jī)械性能的要求。 工藝流程：配料→裝料→升溫→模壓→降溫→脫模→成品 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 目前已開(kāi)發(fā)和制備出工作面積為 100mm×100mm 的流場(chǎng)板。并可根據(jù)需要 加工具有不同尺寸和流場(chǎng)形式的流場(chǎng)板。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)： 隨著能源的消耗持續(xù)增長(zhǎng)，能源短缺問(wèn)題日益凸現(xiàn)。燃料電池的發(fā)展必然受 到越來(lái)越廣泛的重視。質(zhì)子交換膜燃料電池是目前應(yīng)用前景最廣且發(fā)展最快的一 類燃料電池。隨著質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展和普遍應(yīng)用，復(fù)合石墨流場(chǎng)板因價(jià) 格低和適應(yīng)批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)顯示出巨大的市場(chǎng)潛力和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。 應(yīng)用領(lǐng)域：質(zhì)子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池及其它電化學(xué)反應(yīng)器。 合作方式及條件：面議

菊芋是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，可以在干旱地和鹽堿地等邊緣土地上大量種植。菊粉 (一種 多糖) 是菊芋塊莖的主要組分，可以由菊粉酶或蔗糖酶降解為果糖和葡萄糖等單糖。與纖維素 乙醇和纖維素乳酸相比，生物轉(zhuǎn)化菊芋生產(chǎn)乙醇或乳酸的技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，更易于產(chǎn)業(yè)化。但目 前的菊芋生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇和乳酸技術(shù)需要使用昂貴的菊粉酶來(lái)降解菊芋生成單糖，進(jìn)而發(fā) 酵成乙醇或乳酸；而且發(fā)酵產(chǎn)物濃度偏低，造成高昂的產(chǎn)物分離成本和生產(chǎn)成本使這一技術(shù)并 不具備產(chǎn)業(yè)化的潛力。 本項(xiàng)目的菊芋生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇和乳酸技術(shù)采用華東理工大學(xué)研發(fā)的高固體含量底物 同步糖化與發(fā)酵技術(shù)。該技術(shù)主要包括整合生物加工菊芋生產(chǎn)乙醇技術(shù)和高固體含量同步糖化 與發(fā)酵菊芋生產(chǎn)乳酸技術(shù)。其中，整合生物加工菊芋生產(chǎn)乙醇技術(shù)使用自主篩選的具有高菊粉 降解活性的釀酒酵母同步糖化與發(fā)酵菊芋生產(chǎn)乙醇，并采用新型的螺帶攪拌式反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了 無(wú)菊粉酶添加的整合生物加工過(guò)程，乙醇濃度可達(dá)14%(v/v)以上，菊芋轉(zhuǎn)化率達(dá)80%以上；高 固體含量同步糖化與發(fā)酵菊芋生產(chǎn)乳酸技術(shù)通過(guò)自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固含量達(dá)30%以 上的菊芋進(jìn)行乳酸發(fā)酵，與常規(guī)發(fā)酵反應(yīng)器相比，電耗降低80%以上，發(fā)酵液中乳酸濃度可達(dá) 11% (w/w) 以上，菊芋轉(zhuǎn)化率達(dá)80%以上。本技術(shù)的實(shí)施將會(huì)大大降低菊芋乙醇和菊芋乳酸的 生產(chǎn)成本，為菊芋生物質(zhì)的生物煉制產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。

本成果針對(duì)燃料電池催化劑長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中因碳載體腐蝕、Pt 溶解、遷移團(tuán)聚長(zhǎng)大及Pt中毒等原因而逐漸退化的技術(shù)難題，發(fā)展了多種提高 燃料電池催化劑穩(wěn)定性和活性的新方法、新技術(shù)，研制出了一系列低成本、高性 能、長(zhǎng)壽命燃料電池催化劑。目前，該項(xiàng)目已經(jīng)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所開(kāi)發(fā)的燃料電池催化劑已經(jīng)完全能夠滿足動(dòng)力電池的性能要求，屬于國(guó)際一流國(guó)內(nèi)領(lǐng) 軍的高科技技術(shù)。

目前我國(guó)極大部分在用車都裝備化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)，把化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)汽油車改裝成 LPG―汽油雙燃料汽車，既能降低汽車的廢氣污染物排放又能改善汽車的能源結(jié)構(gòu)。 本成果對(duì)在用車采用了 LPG 供氣系統(tǒng)，并加裝了電控補(bǔ)氣裝置和三元催化器，通過(guò)大量 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)和整車臺(tái)架匹配試驗(yàn)，使改裝的車輛在分別使用兩種燃料的情況下，都 能達(dá)到上海市《輕型汽車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/29–1998）。 具有國(guó)產(chǎn)化率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，改裝方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)轎 車。 

項(xiàng)目概況 火電廠燃料管理信息系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱RMIS）是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格周密的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和設(shè)計(jì)而完成的一個(gè)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的企業(yè)管理信息系統(tǒng)。RMIS以各發(fā)電企業(yè)中負(fù)責(zé)燃料管理業(yè)務(wù)的燃料管理和使用部門作為主要的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)部門，同時(shí)為其他各有關(guān)部門預(yù)留數(shù)據(jù)接口。 RMIS綜合運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)管理技術(shù)和方法，在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的支撐下，搭建了發(fā)電企業(yè)的燃料管理信息系統(tǒng)及綜合查詢服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了燃料管理信息系統(tǒng)與外部有關(guān)系統(tǒng)（財(cái)務(wù)、生產(chǎn)、計(jì)劃等）的信息自動(dòng)轉(zhuǎn)換，建立了一個(gè)安全、可靠、高度開(kāi)放的管理信息系統(tǒng)。 本項(xiàng)目實(shí)用性強(qiáng)，擁有廣闊的市場(chǎng)前景。 主要特點(diǎn)● 先進(jìn)性    引用先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)技術(shù)（積木式的功能模塊設(shè)計(jì)），從根本上避免了系統(tǒng)設(shè)計(jì)局限于封閉、傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理模式，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體水平。平滑的融合了先進(jìn)而又實(shí)用的生產(chǎn)管理模式，支持企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，支持先進(jìn)的管理技術(shù)和思想的應(yīng)用。● 實(shí)用性 RMIS是在嚴(yán)格周密的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對(duì)發(fā)電企業(yè)的具體業(yè)務(wù)流程開(kāi)發(fā)的一套信息管理系統(tǒng)，他能夠很好的適應(yīng)電力企業(yè)燃料管理的普遍業(yè)務(wù)要求。RMIS提供給用戶的是友好、標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，用戶操作方便、快捷。● 靈活性 系統(tǒng)設(shè)計(jì)體現(xiàn)人與信息、技術(shù)的全面集成，運(yùn)用先進(jìn)信息工具與技術(shù)支持生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，充分滿足使用者的操作方便以及管理者的綜合查詢與分析需求。統(tǒng)計(jì)、查詢、分析采用自定義方式設(shè)計(jì)，使用者可以任意組合，實(shí)現(xiàn)自身的業(yè)務(wù)管理需求。靈活的權(quán)限管理使操作人員方便、簡(jiǎn)單的實(shí)用RMIS提供的功能。另外，系統(tǒng)在Client/Server（客戶/服務(wù)器）下運(yùn)行，系統(tǒng)的硬件配置和性能可以根據(jù)實(shí)際需要組合，使系統(tǒng)具有極大的適應(yīng)性和靈活性。● 可擴(kuò)展性    系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。RMIS為發(fā)電企業(yè)的其他相關(guān)部門預(yù)留的數(shù)據(jù)接口，使系統(tǒng)能夠與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接與擴(kuò)展。● 經(jīng)濟(jì)性    系統(tǒng)具有較高的性能價(jià)格比。● 規(guī)范性 系統(tǒng)具有良好的規(guī)范性，即“規(guī)范的管理模式”和“統(tǒng)一的數(shù)據(jù)類型”。對(duì)企業(yè)燃料業(yè)務(wù)管理流程實(shí)行規(guī)范化管理。并遵照國(guó)家點(diǎn)企業(yè)、鐵道部、煤炭部的各項(xiàng)信息編碼規(guī)范與要求。達(dá)到企業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。技術(shù)指標(biāo)     RMIS具備燃料進(jìn)廠過(guò)衡檢斤、質(zhì)量檢驗(yàn)、審核校對(duì)、自動(dòng)結(jié)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理、煤場(chǎng)煤罐管理、實(shí)時(shí)指標(biāo)計(jì)算、自動(dòng)考核、綜合查詢等功能。實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部燃料管理的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。通過(guò)企業(yè)內(nèi)部與其他系統(tǒng)（財(cái)務(wù)、生計(jì)、計(jì)劃等）之間的橫向集成，建立了一套安全、可靠、開(kāi)放、先進(jìn)、業(yè)務(wù)管理科學(xué)化、規(guī)范化的燃料管理信息系統(tǒng)。市場(chǎng)前景 燃料成本占火電廠發(fā)電總成本55%—70%，入廠燃料的降耗與強(qiáng)化管理至關(guān)重要。由于管理手段的落后和管理不善，往往會(huì)造成入廠燃料上千萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失。在當(dāng)前煤炭供應(yīng)緊張、價(jià)格上漲、熱值降低的形勢(shì)下，強(qiáng)化管理手段，避免入廠燃料的人為耗損和經(jīng)濟(jì)利益的損失十分重要。本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)對(duì)于改善燃料采制化設(shè)備及條件，強(qiáng)化管理手段，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有非常現(xiàn)實(shí)的意義，擁有廣闊的市場(chǎng)前景。

木薯原料不與糧爭(zhēng)地，經(jīng)濟(jì)上可行，可以大規(guī)模種植。國(guó)家明確鼓勵(lì)以薯類作物、甜高粱莖稈及纖維素等非糧生物質(zhì)為原料的燃料乙醇生產(chǎn)。 項(xiàng)目組根據(jù)國(guó)家生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，重點(diǎn)突破木薯非糧燃料乙醇關(guān)鍵技術(shù)及裝備，獲得13項(xiàng)發(fā)明專利，形成了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的非糧燃料乙醇成套生產(chǎn)技術(shù)，并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，成果形成的木薯燃料乙醇成套生產(chǎn)技術(shù)的綜合技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)。 應(yīng)用本技術(shù)首先在廣西中糧公司建成了“年產(chǎn)20萬(wàn)噸木薯燃料乙醇生產(chǎn)示范裝置”并于2007 年12 月投產(chǎn)運(yùn)行。裝