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（1）技術(shù)創(chuàng)新性和領(lǐng)先性：舍棄傳統(tǒng)以可溶性鹽路線，采用氧化物為原料，實(shí)現(xiàn)材料可控 合成。 （2）技術(shù)成熟度：采用固相法，適合大規(guī)模生產(chǎn) （3）市場及效益分析：原料價(jià)格低廉，產(chǎn)品附加值高 （4）合作條件：對方提供資金、設(shè)備、場地，我方提供人員、技術(shù)，成果按貢獻(xiàn)分享。 

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本發(fā)明公開了一種能安全吸附水體中鎘的生物質(zhì)炭的制備方法，包括以下步驟：1)、將收割后的象草除雜后風(fēng)干，然后依次進(jìn)行粉碎、烘干；2)、粉碎烘干后的象草放入炭化爐內(nèi)，然后以4～6℃/min的速率升溫至480～520℃進(jìn)行隔氧炭化反應(yīng)，保溫反應(yīng)1.8～2.2h；3)、將步驟2)所得的炭化后象草冷卻至室溫，粉碎過篩，得生物質(zhì)炭。本發(fā)明克服了現(xiàn)有吸附技術(shù)治理重金屬污水過程中吸附效率不高、易導(dǎo)致二次污染和成本較高這三大問題；同時(shí)對植物廢棄物中碳素進(jìn)行了穩(wěn)定封存，減少了二氧化碳排放，具有顯著的生態(tài)效益。

項(xiàng)目背景：2021 年國務(wù)院政府工作報(bào)告中指出，扎實(shí)做 好碳達(dá)峰、碳中和各項(xiàng)工作，加大新能源技術(shù)研發(fā)。據(jù)研究 公司 Frost＆Sullivan 發(fā)布的一項(xiàng)新報(bào)告指出，預(yù)計(jì)到 2030 年，全球電池儲能市場的復(fù)合年增長率將達(dá)到 23％。由此可 見，未來十年儲能電池?cái)?shù)量將大幅增加。另一方面，儲能電 池安全性引起廣泛關(guān)注，2019 年 4 月 19 日，美國亞利桑那 州 McMicken 電池儲能項(xiàng)目發(fā)生火災(zāi)爆炸事故；2021 年 4 月 16 日，北京集美家居大紅門的儲能電站起火。因此儲能電池 安全性顯得尤為重要。通過人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等手段預(yù)測 電儲能電池的安全性已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，英國劍橋大學(xué)和美 國斯坦福大學(xué)等頂尖高校和科研院所都有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室。在 國內(nèi)，中科院、比亞迪、寧德時(shí)代、國家電網(wǎng)等企業(yè)院所已 經(jīng)開展了各種類型儲能電池和技術(shù)的研發(fā)。然而，目前國內(nèi) 外還沒有成熟的電儲能電池遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)，儲能電池?cái)?shù)據(jù)傳 輸協(xié)議沒有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。由于不同類型的電儲能數(shù)據(jù)指標(biāo)差 異較大，需要采集的數(shù)據(jù)缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。另外，何種指標(biāo)的 變化會引起潛在的儲能電池安全問題尚未明確，目前基本是 通過人工經(jīng)驗(yàn)判斷，效率不高，并且準(zhǔn)確率較低。如果能夠 通過機(jī)器學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)等人工智能手段，結(jié)合儲能電池實(shí) 際工作過程中的電流、電壓的變化數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)并分析其運(yùn)行 規(guī)律，挖掘出數(shù)據(jù)變化導(dǎo)致的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)，電儲能電池的 安全性能將大幅提高。 所需技術(shù)需求簡要描述：1.研發(fā)儲能電池故障預(yù)測模 型，利用人工智能等手段，通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對采集的電 池運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控電池運(yùn)行狀態(tài)， 對可能出現(xiàn)的潛在儲能電池安全問題進(jìn)行評估，實(shí)現(xiàn)對即將 出現(xiàn)的電池故障和安全問題的預(yù)判。2.建立儲能電池的遠(yuǎn)程 安全傳輸協(xié)議，對電池運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性采 集，并實(shí)現(xiàn)多終端異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的儲能電池?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳 輸。建立安全傳輸機(jī)制，有效防止數(shù)據(jù)偽造和惡意攻擊。3. 開發(fā)電儲能電池?cái)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，對不同種類的儲能電池 安全問題采取相應(yīng)的措施，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對儲能電池的遠(yuǎn)程 管理，從而延緩或避免由于電池故障產(chǎn)生的安全問題。數(shù)據(jù) 通信應(yīng)建立在安全可靠的傳輸機(jī)制上。  對技術(shù)提供方的要求:1、建立電儲能電池的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采 集和安全傳輸協(xié)議。2、開發(fā)研究電儲能電池?cái)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程智能 分析和管理系統(tǒng)。3、在相關(guān)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì)的院 校或科研單位。 

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 儲能能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、需求響應(yīng)支撐等多種服務(wù)，是提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要手段。加快儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對于構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和具有重要意義。據(jù)預(yù)測，到2050年，我國鋰電池儲能將達(dá)到400吉瓦，年均增長26%。然而，鋰離子電池固有的安全性問題使其大規(guī)模應(yīng)用遇到了瓶頸。2019年美國亞利桑那州一起鋰電池儲能系統(tǒng)火災(zāi)，今年4月我國某儲能電站爆炸，韓國近年來30座電池儲能電站發(fā)生火災(zāi)，均造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，儲能系統(tǒng)的消防安全問題已成為制約鋰離子電池儲能大規(guī)模推廣的關(guān)鍵瓶頸。 現(xiàn)有技術(shù)的痛點(diǎn)問題是：1、鋰離子電池火災(zāi)機(jī)理有差異；2、鋰離子電池滅火劑適用性不強(qiáng)；3、現(xiàn)有滅火劑不具備高效降溫能力；4、實(shí)時(shí)健康狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)缺乏；5、預(yù)警技術(shù)作用重視不夠；6、技術(shù)規(guī)范建設(shè)嚴(yán)重滯后。

儲能在新型電力系統(tǒng)中源、網(wǎng)、荷側(cè)發(fā)揮重要的作用，儲能規(guī)劃運(yùn)行和安全管理是推廣儲能可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保障。本項(xiàng)目圍繞電力系統(tǒng)中不同應(yīng)用場景的源、荷特性，針對光伏電站棄光率高和預(yù)測合格率低的問題，結(jié)合電池儲能SOX(SOH、SOP及SOE)動態(tài)性能，進(jìn)行能量管理優(yōu)化，提出了一種計(jì)算每個月光伏預(yù)測的合格率及懲罰成本的技術(shù)，可有效提升不同應(yīng)用場景的儲能安全性和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。 發(fā)電側(cè):提升預(yù)測精度，減小懲罰成本，多目標(biāo)優(yōu)化； 配網(wǎng)側(cè):可削峰填谷，提升分布式光伏消納； 負(fù)荷側(cè):成本低，收益大。

歐陽明高院士長期從事節(jié)能與新能源汽車新型動力系統(tǒng)研究（包括電控內(nèi)燃機(jī)、燃料電池發(fā)動機(jī)、動力電池系統(tǒng)、多能源混合動力等），尤其是在面向排放控制的發(fā)動機(jī)新型電控高壓噴油原理與系統(tǒng)研制、保障電動汽車安全性的鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理與主動防控，優(yōu)化燃料電池耐久性的燃料電池/動力電池混合動力設(shè)計(jì)與控制方法等三方面開展了從理論創(chuàng)新、技術(shù)突破到推廣應(yīng)用的系統(tǒng)性工作，建立了汽車動力系統(tǒng)學(xué)研究與人才培養(yǎng)體系。根據(jù)中國新能源汽車動力電池比能量發(fā)展的趨勢，我們很快就會向300瓦時(shí)/公斤的所謂的高鎳三元811電池很快就會進(jìn)入市場,清華大學(xué)專門建了電池安全實(shí)驗(yàn)室開展相關(guān)的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)。目前清華大學(xué)電池安全實(shí)驗(yàn)室跟國內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開展了廣泛的合作，包括寶馬、奔馳、日產(chǎn)等大公司。研究重點(diǎn)是在熱失控的三個方面，一是熱失控的誘因，包括熱、電、機(jī)械的原因。二是熱失控發(fā)生的機(jī)理究竟是什么，從而在材料設(shè)計(jì)層面加以防護(hù)。三是熱蔓延，一旦單體電池防止不了熱失控，就得有二次防護(hù)手段，就是在系統(tǒng)層面要切斷熱失控的蔓延，只要切斷蔓延就可以防止事故。我們對高比能量電池的熱失控控制，不僅靠材料本身，還要從系統(tǒng)層面來進(jìn)行。目前，在電池管理系統(tǒng)方面，國內(nèi)的產(chǎn)品的功能不足、精度不夠，尤其是安全功能是不全，因此需要加大電池管理系統(tǒng)的研發(fā)力度。清華在電池管理系統(tǒng)的積淀比較豐富，已經(jīng)獲得65項(xiàng)專利授權(quán)，這些專利在國內(nèi)外著名公司合作中得到了應(yīng)用，其中部分專利也授權(quán)給了奔馳汽車公司。鋰離子動力電池高比能是全世界范圍的發(fā)展方向和趨勢，把握高比能量與安全性之間的平衡點(diǎn)是關(guān)鍵。基于各國動力電池技術(shù)路線的比較，短期是液態(tài)電解液的鋰離子電池，下一步將會向固態(tài)電池方向發(fā)展。綜合考慮電池成本和動力電池的發(fā)展方向，我們建議我國也應(yīng)該走類似的路徑，即短期是液態(tài)電解質(zhì)，發(fā)展高鎳三元正極和硅炭負(fù)極，通過電池管理系統(tǒng)和熱蔓延的抑制來防止安全事故發(fā)生，這類電池能夠滿足電動汽車500公里續(xù)駛里程的要求。