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2021 年 1 月 27 日，由西南交大與中車大同聯(lián)合研制的我國(guó)首臺(tái)氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車，在中車大同電力機(jī)車有限公司成功下線，標(biāo)志著我國(guó)氫能軌道交通技術(shù)取得關(guān)鍵突破。該車采用西南交通大學(xué)陳維榮教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的軌道交通大功率燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，突破了燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)集成、系統(tǒng)優(yōu)化控制以及能量管理等核心技術(shù)，電堆采用國(guó)際領(lǐng)先、可低溫啟動(dòng)的日本豐田金屬電堆，這也是燃料電池金屬電堆在軌道交通領(lǐng)域的首次應(yīng)用。該車設(shè)計(jì)時(shí)速每小時(shí) 80 公里，滿載氫氣可單機(jī)連續(xù)運(yùn)行 24.5 小時(shí)，平直道最大牽引載重超過 5000 噸，在不用改變?nèi)魏舞F路基礎(chǔ)線路條件下，可在各類機(jī)務(wù)段、車輛段、編組站以及大型工廠、礦山、港口等場(chǎng)所執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)車、救援等多用途任務(wù)。 陳維榮教授團(tuán)隊(duì)自 2008 年起，在我國(guó)率先開展氫燃料電池在軌道交通中的應(yīng)用研究，開拓了氫能軌道交通研究方向。歷時(shí)十余年的技術(shù)攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)突破了大功率燃料電池優(yōu)化控制、混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理、故障診斷與壽命預(yù)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，于 2013 年成功研制我國(guó)首輛燃料電池電動(dòng)機(jī)車，并于 2016 年與中車唐山公司聯(lián)合研制成功世界首列燃料電池混合動(dòng)力有軌電車，引領(lǐng)了我國(guó)氫能軌道交通技術(shù)發(fā)展。 

成果描述：本發(fā)明公開了一種鐵路工程機(jī)制砂泵送混凝土組分配制方法。本發(fā)明從最優(yōu)等效細(xì)粒體體積的角度出發(fā)，公開了一種新的鐵路工程機(jī)制砂泵送混凝土配制方法?；诒景l(fā)明配制的鐵路工程機(jī)制砂泵送混凝土，無論原材料品種、等級(jí)、生產(chǎn)廠家如何變化，本方法以不變應(yīng)萬變，均可以配制出綜合性能優(yōu)良的機(jī)制砂泵送混凝土，避免了工程上一旦原材料變化而導(dǎo)致配合比反復(fù)試驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證的實(shí)際問題，彌補(bǔ)了現(xiàn)有配制方法的不足，創(chuàng)造了一種更科學(xué)、合理、穩(wěn)定的鐵路工程機(jī)制砂泵送混凝土配制技術(shù)。市場(chǎng)前景分析：鐵路工程基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：技術(shù)先進(jìn)，性價(jià)比較高。

本發(fā)明公開了一種鐵路工程機(jī)制砂泵送混凝土組分配制方法。本發(fā)明從最優(yōu)等效細(xì)粒體體積的角度出發(fā)，公開了一種新的鐵路工程機(jī)制砂泵送混凝土配制方法?；诒景l(fā)明配制的鐵路工程機(jī)制砂泵送混凝土，無論原材料品種、等級(jí)、生產(chǎn)廠家如何變化，本方法以不變應(yīng)萬變，均可以配制出綜合性能優(yōu)良的機(jī)制砂泵送混凝土，避免了工程上一旦原材料變化而導(dǎo)致配合比反復(fù)試驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證的實(shí)際問題，彌補(bǔ)了現(xiàn)有配制方法的不足，創(chuàng)造了一種更科學(xué)、合理、穩(wěn)定的鐵路工程機(jī)制砂泵送混凝土配制技術(shù)。

本發(fā)明屬于鍋爐節(jié)能與環(huán)保的技術(shù)領(lǐng)域，并公開了一種層燃爐 氮氧化物排放量的復(fù)合控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括層燃爐本體，自帶煙氣 循環(huán)的分級(jí)燃燒裝置、SNCR 脫硝裝置、多功能煙氣在線監(jiān)測(cè)儀和 PLC 控制系統(tǒng)；分級(jí)燃燒裝置均勻分布在爐膛兩側(cè)的墻上，其進(jìn)氣端的中 心設(shè)置有進(jìn)風(fēng)管，進(jìn)風(fēng)管的另一端設(shè)置有絕熱穩(wěn)焰鈍體，進(jìn)氣端器壁 還設(shè)置有二次風(fēng)旋流器，遠(yuǎn)離進(jìn)氣端的一端還設(shè)置有穩(wěn)燃腔，將適量 煤粉或燃?xì)?、新鮮空氣及循環(huán)煙氣的混合物通過該分級(jí)燃燒裝置噴入 層燃爐內(nèi)。該發(fā)明的復(fù)合控制系統(tǒng)可顯著提高燃料氧化反應(yīng)速度和爐 膛溫度均勻性，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料充分燃燒和低氮燃燒，減少空氣過剩系 數(shù)，實(shí)現(xiàn)脫硝效率和熱效率的雙重提升，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

燃料電池技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在與新材料的開發(fā)，基于材料的優(yōu)化得到更好的燃料電池產(chǎn)電輸出性能。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于固態(tài)離子理論，設(shè)計(jì)了一系列燃料電池電極新材料及新結(jié)構(gòu)，以提高電池輸出性能為目的，開發(fā)了一系列高性能的陽極功能材料，陰極層材料與新結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目取得完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)，申請(qǐng)發(fā)明專利15件，授權(quán)發(fā)明專利8件。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 項(xiàng)目?jī)?nèi)容及規(guī)模： 本項(xiàng)目將廢塑料進(jìn)行熱解得到燃油然后脫除雜質(zhì)，油品質(zhì)量得到 了明顯改善，達(dá)到燃料油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。初步實(shí)施預(yù)計(jì)年生產(chǎn)規(guī)模 2000- 5000 噸。 市場(chǎng)分析： 本項(xiàng)目解決了廢塑料處理過程的困難，燃燒后嚴(yán)重污染大氣環(huán)境的問題，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣泛的應(yīng)用前景。 投資估計(jì)： 預(yù)計(jì)投資 100 萬。 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益： 預(yù)計(jì)年銷售額 1000 萬，年產(chǎn)生效益 200 萬。 科研技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 本項(xiàng)目具有投資少，操作成本低的特點(diǎn)，還可以應(yīng)用于其它有機(jī) 固廢回收利用，制備燃料油和可燃?xì)獾母鱾€(gè)領(lǐng)域。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心及化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院的曾杰教授團(tuán)隊(duì)和國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室鮑駿教授團(tuán)隊(duì)合作，通過精準(zhǔn)的氧化刻蝕，調(diào)控鈀鉑合金的形貌和組分，設(shè)計(jì)并構(gòu)筑出了超立方體框架結(jié)構(gòu)催化劑，其在氫氧燃料電池陰極反應(yīng)中表現(xiàn)出高活性和高穩(wěn)定性。研究成果以 “Pd-Pt Tesseracts for the Oxygen Reduction Reaction”為題發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上（J. Am. Chem.Soc. 2021,doi.org/10.1021/jacs.0c12282）。該研究團(tuán)隊(duì)受三維立方體向四維超立方體演變的啟發(fā)，將鈀鉑均勻合金立方體進(jìn)行氧化刻蝕，通過精準(zhǔn)調(diào)控鈀原子的去除和余下鈀原子與鉑原子的重排，得到鈀鉑合金超立方體框架結(jié)構(gòu)（圖 1）。此外，通過調(diào)節(jié)初始立方體中鈀、鉑兩種元素的比例，還可以得到八足體和立方框架結(jié)構(gòu)。在氫氧燃料電池陰極催化測(cè)試中，立方框架結(jié)構(gòu)、超立方體結(jié)構(gòu)和八足體結(jié)構(gòu)的單位質(zhì)量活性分別達(dá)到了商用鉑碳催化劑的 4.1 倍，11.6 倍和 8.3 倍。此外，超立方體結(jié)構(gòu)催化劑還表現(xiàn)出了最高的本征活性（2.09 安培每平方厘米）和優(yōu)異的性能穩(wěn)定性。密度泛函理論計(jì)算表明超立方體表面晶面的氧吸附能最接近于理論最優(yōu)值，這一趨勢(shì)與實(shí)際測(cè)試的氧還原活性順序相一致。這種新的超立方體框架催化劑設(shè)計(jì)理念為今后相關(guān)電催化劑的設(shè)計(jì)提供了新的思路。

本實(shí)用新型公開了一種液體燃料噴霧擴(kuò)散燃燒特性研究系統(tǒng)。包括定容燃燒彈彈體、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火模塊、加熱模塊、高壓共軌系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊、紋影成像系統(tǒng)、激光診斷系統(tǒng)、電控單元。本實(shí)用新型可以研究不同初始?jí)毫蜏囟认?，不同液體燃料的噴霧擴(kuò)散燃燒特性。實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用點(diǎn)火模塊將預(yù)先充入在定容燃燒彈內(nèi)的預(yù)混可燃?xì)怏w點(diǎn)燃，在定容彈內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓的環(huán)境以模擬柴油機(jī)壓縮上止點(diǎn)附近缸內(nèi)高溫、高壓的環(huán)境，在定容彈壓力下降到設(shè)定值時(shí)，控制單元控制噴油器將高壓燃油噴入定容彈內(nèi)，燃油在定容燃燒彈內(nèi)迅速霧化并被壓燃，利用紋影成像系統(tǒng)同步記錄燃油壓燃燃燒火焰?zhèn)鞑ミ^程，結(jié)合激光診斷技術(shù)研究不同液體燃料的噴霧擴(kuò)散燃燒特性。

01. 成果簡(jiǎn)介 近年來，隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，應(yīng)對(duì)氣候變化壓力持續(xù)增大，以及氫能市場(chǎng)前景巨大，氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注，世界發(fā)達(dá)國(guó)家均將氫能及綜合應(yīng)用作為未來能源發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。燃料電池汽車融合了內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有零排放、高效與高功率密度的優(yōu)勢(shì)，而且續(xù)駛里程足夠長(zhǎng)，被業(yè)界公認(rèn)為是新能源汽車的發(fā)展趨勢(shì)。經(jīng)過北京奧運(yùn)會(huì)23輛、上海世博會(huì)的196輛燃料電池汽車的批量示范驗(yàn)證和多輪技術(shù)迭代優(yōu)化，燃料電池汽車開始進(jìn)入交通運(yùn)輸領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，從2013年開始，歐、美、日、韓的燃料電池汽車相繼上市銷售。與國(guó)外發(fā)展路徑不同，我國(guó)從燃料電池商用車切入推進(jìn)氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，氫燃料電池商用車已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)并在上海、北京、河北、廣東等地示范運(yùn)營(yíng)。氫能行業(yè)迎來了產(chǎn)品孕育的發(fā)展機(jī)遇。 膜電極作為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，代表企業(yè)如美國(guó)GORE公司、英國(guó)Johnson Matthey公司。本項(xiàng)成果提供了一種制備膜電極的技術(shù)，創(chuàng)新點(diǎn)為：1）采用“熱定型法”工藝制備催化層，優(yōu)化電化學(xué)三相界面和促進(jìn)多相傳質(zhì)，解決了傳統(tǒng)膜電極性能低、壽命短瓶頸問題；2）發(fā)明了將質(zhì)子交換膜和催化層封裝在氣體擴(kuò)散層內(nèi)的一體化膜電極產(chǎn)品，提升了燃料電池的一致性和可靠性,并提高了電堆生產(chǎn)效率。該項(xiàng)成果已應(yīng)用于示范項(xiàng)目，應(yīng)用情況良好。性能指標(biāo)：1）面電導(dǎo): >40S/cm22）拉伸強(qiáng)度: >35MPa3）H2滲透率:<2mA/cm24）0.6V@2.5A/cm2 (測(cè)試條件：1.5atm,70℃,空氣計(jì)量數(shù)2.3,濕度80%)5）壽命:20000小時(shí)（加速老化法,10%性能衰減）02. 應(yīng)用前景 燃料電池03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 本項(xiàng)成果已申請(qǐng)專利22項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)在燃料電池應(yīng)用研究方面已有超過20年的技術(shù)積累，在技術(shù)開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化過程中，先后獲得“第十九屆全國(guó)發(fā)明展覽會(huì)發(fā)明獎(jiǎng)”金獎(jiǎng)、北京市第三屆發(fā)明專利獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、“清華大學(xué)科研成果推廣應(yīng)用效益獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)、“第十屆國(guó)際發(fā)明展覽會(huì)發(fā)明獎(jiǎng)”金獎(jiǎng)、湖北省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。負(fù)責(zé)人為副教授、博士生導(dǎo)師，累計(jì)在多個(gè)國(guó)際權(quán)威期刊上發(fā)表SCI論文96多篇，申請(qǐng)發(fā)明專利60余項(xiàng)。05. 合作方式 技術(shù)許可。06.聯(lián)系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn wangcheng@tsinghua.edu.cn

成果簡(jiǎn)介：該技術(shù)是指以柴油機(jī)為平臺(tái)的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)多點(diǎn)電噴電子控制系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在燃用柴油時(shí)，可將天然氣切斷；燃用天然氣時(shí)，需少量柴油起點(diǎn)火作用。對(duì)柴油機(jī)需要進(jìn)行壓縮比的改造，并加裝各種電控傳感器和執(zhí)行器。電控單元以16位單片機(jī)為核心控制天然氣的多點(diǎn)噴射，外接端口具備串口通訊和CAN總線。 項(xiàng)目來源：自行開發(fā) 技術(shù)領(lǐng)域：先進(jìn)制造 應(yīng)用范圍：柴油機(jī)廠 現(xiàn)狀特點(diǎn)：天然氣對(duì)柴油的替代率平均不少于80%，達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類機(jī)型的水平。 成