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1 成果簡介作為一種清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置， 燃料電池是各種電化學(xué)電池體系中的理論比能量“ 絕對冠軍”， 而且功率密度高、電流密度大， 是最先進的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)之一。燃料電池在發(fā)電過程中，除了提供電能以外，還會產(chǎn)生廢熱。所以傳統(tǒng)燃料電池電堆中，單片燃料電池之間通常設(shè)有冷卻板，需要采用大流量的空氣或者冷卻水來為燃料電池散熱。而燃料電池工作時需要氫氣作為燃料，如果以儲氫合金作為氫源，則儲氫合金在釋放氫氣時會吸收熱量。 本成果將燃料電池與儲氫單元進行結(jié)構(gòu)的耦合，可利用儲氫合金來部分吸收燃料電池發(fā)電時產(chǎn)生的廢熱，既解決了燃料電池水管理和熱管理的難題，又能解決儲氫單元放氫穩(wěn)定性的問題，還能降低燃料電池系統(tǒng)寄生功率，提高系統(tǒng)的功率密度和能量密度。表 1 中列出了耦合型燃料電池的性能參數(shù)。本成果耦合型質(zhì)子交換膜燃料電池解決了質(zhì)子交換膜燃料電池的水熱管理問題，能夠使燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，能量密度和功率密度更高。 上圖 耦合燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部結(jié)構(gòu)圖2 應(yīng)用說明經(jīng)過近十年來的電動汽車、分布式電站、電源等領(lǐng)域的廣泛示范應(yīng)用（燃料電池已經(jīng)在航天、軍事上得到應(yīng)用，燃料電池家用電源已經(jīng)在日本產(chǎn)業(yè)化），質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的成熟度已經(jīng)逐漸被用戶所接受。目前，其商業(yè)化主要問題是價格較高（采用進口材料成本昂貴），而本項目利用國產(chǎn)原材料制備燃料電池電源，燃料電池材料供應(yīng)不僅有安全保障，而且還有低成本優(yōu)勢，可望克服燃料電池高成本的商業(yè)化障礙。3 效益分析由于目前國內(nèi)外尚無同類產(chǎn)品，而且各行各業(yè)對新型電源的需求比較迫切，因此本成果具有較大的推廣空間。 如批量生產(chǎn)， 本電源價格每臺約 1500 元/千瓦。 來自政府的資金補助以及軍事、工業(yè)、新能源等應(yīng)用領(lǐng)域的直接采購是使燃料電池電源商業(yè)化逐漸興盛的主因。據(jù)美國市場研究機構(gòu) Pike Research 估計， 2016 年市場上的主力燃料電池產(chǎn)品功率將在 100W~2kW 之間，用于替代部分鉛酸電池和柴汽油發(fā)電機，主要應(yīng)用于船舶、 專用車、無人載具、 戰(zhàn)場支持系統(tǒng)、 備用電源、 應(yīng)急電源等。

本技術(shù)成果研發(fā)了一種微波輔助提取-高速逆流色譜聯(lián)用方法及其裝置。首先采用微波輔助提取模式 本技術(shù)成果研發(fā)了一種適于裝載分子印跡攪拌棒的解吸池，包括一上部池體及一下部池體。上部池體 提取物料；然后提取液濃縮預(yù)分離；最后通過高速逆流色譜純化制備得到目標(biāo)組分或分析天然產(chǎn)物提取液 的底部連接于下部池體的頂部且兩者內(nèi)部形成一上下貫通的解吸腔，上部池體頂部設(shè)有一液流出口，下部 中的目標(biāo)組分；上述步驟通過接口及轉(zhuǎn)換控制實現(xiàn)微波輔助提取、分離、純化、高速逆流色譜制備或分析 池體下部圓周對稱地均布有三個液流入口，液流出口及液流入口與所述解吸腔連通；還包括一分子印跡攪 于一體，可直接從天然產(chǎn)物中提取得到毫克級高純度對照品，具有快速高效、高選擇性的特點，實現(xiàn)天然 拌棒，放置于所述解吸腔中；還包括一密封圈，密封所述上部池體及下部池體的連接部。上述解吸池配以 產(chǎn)物快速高效的在線提取分離、純化制備或分析。“天然物質(zhì)提取分離純化的實驗室制備微波裝置”集微 微量注射泵可實現(xiàn)對分子印跡攪拌棒的高效流動加熱解吸。另外在該解吸池的基礎(chǔ)上，通過與高效液相色 波輔助提取快速高效分離的優(yōu)勢和高速逆流色譜高效純化、制備

利用豐富的、開再生的玉米秸稈、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)化實施 可以高效率進行農(nóng)作物廢棄物的資源化利用，對傳統(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的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產(chǎn)成本嚴重 阻礙了本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。目前，秸稈燃料乙醇的生產(chǎn)成本具體表現(xiàn)在過程的高能耗、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，實現(xiàn)了過程零廢水排放，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)，實現(xiàn)過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 過自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固體含量達40%以上的纖維素底物進行同步糖化與發(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75%以上。本技術(shù)的采用將會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 作的燃料乙醇工廠中的技改提供技術(shù)儲備。

空氣壓縮機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還需要滿足其 他要求，包括壓縮氣體絕對無油，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 可靠性和長久的壽命，且維護簡便；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。對效率、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，特別是對壓縮氣體絕 對無油的嚴格限制，使得燃料電池車用空氣壓縮機的產(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)。

成果與項目的背景及主要用途： 流場板（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板（雙極板）主要有機加工硬質(zhì)石墨板、機加工金屬板 和注塑碳-塑復(fù)合材料雙極板三種類型。這三類流場板各有顯著的優(yōu)點，但是各 自的缺點也較突出。 為實現(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)的流場板。為此， 我們開發(fā)了基于天然鱗片石墨材料和模壓成型工藝的復(fù)合石墨流場板技術(shù)。經(jīng)過 努力研究，現(xiàn)在形成的技術(shù)可以大幅度降低流場板的材料成本和加工成本，實現(xiàn) 高生產(chǎn)率，同時使導(dǎo)電率（>10S/cm）、氫氣透過系數(shù)（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、 熱傳導(dǎo)系數(shù)（>20W/m.K）以及抗壓強度（>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)合流場板的強度，并且使復(fù)合板阻氣 性能得到改善，以實現(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雙 極板機械性能的要求。 工藝流程：配料→裝料→升溫→模壓→降溫→脫模→成品 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 目前已開發(fā)和制備出工作面積為 100mm×100mm 的流場板。并可根據(jù)需要 加工具有不同尺寸和流場形式的流場板。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 隨著能源的消耗持續(xù)增長，能源短缺問題日益凸現(xiàn)。燃料電池的發(fā)展必然受 到越來越廣泛的重視。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)合石墨流場板因價 格低和適應(yīng)批量生產(chǎn)的優(yōu)勢顯示出巨大的市場潛力和經(jīng)濟競爭力。 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)相對簡單，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降解菊芋生成單糖，進而發(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，實現(xiàn)了 無菊粉酶添加的整合生物加工過程，乙醇濃度可達14%(v/v)以上，菊芋轉(zhuǎn)化率達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)通過自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固含量達30%以 上的菊芋進行乳酸發(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 11% (w/w) 以上，菊芋轉(zhuǎn)化率達80%以上。本技術(shù)的實施將會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)。

本成果針對燃料電池催化劑長時間運行過程中因碳載體腐蝕、Pt 溶解、遷移團聚長大及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、長壽命燃料電池催化劑。目前，該項目已經(jīng)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，所開發(fā)的燃料電池催化劑已經(jīng)完全能夠滿足動力電池的性能要求，屬于國際一流國內(nèi)領(lǐng) 軍的高科技技術(shù)。

目前我國極大部分在用車都裝備化油器式發(fā)動機，把化油器式發(fā)動機汽油車改裝成 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)。 本成果對在用車采用了 LPG 供氣系統(tǒng)，并加裝了電控補氣裝置和三元催化器，通過大量 發(fā)動機臺架試驗和整車臺架匹配試驗，使改裝的車輛在分別使用兩種燃料的情況下，都 能達到上海市《輕型汽車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/29–1998）。 具有國產(chǎn)化率高，結(jié)構(gòu)簡單，改裝方便，成本低等優(yōu)點，特別適合于化油器式發(fā)動機轎 車。 

項目概況 火電廠燃料管理信息系統(tǒng)（以下簡稱RMIS）是經(jīng)過嚴格周密的現(xiàn)場調(diào)研和設(shè)計而完成的一個面向?qū)ο笤O(shè)計的企業(yè)管理信息系統(tǒng)。RMIS以各發(fā)電企業(yè)中負責(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)實現(xiàn)部門，同時為其他各有關(guān)部門預(yù)留數(shù)據(jù)接口。 RMIS綜合運用自動化技術(shù)、計算機技術(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)營管理技術(shù)和方法，在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(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)，實現(xiàn)了燃料管理信息系統(tǒng)與外部有關(guān)系統(tǒng)（財務(wù)、生產(chǎn)、計劃等）的信息自動轉(zhuǎn)換，建立了一個安全、可靠、高度開放的管理信息系統(tǒng)。 本項目實用性強，擁有廣闊的市場前景。 主要特點● 先進性    引用先進的設(shè)計思想和設(shè)計技術(shù)（積木式的功能模塊設(shè)計），從根本上避免了系統(tǒng)設(shè)計局限于封閉、傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理模式，提高系統(tǒng)設(shè)計的整體水平。平滑的融合了先進而又實用的生產(chǎn)管理模式，支持企業(yè)長遠發(fā)展，支持先進的管理技術(shù)和思想的應(yīng)用。● 實用性 RMIS是在嚴格周密的現(xiàn)場調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對發(fā)電企業(yè)的具體業(yè)務(wù)流程開發(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)計體現(xiàn)人與信息、技術(shù)的全面集成，運用先進信息工具與技術(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、查詢、分析采用自定義方式設(shè)計，使用者可以任意組合，實現(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、簡單的實用RMIS提供的功能。另外，系統(tǒng)在Client/Server（客戶/服務(wù)器）下運行，系統(tǒng)的硬件配置和性能可以根據(jù)實際需要組合，使系統(tǒng)具有極大的適應(yīng)性和靈活性。● 可擴展性    系統(tǒng)具有良好的可擴展性。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)實現(xiàn)連接與擴展。● 經(jīng)濟性    系統(tǒng)具有較高的性能價格比。● 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”。對企業(yè)燃料業(yè)務(wù)管理流程實行規(guī)范化管理。并遵照國家點企業(yè)、鐵道部、煤炭部的各項信息編碼規(guī)范與要求。達到企業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。技術(shù)指標(biāo)     RMIS具備燃料進廠過衡檢斤、質(zhì)量檢驗、審核校對、自動結(jié)算、統(tǒng)計報表管理、煤場煤罐管理、實時指標(biāo)計算、自動考核、綜合查詢等功能。實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部燃料管理的聯(lián)網(wǎng)運行。通過企業(yè)內(nèi)部與其他系統(tǒng)（財務(wù)、生計、計劃等）之間的橫向集成，建立了一套安全、可靠、開放、先進、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，往往會造成入廠燃料上千萬元的經(jīng)濟損失。在當(dāng)前煤炭供應(yīng)緊張、價格上漲、熱值降低的形勢下，強化管理手段，避免入廠燃料的人為耗損和經(jīng)濟利益的損失十分重要。本系統(tǒng)的開發(fā)對于改善燃料采制化設(shè)備及條件，強化管理手段，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益具有非常現(xiàn)實的意義，擁有廣闊的市場前景。