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近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳教授課題組與楊晴教授課題組合作，通過(guò)引入少量鈷改良鉬鎳合金催化劑，創(chuàng)制出一種低成本、CO耐受性好的非貴金屬氫氧化催化劑。

本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)固體燃料顆粒物單顆粒識(shí)別與分析的方法，其利用計(jì)算機(jī)控制掃描電鏡技術(shù)(CCSEM)分析固體燃料燃燒后收集的灰樣，由粒徑換算公式將 CCSEM 所測(cè)每個(gè)灰顆粒的幾何粒徑換算為空氣動(dòng)力學(xué)直徑，可識(shí)別出飛灰中各粒徑段的顆粒物，如具有代表性的空氣動(dòng)力學(xué)直徑 0.5-10μm 粒徑段的 PM0.5-10，以及 PM0.5-2.5 和PM2.5-10 等。通過(guò)分析灰顆粒的粒徑與礦物組成信息，可得到PM0.5-2.

燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料電池的氫氣來(lái)源現(xiàn)在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質(zhì)餾分、汽油和煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，汽油和煤油具有價(jià)格便宜、攜帶便利、常溫下穩(wěn)定性高、供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于家庭、汽車(chē)、野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料電池的氫氣來(lái)源現(xiàn)在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質(zhì)餾分、汽油和煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，汽油和煤油具有價(jià)格便宜、攜帶便利、常溫下穩(wěn)定性高、供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于家庭、汽車(chē)、野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池的燃油中的含硫量必須從現(xiàn)在的10ppm減少到1ppm以下。為了達(dá)到這種嚴(yán)格的超深度脫硫，在現(xiàn)在既存的石油加工廠通過(guò)加氫精制脫硫需要十分巨大的設(shè)備投資，實(shí)際上對(duì)于燃料電池用燃油的脫硫處于無(wú)法對(duì)應(yīng)狀態(tài)。另外利用化學(xué)吸附的吸附脫硫技術(shù)也在開(kāi)發(fā)中，但是吸附選擇性低，使用了高價(jià)的吸附劑，處理能力也比較低。

燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料 電池的氫氣源現(xiàn)在主要利用天然氣，甲醇，DME，輕質(zhì)餾分，汽油和 煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開(kāi)發(fā)。其中，煤油具有價(jià)格便宜，攜帶便利，常溫下穩(wěn)定性高，供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)。可以廣泛應(yīng)用于家庭，汽車(chē)， 野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池 的燃料油中的硫磺含有量必須從現(xiàn)在的數(shù)十 ppm 減少到 1ppm 以下。 為了達(dá)到這種嚴(yán)格的超深度脫硫，在現(xiàn)在既存的石油加工廠通過(guò)加氫 精制脫硫的話，需要十分巨大的設(shè)備投資，實(shí)際上對(duì)于燃料電池用燃 料油的脫硫處于無(wú)法對(duì)應(yīng)狀態(tài)。另外利用化學(xué)吸附的吸附型硫磺脫除 器正在開(kāi)發(fā)中，但是吸附選擇性低，使用了無(wú)法再生的高價(jià)吸附劑， 處理能力也比較低。 項(xiàng)目特色 本技術(shù)采用和現(xiàn)在的研究完全不同的想法，利用常壓低溫下的氧 化反應(yīng)，將煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化劑氧化，并通過(guò)常壓常 溫下的選擇吸附除去硫的氧化物砜，是一種新的低價(jià)脫硫法。無(wú)論在 國(guó)內(nèi)國(guó)外，像本技術(shù)一樣利用固定床流通式反應(yīng)裝置除去燃料油中的 硫磺化合物的研究很少有報(bào)告。這個(gè)超深度脫硫技術(shù)的反應(yīng)條件非常 溫和，應(yīng)用于燃料電池的燃料油重整器，可以很容易使燃料電池小型 化，輕量化。和傳統(tǒng)的高溫高壓下的加氫脫硫方法相比，本技術(shù)是在 溫和條件下的高效率脫硫法。和非氧化吸附式脫硫技術(shù)相比，脫硫效 率高數(shù)十倍，對(duì)于硫氧化物的選擇吸附性高，吸附劑可以再生，吸附 劑的使用量減少，可以降低成本。本項(xiàng)目的目的是將這個(gè)新的低價(jià)脫 硫法應(yīng)用于燃料電池的重整系統(tǒng)，制造出氫氣提供給燃料電池。 項(xiàng)目應(yīng)用前景 1. 利用氧化吸附脫硫法開(kāi)發(fā)煤油的超深度脫硫器 圖 1 是氧化吸附脫硫法的原理及煤油超深度脫硫器的概念圖。煤 油中的難脫硫化合物 DBT 在催化劑及氧化劑存在下，在常壓低溫下 很容易氧化，生成硫氧化物，然后通過(guò)常溫常壓下的吸附被除去。反應(yīng)容器里放入煤油及氧化劑，通過(guò)自然滴落在常壓下送進(jìn)填充了催化 劑的固定床流通式氧化反應(yīng)器，然后，常溫常壓下通過(guò)吸附器進(jìn)行吸 附，除掉氧化后的硫磺化合物。現(xiàn)在的研究結(jié)果是通過(guò)氧化吸附脫硫 法可以將煤油中的硫磺含量減少到 0.5ppm。 2．超深度脫硫煤油的重整反應(yīng) 圖 2 是利用 Ru 系催化劑對(duì)含不同濃度硫的煤油進(jìn)行水蒸氣重 整反應(yīng)的結(jié)果。其反應(yīng)是煤油和水生成 CO2 和 H2。從結(jié)果來(lái)看，不 含硫的煤油 750 度的重整反應(yīng)活性達(dá)到 100%，氫氣收率達(dá)到了 80%， 而含硫磺煤油的催化反應(yīng)表現(xiàn)出催化劑失活現(xiàn)象。 3．項(xiàng)目計(jì)劃 a.建立一套連續(xù)的氧化吸附脫硫裝置，改變催化劑，氧化條件及 吸附劑，將煤油中的硫磺含量減少到 0.1ppm。 b. 試做一套小型化脫硫裝置，進(jìn)行 1000，2000，10000 小時(shí)長(zhǎng)期 試運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)催化劑，吸附劑的壽命，再生的可能性，裝置的長(zhǎng)期 穩(wěn)定性進(jìn)行考察。 c.建立一套煤油的水蒸氣重整反應(yīng)裝置，利用超深度脫硫煤油進(jìn) 行水蒸氣重整，開(kāi)發(fā)高活性，長(zhǎng)壽命的重整催化劑。 d.將超深度脫硫器與重整反應(yīng)系統(tǒng)組合成試驗(yàn)用別體型重整器， 利用煤油制造氫氣提供給燃料電池。 e.所需的儀器設(shè)備 硫磺化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器（Sulfur Chemiluminescence Detector）， 氫 火 焰 離 子 檢 測(cè) 器 氣 相 色 譜 （ Gas Chromatography-Flame Ionization Detector）， 熱導(dǎo)池檢測(cè)器氣相色譜（ Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector）等

研究領(lǐng)域 以企業(yè)的生產(chǎn)需要為出發(fā)點(diǎn)，以研發(fā)新產(chǎn)品、新設(shè)備、新工藝為目標(biāo)，進(jìn)行光機(jī)電一體化成套設(shè)備及新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，解決企業(yè)發(fā)展過(guò)程中的瓶頸問(wèn)題。圍繞創(chuàng)新制造工藝、機(jī)電控制及自動(dòng)化，開(kāi)展綠色化、系統(tǒng)化智能機(jī)電一體化技術(shù)及其在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用研究。主要研究方向有：（1）綠色新能源生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備（2）特種加工機(jī)械（3）新型包裝機(jī)械（4）根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求定制光機(jī)電一體化成套設(shè)備（生產(chǎn)線）的研發(fā)。科研成果及簡(jiǎn)介 所承擔(dān)主要項(xiàng)目： 鋅空燃料電池極片干嵌法成形過(guò)程控制的理論與技術(shù)(國(guó)家自然基金) ·高速水墨柔性印刷模切機(jī)CL1224 （國(guó)家科技部） ·機(jī)械軟起動(dòng)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)（天津市教委） ·柔性傳動(dòng)行星輪差速機(jī)構(gòu)的研究 （河北省教育廳） ·機(jī)械液壓自動(dòng)控制軟啟動(dòng)系統(tǒng)（石家莊科技局） ·自動(dòng)分頁(yè)裝訂機(jī)的開(kāi)發(fā)研究（河北省教委） 橫向課題： 紙管機(jī)開(kāi)發(fā)（天津巨業(yè)衣架制造有限公司） 盤(pán)料螺紋鋼滾絲機(jī)（天津市天鵬建筑器材有限公司） 五金平臺(tái)自動(dòng)機(jī)械手的研制（慶輝五金制品有限公司） 乒乓膠皮海綿上料系統(tǒng)的研發(fā)（天津七二九體育器材開(kāi)發(fā)有限公司） 電池極片卷繞設(shè)備（海裕百特鋰能設(shè)備有限公司） 鋰電池極片軋制卷繞線 ； 流延膜擠壓收卷裝置及控制系統(tǒng)的合作研發(fā)； 瓦棱機(jī)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的研制； KSQ-500電池極片卷繞設(shè)備開(kāi)發(fā) 木工挖船機(jī)（威盧克斯有限公司） WS-260衛(wèi)生巾生產(chǎn)線獲獎(jiǎng)與專(zhuān)利一種布料機(jī)                  發(fā)明專(zhuān)利           專(zhuān)利號(hào)：200910068754.x一種雙向水泥土攪拌樁機(jī)      發(fā)明專(zhuān)利           專(zhuān)利號(hào)：200910069172.3一種雙向水泥土攪拌樁機(jī)      發(fā)明專(zhuān)利           專(zhuān)利號(hào)：200910069171.9一種雙向水泥土攪拌樁鉆桿    發(fā)明專(zhuān)利           專(zhuān)利號(hào)：200910069170.4一種收獲機(jī)                  發(fā)明專(zhuān)利           專(zhuān)利號(hào)：200910069269.4可轉(zhuǎn)讓項(xiàng)目 可承擔(dān)（合作開(kāi)發(fā)）科研項(xiàng)目與技術(shù)合作光機(jī)電一體化成套設(shè)備（生產(chǎn)線）的研發(fā)

2019年上海市技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng) 燃料電池“高功率密度、大功率輸出、長(zhǎng)壽命運(yùn)行、低成本制造”是長(zhǎng)期制約燃料電池汽車(chē)規(guī)模化推廣的國(guó)際難題，變革燃料電池核心部件，采用金屬雙極板替代現(xiàn)有石墨雙極板，是破解難題的有效途徑。上海交通大學(xué)來(lái)新民教授團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年研發(fā)，與上汽集團(tuán)、新源動(dòng)力、上海治臻等企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，發(fā)明了薄型金屬雙極板設(shè)計(jì)與制造新方法、新工藝和新裝備。主要發(fā)明如下： 1、提出了“島群-流道”復(fù)合的大規(guī)模并聯(lián)流場(chǎng)均勻分流原理，解決了現(xiàn)有叉分流道分流的過(guò)約束問(wèn)題，創(chuàng)建了錯(cuò)層密封的沖壓?jiǎn)螛O板背對(duì)背焊合方法，發(fā)明了薄型金屬雙極板“兩板三場(chǎng)”新構(gòu)型。 2、揭示了大面積超薄板細(xì)密流道的成形回彈及焊接變形規(guī)律，建立了細(xì)密流場(chǎng)成形及焊接的殘余應(yīng)力分析模型，發(fā)明了極板多步成形誤差補(bǔ)償與激光焊接變形抑制技術(shù)。 3、提出了“非晶碳耐蝕-石墨微晶導(dǎo)電”的涂層性能綜合原理，探明了石墨微晶縱向生長(zhǎng)機(jī)制；提出了非晶碳沉積過(guò)程伴生石墨微晶生長(zhǎng)的控制方法，發(fā)明了非晶-微晶復(fù)合涂層及其磁控濺射制備技術(shù)。 4、發(fā)明了耐蝕導(dǎo)電復(fù)合涂層的多腔連續(xù)磁控濺射等工藝裝備，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔濺射的金屬雙極板生產(chǎn)裝備系統(tǒng)，創(chuàng)建了我國(guó)首條金屬雙極板批量化生產(chǎn)線。 本項(xiàng)目獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利37項(xiàng)，申請(qǐng)PCT專(zhuān)利5項(xiàng)，牽頭和參與制訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng)，發(fā)表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數(shù)第一)。開(kāi)發(fā)的金屬極板在國(guó)內(nèi)率先通過(guò)5000小時(shí)車(chē)載工況壽命考核，在國(guó)內(nèi)金屬極板市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位；成果應(yīng)用于我國(guó)首輛金屬極板燃料電池轎車(chē)與客車(chē)、首個(gè)上汽P390型115kW車(chē)用全功率電堆開(kāi)發(fā)，為上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)城等國(guó)內(nèi)金屬極板燃料電池汽車(chē)開(kāi)發(fā)提供了自主可控的核心技術(shù)。 金屬雙極板 金屬雙極板連續(xù)沖壓成形   金屬雙極板多工位連續(xù)激光焊接 金屬雙極板多腔連續(xù)磁控濺射工藝裝備 金屬雙極板生產(chǎn)

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:2019年上海市技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)燃料電池“高功率密度、大功率輸出、長(zhǎng)壽命運(yùn)行、低成本制造”是長(zhǎng)期制約燃料電池汽車(chē)規(guī)模化推廣的國(guó)際難題，變革燃料電池核心部件，采用金屬雙極板替代現(xiàn)有石墨雙極板，是破解難題的有效途徑。上海交通大學(xué)來(lái)新民教授團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年研發(fā)，與上汽集團(tuán)、新源動(dòng)力、上海治臻等企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，發(fā)明了薄型金屬雙極板設(shè)計(jì)與制造新方法、新工藝和新裝備。主要發(fā)明如下：1、提出了“島群-流道”復(fù)合的大規(guī)模并聯(lián)流場(chǎng)均勻分流原理，解決了現(xiàn)有叉分流道分流的過(guò)約束問(wèn)題，創(chuàng)建了錯(cuò)層密封的沖壓?jiǎn)螛O板背對(duì)背焊合方法，發(fā)明了薄型金屬雙極板“兩板三場(chǎng)”新構(gòu)型。2、揭示了大面積超薄板細(xì)密流道的成形回彈及焊接變形規(guī)律，建立了細(xì)密流場(chǎng)成形及焊接的殘余應(yīng)力分析模型，發(fā)明了極板多步成形誤差補(bǔ)償與激光焊接變形抑制技術(shù)。3、提出了“非晶碳耐蝕-石墨微晶導(dǎo)電”的涂層性能綜合原理，探明了石墨微晶縱向生長(zhǎng)機(jī)制；提出了非晶碳沉積過(guò)程伴生石墨微晶生長(zhǎng)的控制方法，發(fā)明了非晶-微晶復(fù)合涂層及其磁控濺射制備技術(shù)。4、發(fā)明了耐蝕導(dǎo)電復(fù)合涂層的多腔連續(xù)磁控濺射等工藝裝備，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔濺射的金屬雙極板生產(chǎn)裝備系統(tǒng)，創(chuàng)建了我國(guó)首條金屬雙極板批量化生產(chǎn)線。本項(xiàng)目獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利37項(xiàng)，申請(qǐng)PCT專(zhuān)利5項(xiàng)，牽頭和參與制訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng)，發(fā)表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數(shù)第一)。開(kāi)發(fā)的金屬極板在國(guó)內(nèi)率先通過(guò)5000小時(shí)車(chē)載工況壽命考核，在國(guó)內(nèi)金屬極板市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位；成果應(yīng)用于我國(guó)首輛金屬極板燃料電池轎車(chē)與客車(chē)、首個(gè)上汽P390型115kW車(chē)用全功率電堆開(kāi)發(fā)，為上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)城等國(guó)內(nèi)金屬極板燃料電池汽車(chē)開(kāi)發(fā)提供了自主可控的核心技術(shù)。金屬雙極板金屬雙極板連續(xù)沖壓成形 金屬雙極板多工位連續(xù)激光焊接金屬雙極板多腔連續(xù)磁控濺射工藝裝備金屬雙極板生產(chǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)型:發(fā)明專(zhuān)利 、 其他技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:國(guó)家級(jí)計(jì)劃/專(zhuān)項(xiàng)類(lèi)別:國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)重大項(xiàng)目等

同濟(jì)大學(xué)在燃料電池轎車(chē)整車(chē)集成開(kāi)發(fā)技術(shù)、電電混合驅(qū)動(dòng)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)、 車(chē)用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、車(chē)用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、汽車(chē)電動(dòng)輔助系統(tǒng)技術(shù)研究等方 面有突破型進(jìn)展，與此同時(shí)還在氫能源設(shè)施、氫氣加注站、充電站方面進(jìn)行配套研究， 也取了進(jìn)展。已研制三代燃料電池轎車(chē)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，“超越一號(hào)” 燃料電池轎車(chē)樣車(chē)上 的多項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并獲“2003 年上海工博會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)”；“超越二號(hào)”、“超 越三號(hào)” 燃料電池轎車(chē)分別在第六、七屆“必比登”國(guó)際清潔汽車(chē)挑戰(zhàn)賽上的 7 項(xiàng)測(cè) 試中獲 5 項(xiàng) A 級(jí)好成績(jī)。并裝載于上海大眾、上汽集團(tuán)、奇瑞汽車(chē)的整車(chē)產(chǎn)品，2005 年組成示范運(yùn)營(yíng)車(chē)隊(duì)。2005 年燃料電池轎車(chē)被評(píng)為中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展。

本發(fā)明公開(kāi)了一種高、低有效氫碳比原料共混催化熱解制取燃料的裝置和方法，該裝置包括預(yù)混器、兩級(jí)螺旋進(jìn)料器、馬達(dá)、料倉(cāng)、流化床熱解器、旋風(fēng)分離器、兩級(jí)冷凝裝置、焦炭倉(cāng)、儲(chǔ)油罐、儲(chǔ)氣罐、預(yù)熱器。該方法能夠利用該裝置將高、低有效氫碳比的不同原料進(jìn)行共混催化熱解。本發(fā)明能夠?qū)⒂行涮急鹊偷暮脊腆w廢棄物廉價(jià)高效地轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的液體燃料，同時(shí)處理有效氫碳比高的塑料等固體廢棄物，解決了目前有效氫碳比低的生物質(zhì)等含碳固體廢棄物轉(zhuǎn)化困難，熱解產(chǎn)物品質(zhì)不高，選擇性差，催化劑易結(jié)焦、失活快的問(wèn)題。

本發(fā)明公開(kāi)了一種面向海洋浮標(biāo)的固體氧化物燃料電池能量管理系統(tǒng)，包括固體氧化物燃料電池(SOFC)系統(tǒng)、DC/DC 功率變換模塊和能量?jī)?chǔ)存管理模塊，能量?jī)?chǔ)存管理模塊包括蓄電池和超級(jí)電容；DC/DC 功率變換模塊將 SOFC 發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為 14V 和 24V 直流電，24V 電源為 SOFC 系統(tǒng)自身供電，14V 電源為海洋浮標(biāo)供電；超級(jí)電容和蓄電池接到 14V 直流母線上，超級(jí)電容為其海洋浮標(biāo)提供瞬時(shí)峰值功率，蓄