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聚乳酸（PLA）是第一個商業化的生物塑料。構成聚乳酸的碳100%來自可再生生物質資源。生產聚乳酸的現行工藝由兩段組成，首先從碳水化合物發酵制得乳酸，接著將乳酸脫水得到丙交酯（乳酸的二聚體）、丙交酯開環聚合得到聚乳酸（聚丙交酯）。乳酸發酵生產和丙交酯生產已經有成熟可靠的工藝。然而，現行聚合工藝通常包含兩到三段工序，單體丙交酯采用金屬化合物催化間歇聚合得到預聚物（分子量3到5萬），預聚物固化、粉碎進入螺桿機與擴鏈劑反應得到分子量10萬左右的聚乳酸樹脂。第二步的擴鏈反應，也可采取固態聚合工藝首先。整個聚合工藝耗時4-8小時，設備多、工藝復雜、能耗高、生產效率低。本項目開發了包括聚合方法、催化劑、聚合工藝、和反應加工裝置的較完整專利技術，已申請中國發明專利及其PCT國際專利3件，正在進入美國國家階段。形成了完全不同于國外技術的新一代反應加工生產聚乳酸技術。

第五代廢電池回收技術包括廢鉛酸電池、廢鋰離子電池、廢燃料電池等廢電池的污染防治、清潔資源化、先進制造技術。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 第五代廢電池回收技術包括廢鉛酸電池、廢鋰離子電池、廢燃料電池等廢電池的污染防治、清潔資源化、先進制造技術。各種廢電池含有重要的戰略資源，而目前廢電池回收市場缺口巨大，比如我國每年廢鉛酸電池500萬噸左右，而實際循環220萬噸左右；隨著新能源汽車保有量的快速增長，鋰離子電池理論回收量達到47.8萬噸，但是實際可統計的真實回收量僅為19.6萬噸，占比僅為41%；新興的鈉離子電池和燃料電池等暫時只有華中科技大學具備可產業化的再生技術。雖然電池在使用過程中不會產生有毒有害的物質，但如果不能對廢電池進行正確、有效地處理，將會給環境帶來極大污染風險隱患和資源浪費。對各種廢電池加以回收再生，不僅可以消除廢電池帶來的各種危害，還能通過資源循環和高端制造產生新的經濟增長點。

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短脈沖激光器已經廣泛應用于工業、軍事等領域，但是隨著使用次數、時間的變化以及激光器本身性能的波動，造成輸出性能下降，更多地體現在能量的變化。這樣，就會造成與其配套設備性能的下降，甚至無法工作。如遠距離激光測距機因激光能量的下降，造成測量距離變短等。傳統的激光能量計，測量口徑小、速度慢，無法滿足特定環境、設備的需求。

小陣列核脈沖能量與時間譜分析系統是國家自然科學基金和NSAF聯合基金 項目的創新成果，采用先進的低噪聲陣列讀出電路和基于FPGA的多通道能量與 時間譜分析系統，能夠同時測量小陣列像素探測器的能譜和時間譜，并繪制出一 維能量譜、一維時間譜、能量與時間的二維譜以及光子作用位置分布圖。 該系統相對于國內外現有產品的主要優點是：(1)能夠同時測量核脈沖的 能量和時間譜，并給出二維譜分布；(2)能夠對小陣列探測器進行高速并行讀 出，并具有較高的靈敏度；(3)可以實現初步的能譜成像，并具有亞像元空間 分辨能力。 系統指探測器、模擬讀出電路、FPGA譜分析系統以及電源四個模塊組成， 低壓電源采用±3. 7V可充電鋰電池，高壓電源采用IkV高壓模塊，探測器采用基 于CZT晶體的像素陣列探測器，探測器與模擬讀出電路體積為 4. 5cmx4. 5cmx2. 7cm, FPGA 譜分析系統體積為 6. 5cmx8. Icmx2. 5cm,基本系統的 像素陣列為2x2,高分辨系統的陣列數可達8x8,系統的時間分辨可達5ns,能 量測量下限可達5keV,對59. 5keV伽馬射線可以實現能量分辨率5. 5%。

本研究成果研究出一種先進的能量管理和能量動態平衡新技術、使電池組使 用壽命（續航能力）成倍增長。 由于鋰離子電池具有單節電壓低的特點，通常將多節電池串聯，構成電池組 使用。而由于制造工藝的原因，單體電池的特性總存在差異，在充（放）電過程 中容易出現部分電池過充或過放的現象，嚴重影響電池的使用壽命，從而導 致電池組使用壽命縮短幾倍甚至十幾倍。為了延長電池組的使用壽命，必須 使所有的電池均保持在同樣的電池荷電狀態（SOC, State of Charge）□因此， 需要建立鋰離子電池組能量均衡系統，平衡電池組中各個單體電池的SOC,充 分發揮各單體電池性能，提高電池組使用容量，延長其使用壽命。該項技術已 有大量研究成果，包括有損均衡（被動均衡）和無損均衡（主動均衡）兩種方式。 有損均衡是能量耗散型方式，技術趨成熟，已經得到廣泛應用（豐田普銳斯混動 汽車）。但其能量全部損耗在電阻上，效率低。無損均衡通過電路對能量進行轉 移來實現能量均衡，效率高。但其結構復雜，控制難度大，目前還在研究過程中。 主要問題是均衡速度慢、效率低。本研究成果提出了一種先進的電池組能量均衡 技術一一總線式均衡技術，與其它均衡技術相比，具有電路簡單、易于模塊化、 均衡速度快、效率高、電路成本不顯著增加的特點。特別適用于大功率儲能系統。 市場及經濟效益分析： 該項技術可以應用于各個領域的儲能系統，是智能電網、可再生能源接 入、分布式發電、微電網以及電動汽車發展必不可少的支撐技術，不但可以有 效地實現需求側管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降 低供電成本，而且還可以調整頻率和補償負荷波動，提高電網運行穩定性。例如, 風力發電與光伏發電互補系統組成的局域網；偏遠地區供電、工廠及辦公樓供電; 通信系統中不間斷電源和應急電能系統；大規模電力存儲和負荷調峰系統；電動 汽車的動力系統；國家重要部門的大型后備電源；軍事領域中可移動大型供電設 備等。因此，該項技術具有巨大的產業化效益。

01. 成果簡介 質子交換膜燃料電池系統具有污染低，排放少，高比功率等優點，在汽車上有著越來越廣泛的應用。燃料電池汽車一般包含兩個動力源，即燃料電池和動力電池，如何實現兩個動力源間最優的功率分配，提高能量利用率和使燃料電池大部分工作在穩態工況下，提高燃料電池的使用壽命，是動力系統控制和能量管理的重點。 針對動力系統控制，提出了一種燃料電池混合動力整車控制方法和基于多信息融合的整車控制方法等。整車控制器通過實施讀取車輛狀態參數，預測整車需求功率，根據動力電池SOC狀態，計算預測未來一段時間內動力電池的目標最優SOC軌跡，同時計算整車的輔助功率等，實現整車目標功率在動力電池和燃料電池之間的優化分配。 針對能量管理，提出了一種燃料電池汽車的熱管理系統和基于地理位置信息的能量管理方法等。新型熱管理系統采用水冷方式控制燃料電池工作在合適的溫度，利用燃料電池工作時產生的熱量以及輔助電加熱器產生的熱量，用于車輛冬季取暖，同時用于鋰離子電池在冬季的保溫。基于地理位置信息的能量管理方法將車輛的地理位置信息與車輛的功率需求結合起來，通過多時間尺度的通訊，融合馬爾可夫模型和動態規劃算法，實現了工況預測和最優的能量管理。 同時還針對燃料電池等混合動力汽車，提出了多種網絡通訊方法和通訊網絡測試系統。提出了基于有限狀態機的分布式控制系統、基于時間出發的分布式控制系統CAN網絡通訊方法和基于TTCAN的整車通訊網絡測試系統等。簡化了控制流程設計，通過確立系統節點間信息交互模式可方便的規劃各節點間的協同工作，避免網絡仲裁和沖突，提高網絡安全的實時性和安全性。02. 應用前景 本成果可應用于質子交換膜燃料電池領域。03. 知識產權 本成果涉及10項發明專利。04. 團隊介紹 項目團隊主要研究方向新能源汽車動力系統，團隊成員包括歐陽明高、李建秋、楊福源、王賀武、盧蘭光、李希浩、徐梁飛、杜玖玉、韓雪冰、馮旭寧等，課題負責人為李建秋，獲得國家技術發明二等獎兩項，北京市科學技術一等獎一項、中國汽車工業技術發明一等獎一項，論文發表200余篇。項目團隊深度參與了中國新能源汽車的戰略規劃、科技研發、國際合作、示范考核和產業化推進的全過程，培育出多家學生創業型高科技企業，為中國新能源汽車躋身世界先進行列作出了重要貢獻。05. 合作方式 技術許可。06．聯系方式 郵箱： zhangyan2017@tsinghua.edu.cn

成果創新點 主要技術創新路徑：傳統爆炸焊接的裝置，其上表面 裸露在空氣中。而本技術在炸藥上表面對稱地放置與炸藥 下表面一致的復板和基板，整體作為一個單元；為避免上 半部分拋擲出去，因而重復該單元，讓炸藥沖擊互相約束； 最頂部不能再鋪設復板與基板，因而以膠體水替代，能提 高其能量利用率。 關鍵技術指標：各層炸藥同步起爆、間隙及炸藥配方 和用量； 核心解決問題、核心優勢：解決了

主要技術創新路徑：傳統爆炸焊接的裝置，其上表面裸露在空氣中。而本技術在炸藥上表面對稱地放置與炸藥下表面一致的復板和基板，整體作為一個單元；為避免上半部分拋擲出去，因而重復該單元，讓炸藥沖擊互相約束；最頂部不能再鋪設復板與基板，因而以膠體水替代，能提高其能量利用率。 關鍵技術指標：各層炸藥同步起爆、間隙及炸藥配方和用量； 核心解決問題、核心優勢：解決了爆炸焊接工業生產中的成本和效率問題，實驗證明五層的該結構可以提升能量利用率 63%，且該技術多塊板一次成型，大大提高了工作效率；

量子照明雷達是新興的研究方向，是量子信息技術與雷達技術相結合的新興產物。而量子信息技術又是古老的量子力學與信息技術相結合的交叉學科，不少研究者因晦澀的量子力學而望而卻步。為了降低量子照明雷達的神秘感，打破抽象壁壘，我們創造性地發展了量子照明雷達的高效仿真技術，對于未來實現量子雷達的普及與推廣具有重要意義。 截止目前，尚未見到關于量子照明雷達仿真平臺的相關報道。而該成果基于MATLAB這一易于上手的計算機數值平臺，溝通了抽象的量子力學與具體的量子目標探測之間的橋梁，具有創新性和國內領先的技術先進性。 經過近五年的研究和近兩年教學實踐的檢驗，該成果不斷豐富和完善，通過可視化的工作界面，可以給出量子信號源的關鍵物理參數分析、量子態演化過程、多份量子態條件下量子照明雷達的虛警概率分析等多個方面的圖形化界面，具有較強的推廣應用價值。鑒于量子雷達技術是未來新體制雷達的重要技術途徑之一，本成果將有望在空間、水下目標探測方面取得應用，市場應前景廣闊。截止到目前，該成果已經應用于高年級本科生的培養與實訓和北京某研究所的新體制目標探測項目研發中。