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01. 成果簡介 近年來，隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，應(yīng)對氣候變化壓力持續(xù)增大，以及氫能市場前景巨大，氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注，世界發(fā)達國家均將氫能及綜合應(yīng)用作為未來能源發(fā)展的重點方向之一。燃料電池汽車融合了內(nèi)燃機汽車和純電動汽車的優(yōu)點，不僅具有零排放、高效與高功率密度的優(yōu)勢，而且續(xù)駛里程足夠長，被業(yè)界公認為是新能源汽車的發(fā)展趨勢。經(jīng)過北京奧運會23輛、上海世博會的196輛燃料電池汽車的批量示范驗證和多輪技術(shù)迭代優(yōu)化，燃料電池汽車開始進入交通運輸領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，從2013年開始，歐、美、日、韓的燃料電池汽車相繼上市銷售。與國外發(fā)展路徑不同，我國從燃料電池商用車切入推進氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，氫燃料電池商用車已實現(xiàn)小批量生產(chǎn)并在上海、北京、河北、廣東等地示范運營。氫能行業(yè)迎來了產(chǎn)品孕育的發(fā)展機遇。 膜電極作為燃料電池發(fā)動機的核心部件，代表企業(yè)如美國GORE公司、英國Johnson Matthey公司。本項成果提供了一種制備膜電極的技術(shù)，創(chuàng)新點為：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。該項成果已應(yīng)用于示范項目，應(yīng)用情況良好。性能指標：1）面電導(dǎo): >40S/cm22）拉伸強度: >35MPa3）H2滲透率:<2mA/cm24）0.6V@2.5A/cm2 (測試條件：1.5atm,70℃,空氣計量數(shù)2.3,濕度80%)5）壽命:20000小時（加速老化法,10%性能衰減）02. 應(yīng)用前景 燃料電池03. 知識產(chǎn)權(quán) 本項成果已申請專利22項。04. 團隊介紹 團隊在燃料電池應(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“第十九屆全國發(fā)明展覽會發(fā)明獎”金獎、北京市第三屆發(fā)明專利獎一等獎、“清華大學(xué)科研成果推廣應(yīng)用效益獎”二等獎、“第十屆國際發(fā)明展覽會發(fā)明獎”金獎、湖北省技術(shù)發(fā)明獎等多項獎勵。負責(zé)人為副教授、博士生導(dǎo)師，累計在多個國際權(quán)威期刊上發(fā)表SCI論文96多篇，申請發(fā)明專利60余項。05. 合作方式 技術(shù)許可。06.聯(lián)系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn wangcheng@tsinghua.edu.cn

成果簡介：該技術(shù)是指以柴油機為平臺的天然氣發(fā)動機多點電噴電子控制系統(tǒng)。發(fā)動機系統(tǒng)在燃用柴油時，可將天然氣切斷；燃用天然氣時，需少量柴油起點火作用。對柴油機需要進行壓縮比的改造，并加裝各種電控傳感器和執(zhí)行器。電控單元以16位單片機為核心控制天然氣的多點噴射，外接端口具備串口通訊和CAN總線。 項目來源：自行開發(fā) 技術(shù)領(lǐng)域：先進制造 應(yīng)用范圍：柴油機廠 現(xiàn)狀特點：天然氣對柴油的替代率平均不少于80%，達到國內(nèi)外同類機型的水平。 成

節(jié)能和環(huán)保是綠色社會的主要議題，發(fā)展取代化石燃料的新能源技術(shù)迫在眉睫。鋅-空氣電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，由于其理論能量密度高、安全性高、價格低廉以及環(huán)保等優(yōu)勢有望彌補鋰離子電池的缺陷而成為下一代新能源電池。柔性可穿戴電子器件是5G時代先進制造業(yè)的重點研究方向，尤其是便攜式電子產(chǎn)品正朝著超薄、集成、靈活的可穿戴設(shè)備方向發(fā)展。作為一個新興領(lǐng)域，柔性鋅-空氣電池符合可穿戴電子設(shè)備的要求，發(fā)展?jié)摿薮蟆?柔性電池是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，柔性鋅空氣電池的容量和能量密度等關(guān)鍵參數(shù)很大程度上取決于催化劑和正極材料。團隊瞄準電池正極材料這一難題，積極自主研發(fā)，致力于發(fā)展具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的下一代新型高容量柔性鋅空氣電池。目前，團隊制備的高容量/耐低溫柔性鋅空氣電池可用于穿戴的智能電子產(chǎn)品，病人植入式監(jiān)測、追蹤和定位的醫(yī)療器械、物聯(lián)網(wǎng)智能標簽、環(huán)境傳感器、助聽器等等。

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。

1 成果簡介燃料電池應(yīng)用于軍事、汽車、移動設(shè)備和家庭等領(lǐng)域。對于新生產(chǎn)的燃料電池堆，或在用的燃料電池堆，常需要了解電池堆內(nèi)各節(jié)燃料電池的一致性和膜電極情況，但是國內(nèi)外一直缺少檢測燃料電池堆膜電極的技術(shù)和測量裝置。 課題組研究出一種可方便檢測燃料電池堆膜電極狀況參數(shù)的方法和儀器。該測量儀具有如下功能和特點：可同步測量膜電極的催化劑有效活性面積、雙電層電容、氫滲透電流和阻抗；數(shù)據(jù)自動采樣，結(jié)果自動處理；可用于測量燃料電池單體和燃料電池堆，解決了以往即使檢測燃料電池單體膜電極也需要多臺測試儀器的問題，填補了燃料電池堆膜電極檢測儀器的空白。測量儀可用于科研中對燃料電池內(nèi)部不一致性的檢查和原因辨析，可用于對各種場合的燃料電池堆進行現(xiàn)場檢查和老化診斷，可用作燃料電池堆初裝過程中的成組選配檢測工具。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的儀器，具有較大的推廣使用空間。測量儀包括硬件部分和軟件部分。研究組已開發(fā)出測量儀的初級版，參見下圖。初級版的測試軟件基于 Labview 編寫，界面簡單易操作，通過配合電腦完成測量。研究組現(xiàn)在正進行開發(fā)測量儀器的升級版，期望其能夠脫離電腦單獨測量，更美觀，更實用。  上圖 初級版電池堆膜電極檢測儀2 應(yīng)用說明研究組應(yīng)用該方法和測量儀進行了多次測量和研究，成果在國際國內(nèi)會議的宣傳推廣中得到了許多同行的好評，并表示有購買意向。

項目簡介： 項目內(nèi)容及規(guī)模： 本項目將廢塑料進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，達到燃料油的質(zhì)量標準。初步實施預(yù)計年生產(chǎn)規(guī)模 2000-5000 噸。 市場分析： 本項目解決了廢塑料處理過程的困難，燃燒后嚴重污染大氣環(huán)境的問題，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，具有廣泛的應(yīng)用前景。 投資估計： 預(yù)計投資 100 萬。 經(jīng)濟和社會效益： 預(yù)計年銷售額 1000 萬，年產(chǎn)生效益 200 萬。 科研技術(shù)優(yōu)勢： 本項目具有投資少，操作成本低的特點，還可以應(yīng)用于其它有機固廢回收利用，制備燃料油和可燃氣的各個領(lǐng)域。

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。項目團隊基于固態(tài)離子理論，設(shè)計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)。項目取得完整知識產(chǎn)權(quán)，申請發(fā)明專利15件，授權(quán)發(fā)明專利8件。

成果背景及主要用途： 乙二醇二醋酸酯，又名二乙酸乙二醇酯，為無色液體，沸點 190.2℃。它是 優(yōu)良、高效、安全無毒的有機溶劑。廣泛用于制藥工業(yè)；鑄造樹脂有機酯固化劑； 也作為各種有機樹脂特別是硝化纖維素的優(yōu)良溶劑，和皮革光亮劑的原料；在油 漆涂料中作為硝基噴漆、印刷油墨、纖維素酯、熒光涂料的溶劑；在煙草工業(yè)中， 乙二醇二乙酸酯可用作三醋酸甘油酯的代用品，在有機合成工業(yè)中用途也十分廣 泛。 傳統(tǒng)生產(chǎn)乙二醇二醋酸酯的方法是 1，2-二溴乙烷合成法和乙二醇、醋酸酯 化合成法。1,2-二溴乙烷法是用無水醋酸鉀(鈉)與 1，2-二溴乙烷反應(yīng)而得，此法 原料要求嚴格，且收率不高(小于 60％)，這限制了它的生產(chǎn)和開發(fā)利用。醋酸酯 化合成法是以對甲苯磺酸、樹脂、氯化物、硫酸鹽等作為催化劑，通過酯化反應(yīng) 合成乙二醇二醋酸酯，此法原料有醋酸，對反應(yīng)裝置的耐腐蝕性要求高，成本增 加，環(huán)境污染嚴重。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 本工藝針對目前乙二醇二醋酸酯生產(chǎn)中存在的問題，提供了一種新的合成方 法，本工藝采用反應(yīng)精餾技術(shù)，反應(yīng)條件溫和，設(shè)備損耗小，而且副產(chǎn)物仲丁醇 也是一種重要的化工原料，理論原子收率為 100%。 應(yīng)用領(lǐng)域：乙二醇二醋酸酯生產(chǎn)企業(yè) 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件：根據(jù)具體情況面議 作方式及條件：根據(jù)具體情況面議

本發(fā)明涉及一種二十八醇的全合成方法，以環(huán)十二酮(I)為起始原料，經(jīng)與第二胺反應(yīng)得到烯胺(II)，烯胺在縛酸劑存在下和酰氯反應(yīng)得到1，3-二酮(III)，然后在堿性條件下1，3-二酮開環(huán)得到酮酸(IV)，酮酸經(jīng)Wolff-Kischner還原得到高級脂肪酸(V)，將其酯化得到高級脂肪酸酯(VI)，最后用氫化鋰鋁或鈉-乙醇還原得到高級脂肪醇即二十八醇(VII)，用本發(fā)明方法制備的二十八醇，其純度可達99.5％。LD50大于15000mg/kg，經(jīng)人體實驗證明具有很強的生理活性。

成果描述：茄尼醇是一種存在與煙葉、馬鈴薯葉、桑葉中的具有消炎、殺菌、吸收紫外線、抗氧化功能的植物活性化學(xué)品，在其分子結(jié)構(gòu)中含有九個非共軛雙鍵的聚異戊二烯醇，其極性非常弱，親水性差，親酯性強，可以溶于大多數(shù)非極性有機溶劑中；其分子中的非共軛雙鍵是其藥理活性的結(jié)構(gòu)源泉，也是其獲得工業(yè)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)依據(jù)。茄尼醇主要用于合成輔酶Q10、茄尼醇胺、茄尼醇酯等醫(yī)藥中間體，同時也直接用于化妝品中增強化妝品的保健功能。 市面上的茄尼醇通常分為含量20%左右的浸膏、70%左右的粗茄尼醇、90%左右的茄尼醇、以及98%以上的茄尼醇精品。含量越高，價格越高，且含量越高，技術(shù)難度越大。 傳統(tǒng)技術(shù)想要得到含量90%以上的產(chǎn)品，通常需要柱層析工段來達到，相對溶劑量大，操作復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。經(jīng)過對茄尼醇中產(chǎn)品與雜質(zhì)的深度分析和大量的實驗，得到了能夠溶解茄尼醇但不溶解雜質(zhì)的混合溶劑。本項目成果可從70％的茄尼醇出發(fā)，不經(jīng)過柱層析，僅利用混合溶劑法處理得到含量90%以上的產(chǎn)品，且混合溶劑可循環(huán)使用，最大限度地降低生產(chǎn)過程的成本。將90%的產(chǎn)品再經(jīng)過柱層析，可得到99%的精品。該項目采用的生產(chǎn)過程屬于無污染的綠色化工工藝過程。市場前景分析：項目產(chǎn)品茄尼醇，是一種具有很高技術(shù)含量和附加價值的精細化學(xué)品，主要用于藥物（如輔酶Q10）以及其它一些醫(yī)藥中間體（如抗流感病毒茄尼醇脂肪酸酯、茄尼基脂肪胺）等的生產(chǎn)中，也可以直接用于抗氧化保健品和化妝品的生產(chǎn)過程；尤其是它是抗衰老和提高細胞活力、增強人體免疫力輔酶Q10的必須的原料（構(gòu)成輔酶Q10的側(cè)鏈），以及在抗流感病毒藥物、抗腫瘤病毒藥物、以及心血管疾病藥物中應(yīng)用，極大地刺激料茄尼醇的市場應(yīng)用和技術(shù)的研究開發(fā)。 2002年底2003年年初，由于國外對輔酶Q10以及其它一些藥物（如抗流感病毒藥物、抗腫瘤病毒藥物、高血壓藥物等）生產(chǎn)技術(shù)取得突破性進展，同時輔酶Q10作為增強肌體免疫能力、抗衰老、抗氧化功能成分在保健品、化妝品、日用化學(xué)品領(lǐng)域的應(yīng)用得到實質(zhì)性擴大，刺激了國外對高品質(zhì)茄尼醇的需求；市場價格一度攀高，達到400萬元/噸。由于世界上60％以上的茄尼醇原料在中國，也就刺激了當時國內(nèi)涌現(xiàn)出一大批企業(yè)上馬茄尼醇項目。因為當時產(chǎn)品售價較高，所以，很多企業(yè)不計成本也可以有一定的利潤。但隨著生產(chǎn)企業(yè)的增多，市場價格的下滑，在經(jīng)歷了2005年下半年的市場沖擊后，許多企業(yè)因為技術(shù)不過關(guān)、設(shè)備不配套、以及資金等因素已經(jīng)倒閉。 目前，日本年產(chǎn)輔酶Q10 100多噸，需要高純度茄尼醇1500噸以上。歐洲、北美及其他地區(qū)豆油不同規(guī)模輔酶Q10生產(chǎn)，同樣需要純度高、價格低廉的茄尼醇。由此可見，茄尼醇的市場規(guī)模很大，且供不應(yīng)求的局面將維持相當長的時間。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：混合溶劑處理后茄尼醇含量≥90% 柱層析后茄尼醇含量≥99% 國際先進