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本成果針對(duì)城市水電氣熱等綜合能源數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且與用戶、時(shí)間、空間信息關(guān)系緊密的特點(diǎn)，構(gòu)建了高性能綜合能源數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，提出了細(xì)粒度的能源數(shù)據(jù)分析理論框架及方法，并將其應(yīng)用于智慧城市建設(shè)。

成果描述：擁有獨(dú)立的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，采用磷鐵在水溶液中電解制備高純度FePO4，以水中的氧為產(chǎn)物提供氧源，可以實(shí)現(xiàn)原位除雜，不受磷鐵的原料來(lái)源限制；采用價(jià)廉的磷鐵和空氣中的氧為原料，通過(guò)與鋰鹽和補(bǔ)充磷源或鐵源在可控氣氛下反應(yīng)制備粒度和碳含量可控的LiFePO4，避開(kāi)了目前合成方法中的專利技術(shù)壁壘問(wèn)題，不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛，將廢物循環(huán)利用與能源材料耦合起來(lái)，節(jié)能環(huán)保，從源頭上降低了磷酸鐵和磷酸鐵鋰的生產(chǎn)成本；所采用的原料均為大宗化工產(chǎn)品，磷鐵副產(chǎn)物中的雜質(zhì)可以通過(guò)反應(yīng)工藝控制進(jìn)行無(wú)害化處理，在原料的供應(yīng)和價(jià)格方面都非常穩(wěn)定；通過(guò)工藝控制和反應(yīng)原料的組合，可以將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2等副產(chǎn)物循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)零排放的綠色清潔工藝；將添加劑與磷鐵和鋰源及補(bǔ)充的鐵源或磷源充分混合，添加劑在后續(xù)的反應(yīng)中既可以起保護(hù)作用，又能形成對(duì)磷酸鐵鋰顆粒的原位包覆及控制晶粒生長(zhǎng)作用，能夠極大提高正極材料的導(dǎo)電性能；采用的工藝路線容易控制，工藝穩(wěn)定性好，容易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)；由于本技術(shù)路線使用比較低廉的磷化工副產(chǎn)物磷鐵和大宗化工產(chǎn)品，原料成本只是其他工藝原材料成本的1/3~2/3，非常具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；本項(xiàng)目前期采用全新工藝研制的磷酸鐵鋰材料克容量已達(dá)到或超過(guò)市售產(chǎn)品，1C放電容量達(dá)到120 mAh/g以上，而且成本和生產(chǎn)工藝有非常大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。市場(chǎng)前景分析：本項(xiàng)目產(chǎn)品專門(mén)提供給各種電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)工具、手機(jī)、筆記本電腦、藍(lán)牙器件、UPS不間斷電源、攝像機(jī)、播放器、游戲機(jī)、電動(dòng)玩具、清潔器和極端氣候環(huán)境下的武器裝備等產(chǎn)品所需的鋰離子電池和超級(jí)電容器電極材料，特別在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域具有非常大的市場(chǎng)前景，主要應(yīng)用領(lǐng)如圖3所示。作為電動(dòng)車(chē)電源，磷酸亞鐵鋰動(dòng)力電池具有熱穩(wěn)定性好、安全性高、壽命長(zhǎng)、倍率性能好、耐高溫、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，備受關(guān)注。與以往的鋰離子電池正極材料LiCoO2、LiMn2O4、LiNiMO2等相比，磷酸亞鐵鋰的安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無(wú)法相比的，這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)，而且循環(huán)穩(wěn)定性好，1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過(guò)充電壓30V不燃燒、不爆炸，穿刺不爆炸。在未來(lái)地幾年內(nèi)，磷酸鐵鋰地市場(chǎng)需求量將達(dá)5萬(wàn)噸以上，尤其是在動(dòng)力型電池應(yīng)用方面對(duì)磷酸鐵鋰地需求將大幅增加。目前全球磷酸鐵鋰生產(chǎn)能力小于2000噸/年，投資磷酸鐵鋰項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)小，回報(bào)快。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：FePO4基本參數(shù)：純度≥97%，粒度≤1μm，而且根據(jù)需要可以進(jìn)行調(diào)控。LiFePO4基本參數(shù)：Li =~4.4%, Fe=35.4%, P=19.6%, C=2~6%。物理參數(shù)：松裝密度 ≥0.5g/cm3, 振實(shí)密度 ≥1.0g/cm3, 中位粒徑 ~4μm。涂片參數(shù)：LiFePO4: C : PVDF=90:3:7，極片壓實(shí)密度：2.1-2.4 g/cm3。電化學(xué)性能：克容量>120mAh/g 測(cè)試條件：1C, 全電池。克容量>140mAh/g 測(cè)試條件：紐扣0.1C, 電壓4.2-2.5V。 國(guó)際先進(jìn)，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

1 成果簡(jiǎn)介石墨烯是一種典型的單原子層二維材料，具有獨(dú)特的狄拉克電子結(jié)構(gòu)、超高的載流子遷移率和濃度，在高速、高質(zhì)量薄膜器件集成等方面顯示出潛在應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。然而，本征石墨烯呈金屬或半金屬特性，限制了其在器件中的應(yīng)用。本成果從石墨烯的可控生長(zhǎng)及多維多尺度宏觀結(jié)構(gòu)組裝出發(fā)，探索調(diào)控石墨烯電子結(jié)構(gòu)的有效方法，推動(dòng)其在納米器件中的集成與應(yīng)用。 主要內(nèi)容包括：石墨烯晶片的形狀、尺寸控制， 多維多尺度宏觀結(jié)構(gòu)的原位生長(zhǎng)與組裝；石墨烯的結(jié)構(gòu)（拓?fù)洌┡c化學(xué)改性：采用缺陷、應(yīng)變和化學(xué)修飾等手段對(duì)石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控；研究石墨烯在外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光激發(fā)等條件下，電子結(jié)構(gòu)的演變及電子、光子、激子、聲子等的相互作用； 器件組裝與表征：晶體管、傳感器、結(jié)、異質(zhì)/雜化結(jié)構(gòu)等。2 應(yīng)用說(shuō)明基于石墨烯的二維薄膜材料已成功應(yīng)用于太陽(yáng)能電池和超級(jí)電容器等能源器件，顯示出優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)性能及良好的工作穩(wěn)定性。某些特色多維多尺度結(jié)構(gòu)可與其它納米材料（如碳納米管、二氧化鈦、二氧化錳）構(gòu)建復(fù)合結(jié)構(gòu)，在吸附、水處理、傳感、光催化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。  圖 1 石墨烯編織結(jié)構(gòu)                              圖2 石墨烯晶片/納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu) 該項(xiàng)目的相關(guān)研究工作已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利 5 項(xiàng)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。3 效益分析目前，石墨烯在全球范圍內(nèi)尚未形成穩(wěn)定的工業(yè)化需求， 但從需求市場(chǎng)的潛力來(lái)看，石墨烯在應(yīng)用上將逐漸擴(kuò)大。隨著技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，石墨烯獨(dú)特的力學(xué)與電學(xué)性能，將使其在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用市場(chǎng)，特別是電子、新材料、航天軍工等領(lǐng)域，發(fā)揮重要的甚至是革命性的作用，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。4 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開(kāi)發(fā)，商談。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域能源環(huán)境。

本實(shí)用新型提供一種復(fù)合能源應(yīng)用的豬舍小氣候環(huán)境控制系統(tǒng)，包括豬舍，豬舍的地面鋪設(shè)有輻射盤(pán)管；還包括太陽(yáng)能模塊、沼氣模塊、地下水冷卻模塊和蓄熱水箱；太陽(yáng)能模塊包括連接在一起的太陽(yáng)能集熱器、第一水泵和第一換熱管，沼氣模塊包括沼氣池、沼氣鍋爐、第二水泵和第二換熱管，沼氣池與沼氣鍋爐連接，沼氣鍋爐和回水口之間連接第二水泵和第二換熱管，地下水冷卻模塊包括抽水管、回水管和第三水泵，抽水管與第三水泵連接，第三水泵與輻射盤(pán)管連接，回水管與輻射盤(pán)管連接；蓄熱水箱中還設(shè)置有第三換熱管，第三換熱管與第三水泵連接，第三換熱管與輻射盤(pán)管連接。實(shí)現(xiàn)豬舍自動(dòng)控溫以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

本項(xiàng)目的特點(diǎn)：（1）研發(fā)煤化 工企業(yè)基于物聯(lián)網(wǎng)智慧節(jié)能云服務(wù)平臺(tái) 的能源系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)及控制技術(shù)，能夠 準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大型煤化工企業(yè)節(jié)能改造的空 間與潛力。（2）研發(fā)有效防積灰、堵 灰和抗腐蝕的高效模塊化換熱器技術(shù)研 發(fā)工藝。（3）研發(fā)低品位煙氣余熱回 收技術(shù)及能級(jí)提升系統(tǒng)研發(fā)，基于仿生 防磨原理、非能動(dòng)流型調(diào)控原則，設(shè)計(jì) 新型翅片結(jié)構(gòu)。

針對(duì)劣質(zhì)固體燃料難利用、難著火和難燃盡等問(wèn)題，對(duì)劣質(zhì)燃料燃燒技術(shù)和能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了系列創(chuàng)新研究和工業(yè)應(yīng)用。構(gòu)建了一整套低品位劣質(zhì)固體燃料清潔燃燒與高效利用的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了劣質(zhì)煤、煤矸石、污泥、市政固體廢棄物等劣質(zhì)燃料的高效能源轉(zhuǎn)換，技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，顯著提高了能源利用效率，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。創(chuàng)新點(diǎn)主要有： 1）提出了劣質(zhì)固體燃料清潔高郊燃燒及能源化利用方法; 2）系統(tǒng)地研究了劣質(zhì)固體燃料熱解及燃燒特性; 3）提出了適合于劣

礦山安全與工程，能源科學(xué)與工程

本成果針對(duì)城市水電氣熱等綜合能源數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且與用戶、時(shí)間、空間信息關(guān)系緊密的特點(diǎn)，構(gòu)建了高性能綜合能源數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，提出了細(xì)粒度的能源數(shù)據(jù)分析理論框架及方法，并將其應(yīng)用于智慧城市建設(shè)。 項(xiàng)目特色： ? 統(tǒng)一高效的綜合能源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)融合； ? 綜合考慮用戶的用電行為、用戶間關(guān)聯(lián)關(guān)系、時(shí)間、日期對(duì)用戶能源需求的影響進(jìn)行建模； ? 融合分析用戶多類能源的綜合用電需求，并采用基于隱變量的聚類算法在隱含用電需求空間中對(duì)用戶進(jìn)行聚類。 市場(chǎng)應(yīng)用前景： 建成統(tǒng)一高效的綜合能源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)天津城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、采集量測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)，提出的多因素能源使用特性細(xì)粒度分析框架，精細(xì)刻畫(huà)用戶的能源使用特性，比傳統(tǒng)方法具有更加豐富的涵義和可解釋性。成果有效支撐天津城市電網(wǎng)“十三五”期間的存儲(chǔ)需求。為我國(guó)智慧城市綜合能源數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用。

基于國(guó)家示范城市建設(shè)和國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題，研究 團(tuán)隊(duì)在能耗監(jiān)管層面確定了建筑能源監(jiān)測(cè)平臺(tái)能耗拆分模型與指標(biāo)，構(gòu)建了公共 建筑能耗監(jiān)管平臺(tái)監(jiān)測(cè)分析模型，提出并構(gòu)建了重慶市典型公共建筑建筑特征信 息庫(kù)；組織編寫(xiě)“重慶市國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系"能耗 管理軟件，建立了 “國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系"，指導(dǎo)完 成重慶市公共建筑能源監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)；編制了重慶市《公共建筑能耗限額標(biāo)準(zhǔn)》、重慶市《機(jī)關(guān)辦公建筑能耗限額標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)。 基于數(shù)據(jù)平臺(tái)，在既有建筑改造與性能提升層面建立了既有建筑節(jié)能改造技 術(shù)體系，形成建筑節(jié)能量核算機(jī)理，建立既有公共建筑室內(nèi)物理環(huán)境等級(jí)與評(píng) 價(jià)體系，研發(fā)室內(nèi)物理環(huán)境綜合提升集成技術(shù)，開(kāi)發(fā)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控動(dòng)態(tài)響 應(yīng)裝備，實(shí)施既有公共建筑室內(nèi)物理環(huán)境綜合改善工程示范。開(kāi)發(fā)了 “既有公共 建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)軟件”；申請(qǐng)了 “一種動(dòng)態(tài)新風(fēng)系統(tǒng)及多參數(shù)調(diào)節(jié) 控制方法”、“一種基于送風(fēng)空氣品質(zhì)預(yù)警的新風(fēng)系統(tǒng)的智能控制方法"、“基 于室內(nèi)熱舒適狀態(tài)的空調(diào)系統(tǒng)啟停控制裝置及控制方法"、“一種集中空調(diào)節(jié)能 控制系統(tǒng)及其控制策略”等發(fā)明專利；編寫(xiě)了《公共建筑節(jié)能改造技術(shù)與應(yīng)用一 一以重慶市為例》、《既有公共建筑室內(nèi)物理環(huán)境改造技術(shù)指南》等專著；制定 《公共建筑節(jié)能改造節(jié)能量核定導(dǎo)則》、《公共建筑能源管理技術(shù)規(guī)程》、《多 參數(shù)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器》、重慶市《公共建筑節(jié)能改造節(jié)能量核定辦法》等政策 辦法、標(biāo)準(zhǔn)等。 研究成果獲得2011年重慶市科學(xué)技術(shù)成果、2012年“重慶市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科技 進(jìn)步三等獎(jiǎng)”與2012年度“華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)"，并得到課題驗(yàn)收專家組 一致好評(píng)，解放軍后勤工程學(xué)院少將劉安田教授專家組認(rèn)為：“研究成果為本市 公共建筑的節(jié)能運(yùn)行管理和節(jié)能改造提供了依據(jù)，具有指導(dǎo)意義，并建議對(duì)課題 取得的成果積極組織推廣應(yīng)用”。