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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(dá)國家均將氫能及綜合應(yīng)用作為未來能源發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。燃料電池汽車融合了內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動汽車的優(yōu)點(diǎn)，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(rèn)為是新能源汽車的發(fā)展趨勢。經(jīng)過北京奧運(yùn)會23輛、上海世博會的196輛燃料電池汽車的批量示范驗(yàn)證和多輪技術(shù)迭代優(yōu)化，燃料電池汽車開始進(jìn)入交通運(yùn)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(jìn)氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，氫燃料電池商用車已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)并在上海、北京、河北、廣東等地示范運(yùn)營。氫能行業(yè)迎來了產(chǎn)品孕育的發(fā)展機(jī)遇。 膜電極作為燃料電池發(fā)動機(jī)的核心部件，代表企業(yè)如美國GORE公司、英國Johnson Matthey公司。本項(xiàng)成果提供了一種制備膜電極的技術(shù)，創(chuàng)新點(diǎn)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(jìn)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(kuò)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(xiàng)成果已應(yīng)用于示范項(xiàng)目，應(yīng)用情況良好。性能指標(biāo)：1）面電導(dǎo): >40S/cm22）拉伸強(qiáng)度: >35MPa3）H2滲透率:<2mA/cm24）0.6V@2.5A/cm2 (測試條件：1.5atm,70℃,空氣計(jì)量數(shù)2.3,濕度80%)5）壽命:20000小時(shí)（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(xiàng)成果已申請專利22項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)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(xiàng)獎勵。負(fù)責(zé)人為副教授、博士生導(dǎo)師，累計(jì)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(xiàng)。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(jī)為平臺的天然氣發(fā)動機(jī)多點(diǎn)電噴電子控制系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)在燃用柴油時(shí)，可將天然氣切斷；燃用天然氣時(shí)，需少量柴油起點(diǎn)火作用。對柴油機(jī)需要進(jìn)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(jī)為核心控制天然氣的多點(diǎn)噴射，外接端口具備串口通訊和CAN總線。 項(xiàng)目來源：自行開發(fā) 技術(shù)領(lǐng)域：先進(jìn)制造 應(yīng)用范圍：柴油機(jī)廠 現(xiàn)狀特點(diǎn)：天然氣對柴油的替代率平均不少于80%，達(dá)到國內(nèi)外同類機(jī)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(jià)格低廉以及環(huán)保等優(yōu)勢有望彌補(bǔ)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(shí)代先進(jìn)制造業(yè)的重點(diǎn)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(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)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(tuán)隊(duì)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(biāo)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(jìn)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(shí)需要?dú)錃庾鳛槿剂希绻詢浜辖鹱鳛闅湓?，則儲氫合金在釋放氫氣時(shí)會吸收熱量。 本成果將燃料電池與儲氫單元進(jìn)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(shí)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(jià)格較高（采用進(jìn)口材料成本昂貴），而本項(xiàng)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(jià)格每臺約 1500 元/千瓦。 來自政府的資金補(bǔ)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(jī)構(gòu) Pike Research 估計(jì)， 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(jī)，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(diǎn)：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(bǔ)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(jìn)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(jìn)行開發(fā)測量儀器的升級版，期望其能夠脫離電腦單獨(dú)測量，更美觀，更實(shí)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(jìn)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。

一、 項(xiàng)目簡介鉀是農(nóng)業(yè)必需的肥料，海水中鉀的總儲量達(dá)550萬億噸。本技術(shù)以取之不盡的海水（或濃海水）為原料，利用改性沸石鉀離子篩富鉀技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海水中鉀的高效富集；通過萃取結(jié)晶技術(shù)節(jié)能分離制取系列鉀肥產(chǎn)品（氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、磷酸二氫鉀）。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度本技術(shù)為國家科技支撐和省市重大科技項(xiàng)目成果，成功地完成了百噸級中試和工業(yè)化試驗(yàn)。在國際上率先突破了海水提鉀過技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)的難題，獲得了成熟的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。三、 技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)進(jìn)口鉀肥指標(biāo)，生產(chǎn)成本較進(jìn)口鉀肥降低20~30%，在國際上率先突破了海水提鉀過技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)的難題。已獲得授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)、實(shí)用新型專利1項(xiàng)。四、 市場前景鉀肥是農(nóng)業(yè)三大肥料之一，對絕大多數(shù)作物都有明顯的增產(chǎn)效果。隨著中國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，對鉀肥的需求不斷增加。中國已成為全球第二大鉀肥消費(fèi)國和進(jìn)口國，巨大的供給缺口預(yù)示著中國鉀肥行業(yè)巨大的發(fā)展空間。五、 規(guī)模與投資需求投資依據(jù)規(guī)模而定。如年產(chǎn)4萬噸KCl工程，總投資約18620萬元。六、 生產(chǎn)設(shè)備鍋爐、離子交換柱、離心泵、蒸發(fā)器、水電氣配套等。七、 效益分析按每年生產(chǎn)4噸KCl計(jì)算，可獲凈利約2500~3000萬。八、 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：袁俊生電   話：022-60204598郵   箱：jsyuan@hebut.edu.cn。

本發(fā)明的固支梁直接加熱式微波信號檢測器由六端口固支梁耦合器，通道選擇開關(guān)，微波頻率檢測器，微波相位檢測器，直接加熱式微波功率傳感器級聯(lián)構(gòu)成；六端口固支梁耦合器由共面波導(dǎo)，介質(zhì)層，空氣層和固支梁構(gòu)成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口及到第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分別相同，待測信號經(jīng)第一端口輸入，并由第二端口輸出直接加熱式微波功率傳感器，由第四端口，第六端口輸出微波相位檢測器，由第三端口，第五端口輸出到通道選擇開關(guān)；通道選擇開關(guān)的第七端口和第八端口接直接加熱式微波功率傳感器

本發(fā)明的固支梁直接加熱式微波信號檢測儀器由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、ＭＣＳ５１單片機(jī)和液晶顯示四大模塊組成，傳感器由六端口固支梁耦合器，通道選擇開關(guān)，微波頻率檢測器，微波相位檢測器，直接加熱式微波功率傳感器級聯(lián)構(gòu)成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口及到第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分別相同，信號經(jīng)第一端口輸入，并由第二端口輸出直接加熱式微波功率傳感器，由第四端口，第六端口輸出微波相位檢測器，由第三端口，第五端口輸出到通道選擇開關(guān)；通道選擇開關(guān)的第七端口和第八端口接直接加熱式微波功率

項(xiàng)目簡介 在化工、冶金、糧食、輕工、礦業(yè)等領(lǐng)域中，干燥工藝廣泛應(yīng)用，這就需要干燥用 的高溫氣流。這種高溫氣流可以用電力、石油、燃?xì)獾壬a(chǎn)，但成本都比較高。如果使 用廉價(jià)的煤炭，通常必須使用高溫?fù)Q熱器，但其造價(jià)高、難維護(hù)、效率低，也會增加生255 產(chǎn)的成本，而且換熱器耐熱能力有限，熱風(fēng)的溫度也不能太高。本系統(tǒng)利用廉價(jià)的煤炭 作能源，通過特殊的高溫除塵技術(shù)，直接用燃燒產(chǎn)物生產(chǎn)出高潔凈度的干燥介質(zhì)，使之 可以用于各種物料的干燥，從而大幅度地降低生產(chǎn)成本。本系統(tǒng)目前已經(jīng)在全國 100 多 家

數(shù)控刀具全壽命周期管理系統(tǒng)針對目前數(shù)字化車間/生產(chǎn)線建設(shè)中刀 具追蹤與管理的需求，針對刀具標(biāo)識與信息追蹤方面存在的難點(diǎn)與問題， 釆用直接標(biāo)刻與二維條碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了刀具的直接標(biāo)識以及惡劣環(huán)境因素 影響下的刀具識讀可靠性，并結(jié)合DNC、數(shù)控系統(tǒng)對生產(chǎn)加工過程中的刀 具進(jìn)行信息釆集與追蹤。 該軟件系統(tǒng)包括刀具入庫、現(xiàn)場追蹤直到報(bào)廢的全生命周期的追蹤與 管理，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)刀具的壽命統(tǒng)計(jì)，進(jìn)