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1 成果簡介作為一種清潔、高效的能量轉換裝置， 燃料電池是各種電化學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， 是最先進的能量轉換技術之一。燃料電池在發電過程中，除了提供電能以外，還會產生廢熱。所以傳統燃料電池電堆中，單片燃料電池之間通常設有冷卻板，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構的耦合，可利用儲氫合金來部分吸收燃料電池發電時產生的廢熱，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定性的問題，還能降低燃料電池系統寄生功率，提高系統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。本成果耦合型質子交換膜燃料電池解決了質子交換膜燃料電池的水熱管理問題，能夠使燃料電池系統結構更加緊湊，能量密度和功率密度更高。 上圖 耦合燃料電池的內部結構及外部結構圖2 應用說明經過近十年來的電動汽車、分布式電站、電源等領域的廣泛示范應用（燃料電池已經在航天、軍事上得到應用，燃料電池家用電源已經在日本產業化），質子交換膜燃料電池技術的成熟度已經逐漸被用戶所接受。目前，其商業化主要問題是價格較高（采用進口材料成本昂貴），而本項目利用國產原材料制備燃料電池電源，燃料電池材料供應不僅有安全保障，而且還有低成本優勢，可望克服燃料電池高成本的商業化障礙。3 效益分析由于目前國內外尚無同類產品，而且各行各業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， 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、新能源等應用領域的直接采購是使燃料電池電源商業化逐漸興盛的主因。據美國市場研究機構 Pike Research 估計， 2016 年市場上的主力燃料電池產品功率將在 100W~2kW 之間，用于替代部分鉛酸電池和柴汽油發電機，主要應用于船舶、 專用車、無人載具、 戰場支持系統、 備用電源、 應急電源等。

本技術成果研發了一種微波輔助提取-高速逆流色譜聯用方法及其裝置。首先采用微波輔助提取模式 本技術成果研發了一種適于裝載分子印跡攪拌棒的解吸池，包括一上部池體及一下部池體。上部池體 提取物料；然后提取液濃縮預分離；最后通過高速逆流色譜純化制備得到目標組分或分析天然產物提取液 的底部連接于下部池體的頂部且兩者內部形成一上下貫通的解吸腔，上部池體頂部設有一液流出口，下部 中的目標組分；上述步驟通過接口及轉換控制實現微波輔助提取、分離、純化、高速逆流色譜制備或分析 池體下部圓周對稱地均布有三個液流入口，液流出口及液流入口與所述解吸腔連通；還包括一分子印跡攪 于一體，可直接從天然產物中提取得到毫克級高純度對照品，具有快速高效、高選擇性的特點，實現天然 拌棒，放置于所述解吸腔中；還包括一密封圈，密封所述上部池體及下部池體的連接部。上述解吸池配以 產物快速高效的在線提取分離、純化制備或分析。“天然物質提取分離純化的實驗室制備微波裝置”集微 微量注射泵可實現對分子印跡攪拌棒的高效流動加熱解吸。另外在該解吸池的基礎上，通過與高效液相色 波輔助提取快速高效分離的優勢和高速逆流色譜高效純化、制備

利用豐富的、開再生的玉米秸稈、麥稈、稻草等農作物秸稈原料生產燃料乙醇，是當前世 界生物能源產業的前沿技術領域，是未來替代石油能源的主要技術路線。本技術的產業化實施 可以高效率進行農作物廢棄物的資源化利用，對傳統農業的可持續發展和產業更新換代具有重 大的提升作用，并大幅減少因秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產成本嚴重 阻礙了本技術的產業化進程。目前，秸稈燃料乙醇的生產成本具體表現在過程的高能耗、大量 廢水排放、纖維素酶成本等環節上。 本項目的農作物秸稈原料生產燃料乙醇成套技術采用華東理工大學研發的干法生物煉制技 術。該技術主要包括干法稀酸預處理、固態生物脫毒、高固體含量糖化與發酵等主要工序。其 中，干法稀酸預處理技術使用新型的螺帶攪拌式預處理反應器，實現了過程零廢水排放，新鮮 水和蒸汽用量比典型的預處理技術降低80%以上；固態生物脫毒則采用生物降解方法脫除預處 理原料中所含的各種有毒物質，實現過程的零水耗和零能耗；高固體含量糖化與發酵技術則通 過自主研發的螺帶型反應器處理固體含量達40%以上的纖維素底物進行同步糖化與發酵生產乙 醇，與常規發酵反應器相比，電耗可以降低80%以上，纖維素酶用量大幅降低。整個農作物秸 稈原料生產燃料乙醇成套技術可以得到不低于8% (v/v) 的高濃度乙醇發酵液，纖維素轉化率可 達75%以上。本技術的采用將會大大降低纖維素乙醇的生產成本或環境成本，為即將商業化運 作的燃料乙醇工廠中的技改提供技術儲備。

空氣壓縮機為燃料電池提供電化學反應所需要的氧氣。將空氣壓縮到一定壓 力（通常在 1.3~3.2bar 范圍內），有助于提高電堆的功率密度，是燃料電池汽 車降低成本、實現輕量化的重要技術手段。為了滿足燃料電池最高功率，空氣壓 縮機應保證足夠的流量，根據估算，100 kW 的電堆功率大約需要 300 Nm3·h-1 的空氣。除了保證一定的壓力和流量外，燃料電池車用空氣壓縮機還需要滿足其 他要求，包括壓縮氣體絕對無油，以防止催化劑中毒；壓縮效率高，減少壓縮氣 體需要的額外能耗；能對啟停、加速、剎車、制冷、供熱等各種工況變化做出準 確、快速響應，具有良好的工況適應性；在極端工況和氣候條件下，具有良好的 可靠性和長久的壽命，且維護簡便；結構緊湊，體積小，重量輕。對效率、可靠 性、工況與環境的適應性、體積與重量等指標的綜合要求，特別是對壓縮氣體絕 對無油的嚴格限制，使得燃料電池車用空氣壓縮機的產品研發及其產業化存在不 可忽視的技術挑戰。

成果與項目的背景及主要用途： 流場板（雙極板）是質子交換膜燃料電池中的重要部件。目前，質子交換膜 燃料電池廣泛采用的流場板（雙極板）主要有機加工硬質石墨板、機加工金屬板 和注塑碳-塑復合材料雙極板三種類型。這三類流場板各有顯著的優點，但是各 自的缺點也較突出。 為實現燃料電池商品化，需要更低成本和更適應批量化生產的流場板。為此， 我們開發了基于天然鱗片石墨材料和模壓成型工藝的復合石墨流場板技術。經過 努力研究，現在形成的技術可以大幅度降低流場板的材料成本和加工成本，實現 高生產率，同時使導電率（>10S/cm）、氫氣透過系數（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、 熱傳導系數（>20W/m.K）以及抗壓強度（>10MPa）等指標均滿足雙極板材料性 能的要求。 復合石墨流場板的主要用途是作為質子交換膜燃料電池的雙極板。 技術原理與工藝流程簡介： 92天津大學科技成果選編 技術原理： 復合石墨流場板主要由天然鱗片石墨和聚合物組成。天然鱗片石墨具有良好 的導電和導熱性能，且化學穩定性好，耐腐蝕，從而保證復合流場板具有良好的 導電及導熱性能。聚合物的添加可以提高復合流場板的強度，并且使復合板阻氣 性能得到改善，以實現雙極板分隔氧化劑和還原劑的功能和滿足燃料電池堆對雙 極板機械性能的要求。 工藝流程：配料→裝料→升溫→模壓→降溫→脫模→成品 技術水平及專利與獲獎情況： 目前已開發和制備出工作面積為 100mm×100mm 的流場板。并可根據需要 加工具有不同尺寸和流場形式的流場板。 應用前景分析及效益預測： 隨著能源的消耗持續增長，能源短缺問題日益凸現。燃料電池的發展必然受 到越來越廣泛的重視。質子交換膜燃料電池是目前應用前景最廣且發展最快的一 類燃料電池。隨著質子交換膜燃料電池的發展和普遍應用，復合石墨流場板因價 格低和適應批量生產的優勢顯示出巨大的市場潛力和經濟競爭力。 應用領域：質子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池及其它電化學反應器。 合作方式及條件：面議

菊芋是一種重要的經濟作物，可以在干旱地和鹽堿地等邊緣土地上大量種植。菊粉 (一種 多糖) 是菊芋塊莖的主要組分，可以由菊粉酶或蔗糖酶降解為果糖和葡萄糖等單糖。與纖維素 乙醇和纖維素乳酸相比，生物轉化菊芋生產乙醇或乳酸的技術相對簡單，更易于產業化。但目 前的菊芋生物質生產燃料乙醇和乳酸技術需要使用昂貴的菊粉酶來降解菊芋生成單糖，進而發 酵成乙醇或乳酸；而且發酵產物濃度偏低，造成高昂的產物分離成本和生產成本使這一技術并 不具備產業化的潛力。 本項目的菊芋生物質生產燃料乙醇和乳酸技術采用華東理工大學研發的高固體含量底物 同步糖化與發酵技術。該技術主要包括整合生物加工菊芋生產乙醇技術和高固體含量同步糖化 與發酵菊芋生產乳酸技術。其中，整合生物加工菊芋生產乙醇技術使用自主篩選的具有高菊粉 降解活性的釀酒酵母同步糖化與發酵菊芋生產乙醇，并采用新型的螺帶攪拌式反應器，實現了 無菊粉酶添加的整合生物加工過程，乙醇濃度可達14%(v/v)以上，菊芋轉化率達80%以上；高 固體含量同步糖化與發酵菊芋生產乳酸技術通過自主研發的螺帶型反應器處理固含量達30%以 上的菊芋進行乳酸發酵，與常規發酵反應器相比，電耗降低80%以上，發酵液中乳酸濃度可達 11% (w/w) 以上，菊芋轉化率達80%以上。本技術的實施將會大大降低菊芋乙醇和菊芋乳酸的 生產成本，為菊芋生物質的生物煉制產業化奠定基礎。

本成果針對燃料電池催化劑長時間運行過程中因碳載體腐蝕、Pt 溶解、遷移團聚長大及Pt中毒等原因而逐漸退化的技術難題，發展了多種提高 燃料電池催化劑穩定性和活性的新方法、新技術，研制出了一系列低成本、高性 能、長壽命燃料電池催化劑。目前，該項目已經具有完全自主知識產權，所開發的燃料電池催化劑已經完全能夠滿足動力電池的性能要求，屬于國際一流國內領 軍的高科技技術。

目前我國極大部分在用車都裝備化油器式發動機，把化油器式發動機汽油車改裝成 LPG―汽油雙燃料汽車，既能降低汽車的廢氣污染物排放又能改善汽車的能源結構。 本成果對在用車采用了 LPG 供氣系統，并加裝了電控補氣裝置和三元催化器，通過大量 發動機臺架試驗和整車臺架匹配試驗，使改裝的車輛在分別使用兩種燃料的情況下，都 能達到上海市《輕型汽車排氣污染物排放標準》（DB31/29–1998）。 具有國產化率高，結構簡單，改裝方便，成本低等優點，特別適合于化油器式發動機轎 車。 

項目概況 火電廠燃料管理信息系統（以下簡稱RMIS）是經過嚴格周密的現場調研和設計而完成的一個面向對象設計的企業管理信息系統。RMIS以各發電企業中負責燃料管理業務的燃料管理和使用部門作為主要的業務實現部門，同時為其他各有關部門預留數據接口。 RMIS綜合運用自動化技術、計算機技術、信息技術、系統技術、現代化企業生產與經營管理技術和方法，在網絡和數據庫系統的支撐下，搭建了發電企業的燃料管理信息系統及綜合查詢服務系統，實現了燃料管理信息系統與外部有關系統（財務、生產、計劃等）的信息自動轉換，建立了一個安全、可靠、高度開放的管理信息系統。 本項目實用性強，擁有廣闊的市場前景。 主要特點● 先進性    引用先進的設計思想和設計技術（積木式的功能模塊設計），從根本上避免了系統設計局限于封閉、傳統的業務管理模式，提高系統設計的整體水平。平滑的融合了先進而又實用的生產管理模式，支持企業長遠發展，支持先進的管理技術和思想的應用。● 實用性 RMIS是在嚴格周密的現場調研的基礎上，針對發電企業的具體業務流程開發的一套信息管理系統，他能夠很好的適應電力企業燃料管理的普遍業務要求。RMIS提供給用戶的是友好、標準的Windows界面，用戶操作方便、快捷。● 靈活性 系統設計體現人與信息、技術的全面集成，運用先進信息工具與技術支持生產管理業務的基礎上，充分滿足使用者的操作方便以及管理者的綜合查詢與分析需求。統計、查詢、分析采用自定義方式設計，使用者可以任意組合，實現自身的業務管理需求。靈活的權限管理使操作人員方便、簡單的實用RMIS提供的功能。另外，系統在Client/Server（客戶/服務器）下運行，系統的硬件配置和性能可以根據實際需要組合，使系統具有極大的適應性和靈活性。● 可擴展性    系統具有良好的可擴展性。RMIS為發電企業的其他相關部門預留的數據接口，使系統能夠與其他系統實現連接與擴展。● 經濟性    系統具有較高的性能價格比。● 規范性 系統具有良好的規范性，即“規范的管理模式”和“統一的數據類型”。對企業燃料業務管理流程實行規范化管理。并遵照國家點企業、鐵道部、煤炭部的各項信息編碼規范與要求。達到企業信息標準化、規范化。技術指標     RMIS具備燃料進廠過衡檢斤、質量檢驗、審核校對、自動結算、統計報表管理、煤場煤罐管理、實時指標計算、自動考核、綜合查詢等功能。實現企業內部燃料管理的聯網運行。通過企業內部與其他系統（財務、生計、計劃等）之間的橫向集成，建立了一套安全、可靠、開放、先進、業務管理科學化、規范化的燃料管理信息系統。市場前景 燃料成本占火電廠發電總成本55%—70%，入廠燃料的降耗與強化管理至關重要。由于管理手段的落后和管理不善，往往會造成入廠燃料上千萬元的經濟損失。在當前煤炭供應緊張、價格上漲、熱值降低的形勢下，強化管理手段，避免入廠燃料的人為耗損和經濟利益的損失十分重要。本系統的開發對于改善燃料采制化設備及條件，強化管理手段，提高企業的經濟效益具有非常現實的意義，擁有廣闊的市場前景。