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1 成果簡(jiǎn)介作為一種清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置， 質(zhì)子交換膜燃料電池的理論比能量高達(dá)32940Wh/kg（ 在地面上使用時(shí)可不計(jì)空氣的質(zhì)量），是各種電化學(xué)電池體系中的理論比能量“ 絕對(duì)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。現(xiàn)在世界各國(guó)正在加速其在民用領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)。 利用質(zhì)子交換膜燃料電池國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵原材料，創(chuàng)新膜電極制備方法（“熱定型” CCM 制備法）和優(yōu)化制備工藝，開發(fā)出了高性能、大面積的國(guó)產(chǎn)材料膜電極批量制備技術(shù)。并在模塊化燃料電池設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)模擬仿真的基礎(chǔ)上，研制出了空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機(jī)。該成果獲得全國(guó)第十九屆發(fā)明展覽會(huì)發(fā)明金獎(jiǎng)。空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機(jī)，主要由燃料電池、供氣軸流風(fēng)扇、陽(yáng)極間歇式排氣電磁閥、 DC/DC 穩(wěn)壓器和控制電路板等組成，燃料電池采用陰極與大氣貫通的開 放設(shè)計(jì)和高效的自增濕專利技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)寬功率范圍的自增濕發(fā)電。在電化學(xué)發(fā)電過(guò)程中，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的熱管理和對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行預(yù)加濕，大大地減化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)比功率（ 265W/kg、 211W/L），并降低了成本，是一種實(shí)用性很強(qiáng)的新能源發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)采用普氫燃料，發(fā)電效率可達(dá)到 50%以上，功率密度可達(dá)到 300mW/cm2 以上，無(wú)污染。在分布式電站、交通動(dòng)力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。 燃料電池發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)： 上圖： 1.3 千瓦 空冷、自增濕式燃料電池發(fā)電機(jī) (43 cells)2 應(yīng)用說(shuō)明經(jīng)過(guò)近十年來(lái)的電動(dòng)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，燃料電池備用電源和燃料電池家用電站正在開始商業(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(wèn)題是成本較高（采用進(jìn)口材料成本昂貴）， 而本項(xiàng)目采用“ 863” 計(jì)劃“ 全國(guó)產(chǎn)材料燃料電池發(fā)電機(jī)” 成果，利用國(guó)產(chǎn)原材料制備燃料電池電堆，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(shì)，可望克服燃料電池高成本的商業(yè)化障礙。3 應(yīng)用說(shuō)明本項(xiàng)目屬新能源發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。在分布式電站、交通動(dòng)力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。4 效益分析目前，質(zhì)子交換膜燃料電池的先進(jìn)制造水平為：電極催化劑載量為 0.5 毫克/平方厘米（電極）左右，電極性能可以在常壓空氣條件下達(dá)到 0.62V、 1A/cm2 (0.62W/ cm2)。如在批量生產(chǎn)的情況下， 1 千瓦的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆僅需要使用約 2 克的 Pt 催化劑、 0.2 平方米的質(zhì)子交換膜、 0.4 平方米的碳紙擴(kuò)散層和約 0.24 平方米模壓雙極板。考慮國(guó)產(chǎn)燃料電池材料的批量生產(chǎn)，估計(jì)能實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 1500 元/平方米（質(zhì)子交換膜）、催化劑 400 元/克（ Pt）、 300 元/平方米（碳紙）、 600 元/平方米（模壓石墨板）。 1 千瓦全國(guó)產(chǎn)材料燃料電池堆的關(guān)鍵材料成本可控制在 1500 元以下，這與目前進(jìn)口材料燃料電池 26000 元/千瓦的成本相比， 國(guó)產(chǎn)材料燃料電池堆具有十分誘人的前景，這一批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電站成本要求 8000 元/千瓦，距離交通動(dòng)力 500 元/千瓦的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)也為時(shí)不遠(yuǎn)。

本成果提出的基于超像素樣本擴(kuò)充的空譜全卷積高光譜圖像分類方法有效的利用高光譜圖像的超像素分割結(jié)果指導(dǎo)偽樣本擴(kuò)充增加了訓(xùn)練集樣本數(shù)量，解決了高光譜圖像有標(biāo)記樣本的稀缺問(wèn)題，同時(shí)空譜的全卷積分類網(wǎng)絡(luò)也充分利用了多尺度的空間特征和光譜特征實(shí)現(xiàn)了較高的分類精度。 成果非涉密，專利申請(qǐng)已經(jīng)提交。 實(shí)驗(yàn)采用反射光學(xué)系統(tǒng)成像光譜儀（ROSIS）傳感器獲取意大利北部帕維亞大學(xué)（Pavia  University）的高光譜圖像數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)集由 103 個(gè)光譜帶組成，共 610×340 像素，光譜覆蓋范圍從 430nm 到 860nm，空間分辨率為 1.3m。該數(shù)據(jù)集一共含有 9 個(gè)類別的 42776個(gè)有標(biāo)記樣本，選取每類 30 個(gè)有標(biāo)記樣本作為訓(xùn)練集，其余作為測(cè)試集。 由下表可以看出，在每類選取 30 個(gè)樣本的情況下，本 模 型 的 OA，AA，Kappa系 數(shù) 比 DFFN 模 型 高 出20.8%，17.4% 和 26.5%；比CNN 高 出 23.1%，18.8% 和29.2%。并且下表證明了使用了偽標(biāo)簽樣本擴(kuò)充的空譜全卷積網(wǎng)絡(luò)的本方法在小樣本情況下每個(gè)類的分類準(zhǔn)確性均優(yōu)于 DFFN 和 CNN，達(dá)到了較好的分類效果。 表 1 PaviaU 數(shù)據(jù)集上對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

該成果提出了一種基于空譜差分輔助核聯(lián)合稀疏表示分類的高光譜圖像分類方法。本章方法的主要?jiǎng)?chuàng)新性在于：1）能夠?qū)⒐庾V的差分輔助信息和原光譜特征信息有效結(jié)合。2）能夠考慮不同光譜屬性間的高階空間相關(guān)信息。3）原空譜和差分空譜核特征字典的信息通過(guò)具有混合正則的核聯(lián)合稀疏表示分類方法得到充分利用。通過(guò)在真實(shí)高光譜圖像數(shù)據(jù)上的實(shí)驗(yàn)表明，該成果提出的方法能夠有效地提高高光譜遙感圖像的分類效果。 主要技術(shù)指標(biāo) 不同數(shù)據(jù)集下的訓(xùn)練樣本與測(cè)試樣本數(shù)參閱表 1. 在該訓(xùn)練樣本集數(shù)量下的分類結(jié)果表現(xiàn)參見表 2. 相比于傳統(tǒng)分類器 SVM，OA 提高了約 20%；相比于 SOMP，OA 提高了約20%。 該成果無(wú)需使用 GPU 資源在保證精度的同時(shí)有效提升了分類的精度和效果，同時(shí)在較少訓(xùn)練樣本條件下仍能得到較好的分類精度和分類效果。 表 1. 不同數(shù)據(jù)集下的訓(xùn)練樣本選取數(shù)量 表 2. PaviaU 大學(xué)數(shù)據(jù)下不同方法的正確率比較

本發(fā)明公開了一種基于信道角度域信息的分布式空時(shí)預(yù)編碼傳輸方法，其關(guān)鍵是接收端把通過(guò)信道估計(jì)得到的信道角度域信息，包括平均入射角、角度擴(kuò)展和歸一化接收天線距離，反饋給發(fā)射端，收到反饋信息后，發(fā)射端首先構(gòu)建出信道的統(tǒng)計(jì)信息，包括均值和相關(guān)矩陣，然后利用這些信息設(shè)計(jì)最佳的預(yù)編碼矩陣，對(duì)預(yù)先設(shè)計(jì)好的空時(shí)碼字進(jìn)行預(yù)處理。這種基于信道角度域信息的分布式空時(shí)預(yù)編碼傳輸方法一方面可以得到更加精確的信道統(tǒng)計(jì)信息，另一方面可以進(jìn)一步減少所需的反饋量。

傳統(tǒng)的抽水蓄能存在需要特殊的地質(zhì)條件、推廣應(yīng)用受到限制、需要充沛水源、不適合干旱缺水地區(qū)、儲(chǔ)能密度較低、對(duì)所在區(qū)域的生態(tài)環(huán)境有影響等缺點(diǎn)；傳統(tǒng)的CAES（壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)電站）存在需要消耗大量的化石類燃料，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型不好、儲(chǔ)能時(shí)壓縮空氣過(guò)程中存在熱交換、釋能時(shí)外熱源加熱、CAES的能量轉(zhuǎn)化效率與其他儲(chǔ)能系統(tǒng)相比有些低等特點(diǎn)。 本系統(tǒng)提出無(wú)水壩抽水蓄能模型，兼收壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)和抽水蓄能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，摒棄二者缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)熱能和壓力能的梯級(jí)利用。

相變儲(chǔ)能建筑材料是一種新型建筑節(jié)能功能材料，利用相變儲(chǔ)能材料可以使傳統(tǒng)能 源和可再生能源在時(shí)間和地點(diǎn)上進(jìn)行流轉(zhuǎn)，自動(dòng)優(yōu)化能源供應(yīng)和需求之間的匹配，屬于 智能能源概念，在建筑中應(yīng)用這種材料可以顯著提高建筑物的能源利用效率。其應(yīng)用方 式主要有兩種。 一為通過(guò)相變儲(chǔ)能建筑材料提高建筑物對(duì)太陽(yáng)能等可再生能源的利用率，降低建筑 物對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗。冬季，太陽(yáng)能熱豐富的時(shí)間為晴天和白天，而我們對(duì)太陽(yáng)能熱需 求的時(shí)間是晚上和陰天，二者之間存在明顯的時(shí)間不匹配性。利用相變儲(chǔ)能建筑材料蓄 存白天和晴好天氣時(shí)的太陽(yáng)能，在夜間或陰天將蓄存的太陽(yáng)熱釋放出來(lái)，使得建筑物利 用太陽(yáng)能的時(shí)間從白天和晴天延長(zhǎng)到夜間和陰天，提高建筑物利用太陽(yáng)能的量。 第二種方式為利用相變儲(chǔ)能建筑材料開發(fā)電力峰谷差“綠色能源”。在盛夏或嚴(yán)寒時(shí) 節(jié)，空調(diào)或其它取暖設(shè)備往往集中使用，造成電力緊張，供不應(yīng)求，而在其它時(shí)段又出 現(xiàn)電力過(guò)剩的現(xiàn)象，出現(xiàn)所謂的電力峰谷現(xiàn)象。為消除峰谷現(xiàn)象，電力公司將峰時(shí)電價(jià) 定為谷時(shí)電價(jià)的數(shù)倍，以鼓勵(lì)電力用戶多使用谷時(shí)電。在電力需求的波谷時(shí)段，可采用 相變儲(chǔ)能復(fù)合材料蓄存由空調(diào)或制熱設(shè)備產(chǎn)生的冷量和熱量，用于電力波峰時(shí)段，降低 空調(diào)等設(shè)備在波峰時(shí)段的用電強(qiáng)度，可從用戶側(cè)的角度減小電力峰谷差，實(shí)現(xiàn)節(jié)電、節(jié) 能和節(jié)約資源的效果。 此外，相變儲(chǔ)能建筑材料還可提高建筑物的熱穩(wěn)定性和熱惰性，減緩建筑物室內(nèi)的 溫度波動(dòng)，在提高室內(nèi)熱舒適度的同時(shí)，降低空調(diào)制冷或加熱設(shè)施的啟、停頻率和運(yùn)行 時(shí)間，并達(dá)到降低建筑能耗的目的。

 吸能液壓支架是在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目（2010CB226803）和國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（51174107）的支撐下，由遼寧工程技術(shù)大學(xué)和北京誠(chéng)田恒業(yè)煤礦設(shè)備有限公司按照“微沖可抗、小沖可讓、中沖可防、大沖可降”的設(shè)計(jì)原則合作研發(fā)。吸能液壓支架支護(hù)巷道能實(shí)現(xiàn)“微沖不壞、小沖可修、中沖可換、大沖不垮”，最大防沖抗震震級(jí)為ML3.0級(jí)。  吸能液壓支架靜態(tài)支護(hù)下初撐力達(dá)4635kN（31.5MPa），工作阻力達(dá)5889kN（40MPa），支護(hù)強(qiáng)度≥1MPa（支護(hù)間距≤1m），安全閥開啟壓力40~44MPa，排液讓壓速率為1200L/min，支架讓壓位移為0.8m（可調(diào)）；沖擊地壓動(dòng)載作用下，支架吸能讓位啟動(dòng)值為1.25~1.5倍工作阻力（讓壓速率為1m/s~5m/s），讓壓位移≤0.3m，抗沖擊力≥3倍工作阻力。

 在沖擊危險(xiǎn)性巷道，圍巖變形能向自由空間釋放，普通錨桿讓位距離短、吸收能量小、抗沖擊能力差，無(wú)法滿足巷道支護(hù)要求。 吸能防沖錨桿由桿體、托盤、恒阻吸能器、異型螺母等構(gòu)成。恒阻吸能器承載力為桿體屈服力的95%左右。沖擊載荷作用下吸能防沖錨桿的恒阻吸能器塑性變形直接吸收圍巖變形能，恒阻吸能器讓位空間間接耗散圍巖變形能。

項(xiàng)目基于溫差發(fā)電的基本原理，研制了一套用于驅(qū)動(dòng)小功率電器用的太陽(yáng)能溫差發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能聚光型集熱器、溫差熱電轉(zhuǎn)換器和散熱器三部分組成，溫差熱電轉(zhuǎn)換器是由某種半導(dǎo)體材料加工而成。系統(tǒng)原理是利用太陽(yáng)能聚光型集熱器對(duì)溫差熱電轉(zhuǎn)換器的一面進(jìn)行加熱形成熱端，而熱電轉(zhuǎn)換器的另一面通過(guò)散熱器自然散熱形成冷端，這樣兩端就形成了一定的溫差，由于半導(dǎo)體材料的賽貝克效應(yīng)實(shí)現(xiàn)熱能向電能的轉(zhuǎn)換，從而可直接給負(fù)載電器供電或把電能用蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)。 白天利用太陽(yáng)能可對(duì)某些小功率電器直接供電，或者把多余的電量用蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)電池；夜間可以用蓄電池來(lái)帶動(dòng)用電設(shè)備。代表性的電器設(shè)備如：應(yīng)急燈、節(jié)能燈、小型風(fēng)機(jī)或、風(fēng)扇、小功率通訊設(shè)備等等。本發(fā)電系統(tǒng)對(duì)環(huán)境無(wú)污染，還有工作時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)小、可移動(dòng)性好，無(wú)噪音等一系列優(yōu)點(diǎn)，使得其在偏遠(yuǎn)山區(qū)家用照明、做飯和通訊，無(wú)須維護(hù)的小功率公共設(shè)施如山區(qū)公路照明和海上燈塔，以及野外應(yīng)急用電設(shè)備等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，本系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室初步測(cè)試已經(jīng)能穩(wěn)定提供至少2W以上的電量。