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1 成果簡介作為一種清潔、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)。該成果獲得全國第十九屆發(fā)明展覽會發(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)電過程中，無需進(jìn)行復(fù)雜的熱管理和對反應(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)用說明經(jīng)過近十年來的電動(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“ 全國產(chǎn)材料燃料電池發(fā)電機(jī)” 成果，利用國產(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，可望克服燃料電池高成本的商業(yè)化障礙。3 應(yīng)用說明本項(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。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 雙氧水是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。目前國內(nèi)雙 氧水生產(chǎn)主要采用蒽醌法，蒽醌法生產(chǎn)雙氧水較電解法具有能耗少、成本低和易 于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。蒽醌法雙氧水生產(chǎn)工藝一般包括氫化工序、氧化工序、 萃取凈化工序和后處理工序及其他輔助工序，由于蒽醌法生產(chǎn)工作液系統(tǒng)循環(huán)工 作的特殊性，對后處理工序的要求很高。它除脫除工作液的水分、調(diào)節(jié) pH 值、 分解萃余雙氧水外,更有對工作液進(jìn)行洗滌、清除其中雜質(zhì)、再生降解物的作用， 是雙氧水生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵工序。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 9天津大學(xué)科技成果選編 10 在雙氧水生產(chǎn)過程中分離操作是非常重要的過程，主要設(shè)備有萃取分離塔、 干燥器和堿分離器。若萃取塔的萃余液中雙氧水分離不好，將增加干燥塔中堿的 消耗，若堿沉降器分離不好，將使白土床氧化鋁失效快，增加氧化鋁消耗和影響 蒽醌降解物再生效果，并且易使整個(gè)工作液系統(tǒng)呈現(xiàn)惡性循環(huán)，給安全生產(chǎn)帶來 隱患。 針對上述情況，天津大學(xué)對雙氧水后處理系統(tǒng)采用先進(jìn)的塑料聚集板技術(shù)， 這樣大大提高分離效率，且可以減小分離器容積。這種結(jié)構(gòu)油水分離器的優(yōu)點(diǎn)是： 1、塑料波紋板是正反交錯(cuò)疊置放入分離器內(nèi)，作為一個(gè)多層板油水分離器， 不需內(nèi)部固定支撐部件的條件下，盡可能縮小板距，提高脫油效率，且安裝、檢 修方便。 2、液流在波紋板組通道內(nèi)的流動(dòng)路程呈“之”字形，流動(dòng)方向和流動(dòng)截面均 在不斷變化，這就為油滴在波紋板表面的粘附聚結(jié)和油滴之間的碰撞聚結(jié)，提供 了更多的機(jī)會，油滴在浮升過程中聚結(jié)，在聚結(jié)過程中浮升，從而有效地提高了 脫油效率。 3、可以采用波峰高度較低的波紋板，板組的當(dāng)量直徑小，能在較大處理量、 較短停留時(shí)間下，保持層流狀態(tài)；且板組內(nèi)液流分布比較均勻，避免了由于短路 和死角等造成的不良影響。 4、對于臥式分離器，在原料進(jìn)入端加裝一段垂直放置的波紋板，既有利于 液流分布均勻，又對固體懸浮物也有一定脫除作用。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 國際先進(jìn)水平；獲國家發(fā)明專利一項(xiàng)；獲天津市科技獎(jiǎng)。 本成果采用先進(jìn)的分離技術(shù)和裝置對雙氧水后處理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造，可 以使原裝置擴(kuò)產(chǎn) 40%～120%的條件下，干燥塔出口處堿含量低于 8 毫克/升，沉 降器出口處堿含量低于 4 毫克/升，萃取塔的萃余液中雙氧水的含量低于 0.15 克/ 升。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 國內(nèi)已有數(shù)十家企業(yè)采用蒽醌法生產(chǎn)雙氧水，普遍存在后處理系統(tǒng)落后的缺 點(diǎn)。因此，采用先進(jìn)的分離技術(shù)和裝置對雙氧水企業(yè)進(jìn)行改造將具有廣闊的應(yīng)用天津大學(xué)科技成果選編 前景。如：某雙氧水廠原來從堿沉降器排出的碳酸鉀溶液量為 0.5m3 /h，有時(shí)萃 余液含雙氧水高時(shí)，排出的碳酸鉀溶液每小時(shí)高達(dá)幾個(gè)立方米，碳酸鉀消耗量為 3.0 公斤/噸雙氧水，后續(xù)處理過程活性氧化鋁消耗量為 11.5 公斤/噸雙氧水。對 干燥塔和堿沉降器進(jìn)行改造后，經(jīng)過安裝試運(yùn)行，六個(gè)月來生產(chǎn)穩(wěn)定，物料夾帶 碳酸鉀溶液量極少，每日從堿沉降器排出的碳酸鉀溶液量為 0.08 立方米。碳酸 鉀消耗量為 0.6 公斤/噸雙氧水，活性氧化鋁消耗量為 5.2 公斤/噸雙氧水；全年節(jié) 省各項(xiàng)消耗達(dá) 132 萬元。 應(yīng)用領(lǐng)域： 現(xiàn)有雙氧水生產(chǎn)企業(yè)和新建雙氧水企業(yè)。 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）： 現(xiàn)有雙氧水生產(chǎn)裝置或新建雙氧水裝置設(shè)計(jì)及提供設(shè)備。 合作方式及條件： 技術(shù)服務(wù)和裝置內(nèi)件供貨。

本人從事新型垂直篩板塔的研究多年，發(fā)表了關(guān)于新型垂直篩板板結(jié)構(gòu)，出口堰尺寸，點(diǎn)效率，板效率的論文八篇，受到國際關(guān)注。其二篇論文被美國工程索引及美國化學(xué)化工文摘收錄，其中一篇論文被法國一家公司索取。   新型垂直篩板塔（簡稱VST）是日本三井公司于上世紀(jì)七十年代初開發(fā)的一種氣液并流接觸塔板。它是一種以氣相為連續(xù)相，液相為分散相的高效新型塔板，其處理能力達(dá)到普通塔板的1.5-2倍，板效率高于一般塔板的10％-20％，操作范圍寬，壓降低。該種塔板在日本已大量應(yīng)用。    本人經(jīng)過理論和實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)板孔，帽罩及出口堰對塔的處理量及塔板的分離效率影響較大。因此，舊塔可經(jīng)過改造，提高塔的分離效率，降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，建議新企業(yè)建廠時(shí)，采用新型垂直篩板塔作為分離塔設(shè)備（精餾塔，吸收塔，解析塔），歡迎來面談。