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2020 年 7 月 10 日，國際著名期刊《Science》刊發(fā)論文《電場誘導(dǎo)異質(zhì)界面金屬態(tài)構(gòu)建超質(zhì)子傳輸》（Proton transport enabled by a field-induced metallic state in a semiconductor heterostructure）。東南大學(xué)太陽能技術(shù)研究中心/儲能聯(lián)合研究中心首席科學(xué)家朱斌教授為該論文共同一作和主通訊作者，此項(xiàng)研究成果標(biāo)志著東南大學(xué)在燃料電池領(lǐng)域相關(guān)研究取得了重大進(jìn)展。  朱斌教授等人采用完全不同于傳統(tǒng)離子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)摻雜的方法，構(gòu)建半導(dǎo)體材料的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，通過利用半導(dǎo)體異質(zhì)界面電子態(tài)/金屬態(tài)特性把質(zhì)子局域于異質(zhì)界面，設(shè)計(jì)和構(gòu)造具有最低遷移勢壘的超質(zhì)子高速通道；在燃料電池中，質(zhì)子經(jīng)電化學(xué)嵌入到異質(zhì)材料界面，被帶正電的氧化鈰表面排斥到鈷酸鈉表面，但同時受到正電鈉離子的排擠不能進(jìn)入鈷酸鈉內(nèi)部，因而局域于兩者材料的界面空間，從而實(shí)現(xiàn)在最低勢壘的層間連續(xù)快速遷移。  實(shí)驗(yàn)成功地驗(yàn)證了理論和計(jì)算結(jié)果，獲得了極其優(yōu)異的質(zhì)子電導(dǎo)率（較傳統(tǒng)釔穩(wěn)定二氧化鋯電解質(zhì)材料的電導(dǎo)率提升了幾個數(shù)量級），實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)質(zhì)子陶瓷燃料電池示范。

本項(xiàng)目所涉及的微型燃料電池是燃料電池應(yīng)用中最有市場前景的一個。微型燃料電池是指輸出功率在100W以下，具有良好可攜帶性的小功率燃料電池。這類燃料電池能用于各類便攜式用電設(shè)備、音像設(shè)備和計(jì)算機(jī)等信息產(chǎn)品。本項(xiàng)目以迅速地實(shí)現(xiàn)樣機(jī)的制備、商品化以及大批量生產(chǎn)和高盈利為基本目標(biāo)。項(xiàng)目進(jìn)行過程中，將以現(xiàn)有的膜電極制備技術(shù)為基礎(chǔ)，系列化開發(fā)、生產(chǎn)便攜式電器使用的燃料電池。中期目標(biāo)確定在不同類型的小型燃料電池，逐步以產(chǎn)品細(xì)分和增加產(chǎn)量提高市場份額。投資視市場實(shí)現(xiàn)情況，分期投入。本項(xiàng)目研究的目標(biāo)集中在直接甲醇燃料電池的小型化、產(chǎn)業(yè)化與實(shí)用化上。在研究過程中，通過對電極結(jié)構(gòu)、流場形狀與內(nèi)填充方案、整機(jī)設(shè)計(jì)、新型催化劑合成方案和電池性能衰減的研究，達(dá)到提高電池輸出功率、抬高中電流密度區(qū)電位、縮小電池體積、實(shí)現(xiàn)初步產(chǎn)業(yè)化的目的。考慮到電池的可攜帶性、體積和工作條件，該類燃料電池?cái)M采用本研究團(tuán)隊(duì)較為成熟的質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)為主，堿性燃料電池為后備方案進(jìn)行開發(fā)。研究的重心將放在燃料電池核心部件——膜電極與整個電池系統(tǒng)的整合上，以達(dá)到提高電池輸出功率、抬高中電流密度區(qū)電位、縮小電池體積、實(shí)現(xiàn)初步產(chǎn)業(yè)化的目的。

新型漿基燃料是將具有一定粒徑分布的固體燃料以特殊工藝分散在液體中制成的一種經(jīng)濟(jì)的、潔凈的、具有良好流動性和穩(wěn)定性的可代替石油和天然氣的液體燃料。南京大學(xué)應(yīng)用在固/液、液/液等多相體系研究方面上的最新研究成果，開發(fā)成功了以固體燃料（如煤、石油焦、瀝青等）為分散相、以水、油類（如煤焦油、重油、煤焦油等）或醇類（如甲醇等）液體為連續(xù)相的漿基燃料以滿足不同用戶的需求，解決了實(shí)現(xiàn)該類燃料穩(wěn)定分散的助劑開發(fā)和制備工程化難題，現(xiàn)已研制成功了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高效漿基燃料專用助劑等系列產(chǎn)品和節(jié)能高

工藝描述 廢舊輪胎經(jīng)過初破碎、進(jìn)入熱解反應(yīng)爐，形成的熱解氣體經(jīng)過冷凝，形成燃料油。經(jīng)過冷凝器后的不可冷凝氣體是高熱值氣體，可以形成燃料氣體。熱解爐形成的固體殘?jiān)?jīng)過螺旋出料器出渣，再經(jīng)過磁選、分選，形成炭黑。產(chǎn)品情況 按質(zhì)量計(jì)算：估計(jì)鋼鐵得率15%；液體油得率在42%；固體焦得率在30%；氣體得率在13%。經(jīng)濟(jì)分析年處理1000噸

本項(xiàng)目不僅具有燃料電池系統(tǒng)集成技術(shù)，還具備包括催化劑、膜電極等的核心材料技術(shù)。產(chǎn)品可以應(yīng)用于燃料電池汽車、固定式與便攜式電源等。 燃料電池汽車因其具有零排放、效率高、燃料來源多元化、能源可再生等優(yōu)勢被認(rèn)為是未來汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展重要方向，是解決全球能源問題、環(huán)境污染問題、氣候變化理想方案。

技術(shù)簡介 污水廠產(chǎn)生的污泥容易腐化發(fā)臭，目前國內(nèi)的污泥處置方法主要填埋和土地利用，處理過程中存在著衛(wèi)生安全隱患和二次污染問題。針對這一現(xiàn)狀，研發(fā)出一種利用污泥生產(chǎn)環(huán)保燃料的方法，可作為鍋爐燃料，不僅達(dá)到了無害化處理污泥的目的，還充分利用了污泥熱值，生產(chǎn)成本低且燃燒性能良好等優(yōu)點(diǎn)。 圖1 實(shí)驗(yàn)所用污泥樣品 圖2 污泥型煤燃料 創(chuàng)新點(diǎn)及性能指標(biāo) 以污泥為主要成分，加入發(fā)酵菌發(fā)酵，降低污泥的有害組分和毒性，同時加入具有吸附污泥中異味作用的高效低成本吸附劑，即可能夠提高污泥的熱值，又減少污泥燃料產(chǎn)生異味，提高了污泥燃料環(huán)保性能。

項(xiàng)目簡介 本成果針對城市污水處理廠所產(chǎn)污泥的處理與處置問題，基于漿體燃料技術(shù)原理， 通過特殊的工藝和配方，制成可在工業(yè)爐窯、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐中噴射燃燒的污泥煤 漿工業(yè)燃料，可代替重油、市場銷售，不僅實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、資源化，實(shí)現(xiàn)煤炭燃燒 過程的流態(tài)化、高效化和潔凈化，從而綜合獲得環(huán)境、資源和經(jīng)濟(jì)效益。本成果源自國 家及江蘇省相關(guān)科技資助項(xiàng)目，相關(guān)專利申請正在進(jìn)行中。 性能指標(biāo) （1）煤粉濃度可達(dá) 50~68%。 （2）燃燒發(fā)熱值可達(dá) 3500~4800 大卡/公斤。 （3）可代替重油

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 火力發(fā)電深度調(diào)峰是目前最易實(shí)現(xiàn)且可最大程度緩解新能源引發(fā)電網(wǎng)沖擊問題。火力發(fā)電靈活智能深度調(diào)峰核心問題在于鍋爐的智能燃燒調(diào)整難。為提高火力發(fā)電調(diào)峰響應(yīng)速度以及實(shí)現(xiàn)鍋爐的深度調(diào)峰，需要通過有效的實(shí)時監(jiān)測手段，獲取鍋爐當(dāng)前運(yùn)行的準(zhǔn)確運(yùn)行參數(shù)，實(shí)時評估鍋爐運(yùn)行狀況，并基于調(diào)峰目標(biāo)開展快速的燃燒優(yōu)化調(diào)整，以解決頻繁調(diào)峰以及深度調(diào)峰可能引發(fā)的鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行問題。 本技術(shù)提出了：1）基于物流網(wǎng)的鍋爐輸煤系統(tǒng)“上、配、儲、給”全流程動態(tài)可視化在線監(jiān)測技術(shù)；2）激光拉曼入爐煤質(zhì)在線檢測技術(shù)；3）爐內(nèi)燃燒CO在線監(jiān)測與CO/O2雙參量聯(lián)合控制燃燒技術(shù)；4）飛灰含碳軟/硬耦合在線檢測等核心技術(shù)與裝備；5）基于上述智能檢測技術(shù)的全流程鍋爐靈活智能燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)。

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“氣體燃料發(fā)動機(jī)高能點(diǎn)火及燃料噴射電控系統(tǒng)”是氣體燃料發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的核心部分。本項(xiàng)目主要應(yīng)用于稀燃天然氣發(fā)動機(jī)，ECU系統(tǒng)采用基于寬域氧傳感器的空然比稀燃閉環(huán)反饋及自學(xué)習(xí)控制技術(shù)，精確控制空然比使發(fā)動機(jī)在稀薄燃燒狀態(tài)，減小發(fā)動機(jī)熱負(fù)荷，減小發(fā)動機(jī)燃料消耗量；此外，采用高能點(diǎn)火裝置并使用各缸獨(dú)立順序點(diǎn)火控制技術(shù)，提高點(diǎn)火能量，使稀燃混合氣燃燒完全，排放污染物減少，發(fā)動機(jī)工作穩(wěn)定；采用柔性功率調(diào)節(jié)裝置——電子節(jié)氣門，用以調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)功率以及瞬態(tài)動力性和排放性能，減少瞬態(tài)過程排放。 為了保證氣體發(fā)動機(jī)點(diǎn)火正常，其點(diǎn)火所需的能量比汽油機(jī)更高，應(yīng)采用高能點(diǎn)火系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用高能直接順序點(diǎn)火控制系統(tǒng)，通過晶體管的開關(guān)作用代替?zhèn)鹘y(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的斷電器觸點(diǎn)，使初級電流不經(jīng)過觸點(diǎn)，這樣便可增大初級電流的斷開值，減少點(diǎn)火線圈低壓繞組的匝數(shù)和低壓電路電阻，從而提高點(diǎn)火電壓。另外，取消傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)中常用的分電器，采用每個火花塞單獨(dú)控制方式，直接進(jìn)行控制，不會因產(chǎn)生火花而消耗部分電磁能量，直接點(diǎn)火方式使得電磁能量得到充分的利用。目前，該系統(tǒng)的功能及性能指標(biāo)已達(dá)國際同類產(chǎn)品水平，發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)優(yōu)良，排放限值達(dá)國IV標(biāo)準(zhǔn)。 系統(tǒng)構(gòu)成：傳感器有轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、寬域氧傳感器等，執(zhí)行器有噴嘴、點(diǎn)火線圈以及火花塞、電子節(jié)氣門、增壓壓力控制閥等，控制器為高性能16單片機(jī)。系統(tǒng)的基本功能是通過發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號、曲軸位置信號等來進(jìn)行判缸信號的識別、轉(zhuǎn)速的計(jì)算，并通過發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況計(jì)算各缸點(diǎn)火的時刻以及各缸初級點(diǎn)火線圈的通電時間、噴射時刻及噴射脈寬等，并實(shí)現(xiàn)空燃比稀燃閉環(huán)精確控制等。    主要應(yīng)用范圍： “氣體燃料發(fā)動機(jī)高能點(diǎn)火及燃料噴射電控系統(tǒng)”主要用于以各種氣體為燃料的內(nèi)燃機(jī)，目前國內(nèi)多采用單點(diǎn)燃料噴射系統(tǒng)及理論空燃比控制方式，相對而言控制簡單，點(diǎn)火能量較低。為了滿足發(fā)動機(jī)更嚴(yán)格的排放和節(jié)能要求，國內(nèi)各大中城市的公交車輛普遍采用天然氣發(fā)動機(jī)，氣體發(fā)動機(jī)只有采用稀燃方式方能達(dá)到要求，稀燃?xì)怏w燃料發(fā)動機(jī)需要較高的點(diǎn)火能量和燃料噴射要求，因此，“氣體燃料發(fā)動機(jī)高能點(diǎn)火及燃料噴射電控系統(tǒng)”具有較廣泛的市場。