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01. 成果簡介 質子交換膜燃料電池具有高比功率、可快速啟動、無腐蝕性、反應溫度低、氧化劑需求低等優勢，是當前燃料電池汽車的首選，然而，針對目前質子交換膜燃料電池系統設計和控制，還存在以下問題： 1. 在考慮零下低溫條件下電堆快速暖機的前提下，實現最優增濕效果，是燃料電池系統設計的一個挑戰； 2. 由陽極與陰極兩側壓差波動造成的燃料電池質子交換膜機械損壞、以及由燃料電池的高電位造成的燃料電池多孔碳紙化學腐蝕，是限制燃料電池壽命的重要因素； 3. 當燃料電池汽車進入隧道或者地下車庫等封閉空間時，由于陽極吹掃而被排出的氫氣會在該密閉空間上方聚集，產生安全隱患； 本成果提供一種能夠實現陽極再循環和陰極排氣再循環的燃料電池系統設計，以及相應的氣體壓力隨動控制、氣體濕度多模式控制和輸出電壓鉗位控制，可精確控制進入電堆的氫氣/空氣壓力、總流量、溫度、濕度和氧含量等參數，具體如下： 1. 燃料電池系統對進氣濕度要求較高，只有在最優增濕條件下，才能實現最高輸出效率，為了實現對進氣濕度的控制，目前主要由外部增濕和自增濕兩種系統，前者低濕環境條件下電堆增濕效果較好；后者取消了外部增濕器，加快了零下低溫條件下電堆暖機過程。本成果采用陽極+陰極雙循環系統，在小負荷工況下，增大陰極循環程度，充分運用陰極生成水對燃料電池進氣進行加濕；在中高負荷下降低陰極循環程度，而增高陽極循環程度，避免由于進氣流量過大引起的陰極循環泵功率消耗過高的問題。兼顧低濕環境條件下提高電堆增濕效果與零下低溫條件下電堆暖機過程，提高電堆效率； 2. 首先，進入燃料電池電堆的氣體流量與氣體壓力存在一定耦合關系，導致陽極與陰極兩側氣體壓力將隨著燃料電池發電系統的輸出功率變化而變化，由此引起的陽極與陰極兩側壓差波動會對燃料電池內部的質子交換膜產生機械損壞，本成果采用陽極+陰極壓力快速隨動控制，從而降低由壓力波動造成的機械損壞；此外，在怠速或小負荷時，燃料電池的高電位會對燃料電池內部的多孔碳紙造成化學腐蝕，為此，在怠速或小負荷時，本成果通過增大陽極循環程度，降低燃料電池電位，實現對電壓的鉗位控制，從而降低由高電位引起的化學腐蝕；綜上所述，本成果通過陽極+陰極壓力快速隨動控制和電壓鉗位控制，延長電堆壽命； 3. 由于氮氣和水的濃差擴散作用，燃料電池陽極側都會出現氮氣累積和液態水水淹現象，引起燃料電池性能下降，因此需要定期對陽極側進行吹掃，將累積的液態水、氮氣與未反應的氫氣一起排出。本成果在陽極出口處增加了燃料電池小面積單片，用于處理尾排氫氣，從而實現燃料電池系統氫氣零排放，保障燃料電池系統的運行安全。 燃料電池雙循環系統02. 應用前景 本成果可應用于質子交換膜燃料電池領域。03. 知識產權 本成果涉及9項發明專利。04. 團隊介紹 項目團隊主要研究方向新能源汽車動力系統，團隊成員包括歐陽明高、李建秋、楊福源、王賀武、盧蘭光、李希浩、徐梁飛、杜玖玉、韓雪冰、馮旭寧等，課題負責人為李建秋，獲得國家技術發明二等獎兩項，北京市科學技術一等獎一項、中國汽車工業技術發明一等獎一項，論文發表200余篇。項目團隊深度參與了中國新能源汽車的戰略規劃、科技研發、國際合作、示范考核和產業化推進的全過程，培育出多家學生創業型高科技企業，為中國新能源汽車躋身世界先進行列作出了重要貢獻。05. 合作方式 技術許可。06．聯系方式 郵箱： zhangyan2017@tsinghua.edu.cn

高壓靜電紡絲技術是一種自上而下 (top-down) 的納米制造技術, 通過外加電場力克服噴頭毛細管尖端液滴的液體表面張力和黏彈力而形成射流, 在靜電斥力、庫侖力和表面張力共同作用下，被霧化后的液體射流被高頻彎曲、拉延、分裂，在幾十毫秒內被牽伸千萬倍，經溶劑揮發或熔體冷卻在接收端得到納米級纖維。該技術工藝過程簡單、操控方便、選擇材料范圍廣泛、可控性強、并且可以通過噴頭設計制備具有微觀結構特征的納米纖維。 應用高壓靜電紡絲技術制備的納米纖維膜，其表面積大、孔隙率高、并且具有三維立體連續網狀結構等特征。結合聚合物基材的使用，電紡納米纖維膜不僅僅可以有針對性地解決難溶藥物溶解度問題，而且可以用于開發多種藥物的速溶速效給藥系統。可以根據用戶需要進行各種藥物速效給藥系統的研制與開發

本發明公開了一種基于激光加熱固膜的駐極體薄膜制備方法， 包括：將導電基材層固定于旋涂、噴涂或者刮涂設備上，并配置適當 的駐極體納米顆粒懸浮液；通過調整旋涂速度、噴涂速度或者刮涂厚 度參數使得駐極體懸浮液均勻覆蓋，然后對駐極體懸浮液的溶劑執行 蒸發處理，由此在導電基材層上形成具備一定厚度的駐極體材料層； 采用激光加熱設備將激光照射到駐極體材料層表面上，由此利用激光 照射產生的熱量使得駐極體納米顆粒融化并相互連接，由此制

本發明公開了一種 Ni 納米線、NiO/Ni 自支撐膜及其制備方法和應用。所述 Ni 納米線為平均長度 50,000 至 200,000nm 的超長納米線；其制備方法為：首先配置 Ni 納米線液相生長液；然后在外加磁場下制備 Ni 納米線單質；最后分離純化 Ni 納米線。所述 NiO/Ni 自支撐膜包括所述 Ni 納米線及其煅燒制得的表面為 NiO 的 Ni 納米線；其制備方法為：首先將所述 Ni 納米線分散在表面活性劑溶液中；然后抽濾將 Ni 納米線轉移到微孔濾膜上，制得 Ni 自支撐膜；最后將

丁二酸應用領域廣泛，其中生物可降解塑料PBS是丁二酸最具發展潛力的重要應用領域，生產1噸PBS需消耗0.62噸丁二酸。PBS與其他生物可降解塑料相比，不僅力學性能十分優異，而且價格合理，市場需求量很大。目前國內外已開發成功以丁二酸為原料合成PBS生物可降解塑料技術。專家分析認為，未來我國PBS的年需求量將達到300萬噸以上，需消耗丁二酸180萬噸，而

本發明公開了一種高性能silicalite分子篩膜的制備方法。該方法包含以下步驟：選取合適硅鋁比的ZSM-5分子篩作為晶種；利用浸泡+擦涂的方法將適量晶種涂覆在載體上，干燥后形成晶種層；配制合成silicalite分子篩膜的合成液，室溫攪拌陳化4小時；將帶有晶種層的載體放入高壓合成釜，并將陳化后的合成液逐滴加入后進行晶化；晶化完成后，用水洗滌、干燥，煅燒去除模板劑，得到silicalite分子篩膜。本發明首次使用ZSM-5分子篩制備晶種層，可以提高分子篩膜層與載體的結合力，減少膜層缺陷，顯著提高分子篩膜的滲透汽化分離性能，具有良好的工業應用前景。

本發明公開了一種交聯改性聚酰胺復合膜及其制備方法，其中制備方法包括：(1)將酸溶液與甲醛溶液混合均勻得到還原液，將還原液加熱至預定溫度并恒溫；所述的酸為磷酸、乙酸、硼酸中的至少一種；(2)將表面含有氨基的聚酰胺復合膜浸入恒溫的還原液中，攪拌反應后取出膜，洗滌去除還原液后得到N-羥基化修飾的聚酰胺復合膜；(3)將N-羥基化修飾的聚酰胺復合膜浸入交聯劑溶液中，攪拌反應后取出膜，洗滌去除交聯劑后得到交聯改性聚酰胺復合膜；交聯劑為戊二醛、己二醛、丁二醛中的至少一種。本發明的制備方法在不明顯損失聚酰胺復合膜分離性能的同時增強了聚酰胺復合膜的耐氯性能。

項目背景：1.夾層玻璃是由兩片或多片玻璃，之間夾了一層 或多層有 PVB 膜，經過特殊的高溫預壓及高溫高壓工藝處理后， 使玻璃和中間膜永久粘合為一體的復合玻璃產品。2.夾膠玻璃因 其所具有的安全性、防盜性、隔音型、防紫外線、節能等性能廣 泛應用于國內外汽車安全玻璃、建筑安全玻璃、太陽能光伏等領 域。 所需技術需求簡要描述：1.PVB 膜片：①汽車前擋風玻璃用 夾層 PVB 膜的抗穿透性。試樣規格 2mm 玻璃+0.76mm 膠片+2mm 玻 璃，300mm*300mm.用 2260 克的鋼球在一定高度自由落體砸玻璃， 目前可以承受 3.5 米高度，目標需求膠片可以承受 4.2 米高度； ②汽車前擋風玻璃用夾層 PVB 膜的低溫抗沖擊性。試樣規格 2mm 玻璃+0.76mm 膠片+2mm 玻璃，尺寸 300mm*300mm，在零下 20 攝 氏度條件下，用 227 克鋼球在一定高度以自由落體方式砸玻璃， 目標需求可以承受 11 米高度。2.聚乙烯醇縮丁醛“PVB”：聚乙 烯醇縮丁醛的生產過程中第一步 PVA+丁醛的縮合反應，目前是 采用鹽酸作為催化劑。尋找替代鹽酸的催化劑或者無催化劑的方 法，要求替代材料低成本且無污染。  對技術提供方的要求:具有開展項目研發的能力及人員設備支持，以及驗證和判斷的科研能力，能夠提供完整的解決方案。