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1 成果簡介燃料電池應用于軍事、汽車、移動設備和家庭等領域。對于新生產的燃料電池堆，或在用的燃料電池堆，常需要了解電池堆內各節燃料電池的一致性和膜電極情況，但是國內外一直缺少檢測燃料電池堆膜電極的技術和測量裝置。 課題組研究出一種可方便檢測燃料電池堆膜電極狀況參數的方法和儀器。該測量儀具有如下功能和特點：可同步測量膜電極的催化劑有效活性面積、雙電層電容、氫滲透電流和阻抗；數據自動采樣，結果自動處理；可用于測量燃料電池單體和燃料電池堆，解決了以往即使檢測燃料電池單體膜電極也需要多臺測試儀器的問題，填補了燃料電池堆膜電極檢測儀器的空白。測量儀可用于科研中對燃料電池內部不一致性的檢查和原因辨析，可用于對各種場合的燃料電池堆進行現場檢查和老化診斷，可用作燃料電池堆初裝過程中的成組選配檢測工具。查新表明，國內外目前尚未發現有相似原理的儀器，具有較大的推廣使用空間。測量儀包括硬件部分和軟件部分。研究組已開發出測量儀的初級版，參見下圖。初級版的測試軟件基于 Labview 編寫，界面簡單易操作，通過配合電腦完成測量。研究組現在正進行開發測量儀器的升級版，期望其能夠脫離電腦單獨測量，更美觀，更實用。  上圖 初級版電池堆膜電極檢測儀2 應用說明研究組應用該方法和測量儀進行了多次測量和研究，成果在國際國內會議的宣傳推廣中得到了許多同行的好評，并表示有購買意向。

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。

木薯原料不與糧爭地，經濟上可行，可以大規模種植。國家明確鼓勵以薯類作物、甜高粱莖稈及纖維素等非糧生物質為原料的燃料乙醇生產。 項目組根據國家生物質能源產業發展要求，重點突破木薯非糧燃料乙醇關鍵技術及裝備，獲得13項發明專利，形成了具有國際領先水平的非糧燃料乙醇成套生產技術，并成功實現了產業化，成果形成的木薯燃料乙醇成套生產技術的綜合技術指標優于國內外同類技術。 應用本技術首先在廣西中糧公司建成了“年產20萬噸木薯燃料乙醇生產示范裝置”并于2007 年12 月投產運行。裝