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[成果] 1800120715 广东
TQ51 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:在国家973、863、国际合作计划项目、国家重点基金项目、中科院重点部署项目等支持下,木质纤维素类生物质原料合成航空燃料技术成果已建成了国际首套百吨级秸秆生物航空煤油中试系统,构建了生物质转化制航油新途径。航油产品达到国际生物航空燃油ASTM7566标准,整体技术属国际领先(通过科技成果鉴定),形成了广泛的影响力,国家发改委、科技部、黑龙江省政府、波音公司、南航集团、中航材、以及部分民营企业已与该技术依托单位开展不同层面和深度的合作。将在“十三五”期间,在黑龙江省等多地形成千吨级示范,并开展万吨级产业化工程建设和推广应用。成果创新性:该技术经过8年的基础研究和技术攻关,提出了“动态液膜效应”理论,构建了复杂多相反应体系,构建了生物质烃燃料碳链构建新途径。该技术首创了综合利用生物质纤维素和半纤维素制备平台分子,形成航油前驱体,再精制航油的途径,具有反应步骤短、效率高和全组分综合利用的优势。设计制备了高效、稳定的多功能催化体系,突破了传统硅铝分子筛催化剂稳定性较差的局限。目前已申请及授权国内外专利30余项。成果独占性:该技术通过研发和集成一批核心单元技术,形成了独具特色的生物质水相催化合成生物航空燃油新工艺,建成国内外首套百吨级水相催化合成生物航空燃油中试示范装置,实现了整个工艺流程的连续化生产。技术上难以被其他科研机构获取或复制,具有显著的独占性。成果盈利性:该技术路线生物航油直接成本约为9000-10,000 元/吨,相比于国际上主要依赖于植物油脂(包括废弃油脂等)加氢脱氧制备生物航油的传统路径(为18,000元-20,000元/吨),成本更低,在原料普适性、转化途径、过程能效及催化材料寿命方面均具有优势和潜在的经济竞争力。虽然由于目前油价处于历史低点,生物航油与石化航油相比成本略高,但综合考虑到未来极可能实施的碳税,潜在的政府补贴及油价上涨因素,该技术产品将更加具有经济竞争力。成果持续性:该技术申请专利37项,已获美国、欧洲和中国发明专利授权15项。后续将抓住生物航油处于国际领先地位的契机,继续保持持续创新,并加速科技成果产业化。成果先进性:该技术建成了国内外首套百吨级秸秆制备生物航空煤油中试系统,产出油品经石油石化产品质量监督检验中心(广东)及Boeing 公司委托海外检测机构检测,达到国际生物航空燃油ASTM7566标准,整体技术属国际领先(通过科技成果鉴定)。相较于油脂路线,本技术路线产品组分更接近于石油基航油,油脂路线产品一般需要与石油基航油50:50调和使用,而本技术产品既可调和使用,也有望不需调和直接使用。
[成果] 1800120675 广东
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:2011年中国科学院广州能源研究所成功发明了“一种具有半潜船特征的新型漂浮鹰式波浪能发电装置”,获中国、美国和澳大利亚发明专利授权,PCT国际专利检索书面意见显示,该技术具有创造性、新颖性和工业实用性。实海况试验证明,鹰式波浪能技术能够实现将高度不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,启动做功的波况范围宽,对波况的适应性好,可在0.5米微小波高下间歇发电,4米高大浪工况下安全发电,机能量转换效率基本保持在20%以上,最高达到37.7%,处于国际领先地位。成果创新性:(1)多个鹰式吸波浮体共用一个母船基体。看似一个装置,实为一个波浪能装置群,其单个一基多体式装置相当于一个波浪能群,但其所占海域仅为一个波浪能群的几分之一,节约海域资源的效果明显;(2)装置基础平台为半潜船体,一体多用。装置投放、回收和维修时为拖行载体和维修平台,工作时船体下潜到设定深度成为稳定装置的水下附体。装置稳定性好,海上拖航、投放、维护便利;(3)经过水动力学优化的轻质鹰式外形吸波浮体,随浪性好,响应敏捷,适应波况范围宽;(4)具有蓄能环节的自治液压转换系统,在无人值守条件下将不稳定的波浪能转换为稳定的电力输出,各级能量转换环节均保持较高的效率,装置整机转换效率大于20%。多个波浪能吸收体共用一套能量转换系统,集中发电,有效降低装置建造成本。成果独占性:鹰式外形吸波浮体已申请专利保护,具有随浪性好,响应敏捷,适应波况范围宽等特点。具有蓄能环节的自治液压转换系统已申请专利保护,实现机械式自治控制,将不稳定的波浪能有效转换为稳定的液压能。模块化设计的鹰式技术具有延展性,发电能力可迅速扩展至MW级。鹰式波浪能发电技术,也可以充分利用其半潜驳的基体和产生的电能做深海养殖,该技术模式也已申请专利技术保护。成果盈利性:鹰式波浪能发电技术采用半潜驳为基体,可在海上随时上浮维修,该特点大大降低了已有波浪能装置的维护成本;同时,基体所提供的宽阔平台空间可以搭载各类海洋测量仪器并通过自身产出的电能给其供电,既降低了海上测量仪常规维护费用又提高了测量数据的密度及真实性,从提高产出方面,更加降低了波浪能装置的建造成本。鹰式波浪能发电技术,可以解决岛屿供电问题。通过电缆将清洁绿色能源输送到岛上,同时又不影响岛屿的生态环境,为岛屿的可持续开发利用提供支持。技术成熟后,漂浮式海洋波浪能独立发电系统的发电成本约为1.5元/度,而我国边远的沿海地区、岛屿、海上孤立场所的发电成本超过2元/度。若以电价2元/度计,年平均发电功率10kW的海洋波浪能独立发电系统每年可盈利4.38万元;若以电价3元/度计,每年可盈利13.1万元。若将海洋波浪能独立发电系统应用于海洋开发,其经济效益更加明显。鹰式波浪能发电技术,可以充分利用其半潜驳的基体做深海养殖发展。基体内部空间可转换为养殖空间,通过波浪转换的电能使搭载各种设备持续运转,通过波浪能制造的淡水可供人居住生活实用,可促使海洋养殖逐渐向深海发展。成果持续性:鹰式波浪能技术已经中国、美国、澳大利亚发明专利授权,同时还申请相关波浪能技术的专利保护。该技术的逐渐成熟,形成了一套科学严谨的试验方法,培养了一个团结实海况经验丰富的技术团队。鹰式波浪能技术主要解决海上绿色能源供给问题,在海洋科考及监测、海上生活补给、海岛能源输送、海洋渔业等很多方面都有切入点。在现有成熟的技术基础上,加强实际应用的开发,不久的将来会形成各种面向客户的成熟产品。成果先进性:(1)获得中国、美国、澳大利亚发明专利授权,在国内外属于独自创新;(2)鹰式装置设计图纸获法国船级社(BV)认证,是稳定可靠的波浪能技术;(3)鹰式波浪能技术以半潜驳船为基础,加装水动力学优化的鹰式吸波体。与国内外同领域技术相比,鹰式技术便于拖拽运输,便于投放,便于现场维修,便于大型化,而国外研发了13年的英国Oyster技术和10年的美国PowerBuoy技术,均无法实现现场维护,运输和安装也存在着问题;能量转化方面,目前国内外从波浪到电的转换效率大多在15%左右,而鹰式技术转换效率基本保持在20%以上,最高达到37.7%。
[成果] 1700440875 浙江
TQ43 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该项目研究开发新型高倍率天然高分子壳聚糖衍生物-导电聚合物复合水性粘结剂,并进行产业化。其主要研究内容包括:水溶性导电聚合物的设计和制备;复合导电水性粘结剂的制备和优化;电池性能和机理分析;复合导电粘结剂材料的产业化开发。项目设计合成的复合水性粘结剂具有良好的粘结性,能满足锂离子电池极片的大规模生产,同时特有的导电性能能显著减少导电剂的用量,提高电极的压实密度以及电池能量密度和倍率性能。产品经UTL国内指定检测机构"东莞市联鼎电子科技有限公司"检测,制成电极浆料的固含量最高可达53%,压实密度2.33g/cm,1C循环1000次,容量保持率≥90%,3C/0.5C和5C/0.5C倍率容量保持率分别为98.1%和96.5%,并经广州力柏能源科技有限公司、浙江日普新能源股份有限公司等三家用户应用测试,反映良好,检测结果基本符合各项指标。项目执行期内完成销售104万;申请并授权8项专利,其中发明专利2项;发表SCI收录论文1篇;制定企业标准2项。
[成果] 1700520127 广东
TQ51 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目属于环境科学技术领域,符合国家环境与能源等重大战略需求,属于国家政策重点支持的战略新兴产业项目。中国年产生的“地沟油”等餐饮废油达1200万吨以上,利用其生产车用生物柴油,既能解决地沟油回流餐桌及其污染环境的问题,又可提供大量的清洁可再生液体燃料,有效减少雾霾产生。十余年来,在国家863计划、科技(支撑)攻关计划、粤港关键领域重点突破项目等国家及地方政府部门科技计划的相关课题的支持下,该项目针对传统液体催化工艺存在的二次污染、系统能耗高和原料适应性差等问题,开发出适合处理地沟油的生物柴油清洁生产工艺与技术,取得了如下创新点:(1)创建了固体酸碱催化转化地沟油清洁生产生物柴油的技术体系和模块化连续生产系统,提出了地沟油-生物柴油质量评价标准与方法。开发出固定床-活塞流两段式地沟油连续催化转化工艺,构建了固体酸碱协同催化连续清洁生产技术体系。集成原料固体酸固定床预处理、活塞流转酯化和分离提纯工艺单元,开发出全自动地沟油-生物柴油模块化成套设备。完成生物柴油质量标准和生产规范的研究,提出了地沟油来源的生物柴油质量标准指标与方法。(2)构建了地沟油转化生产生物柴油的固体催化剂体系,研发了耐地沟油复杂成分的高效催化剂。制备了超稳Fe(Ⅱ)-Zn双金属固体酸,可高效活化羰基碳;结合浓氨水原位共沉淀制备出纳米磁性氧掺杂CaO-Fe2O3固体碱;采用柔性模板剂调控亲疏水基比例并晶化孔壁,构建了金属/酸双功能位点镍基分子筛催化剂。开发的固体催化剂可有效消除地沟油水分和金属离子侵蚀酸性位点的影响,为实现地沟油-生物柴油清洁转化和连续工艺过程提供了技术支撑。(3)创制了分离与纯化单元技术与设备,实现低能耗连续生物柴油精制、甲醇回收和甘油实时分离。利用多级高真空精馏塔将不同含碳量脂肪酸甲酯低温连续分离,创制了新型低能耗生物柴油连续精馏装备,达到脂肪酸甲酯四段分馏精制;以自主研发的渗透汽化膜为核心,创制了低能耗甲醇连续提纯回收新装备;创制了低动力生物柴油/甘油分离装置,实现连续实时分离过程。(4)解析出地沟油固液非均相催化表面反应机理,创建了地沟油固体催化合成生物柴油理论。针对地沟油转化生物柴油的科学问题,完成了固体催化转化的机理研究与理论创新,系统解析了地沟油杂质对固体催化剂的影响机理,脂肪酸甲酯生成过程中脂肪酸/甘油酯关键官能团羰基碳活化与反应机理,为开发高效固体酸碱催化剂和清洁生物柴油生产工艺奠定了理论基础。该项目获授权发明专利21件,出版专著2部,发表SCI/EI论文46篇;鉴定科技成果2项;获省部级科技奖励一等奖2项、国家专利优秀奖1项、广东省专利金奖1项等多个奖项;项目技术与设备在国内10家企业应用。
[成果] 1800120002 江苏
TQ51 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:针对生物质热化学转化(液体)产物升级成本高、效率低、不能实现分级转化以及全组分利用等主要问题,通过两条催化转化工艺路线,突破生物质制备清洁液体燃料中的关键共性技术,并实现系统耦合集成与工程示范。课题主要包括以下几个方面的关键技术:(1)以已有的生物质快速热裂解上游工艺为技术基础和出发点,对获得的生物油进行水相与油相(非水溶相)分离;油相生物油进入化学链制氢系统,在还原反应器中被载氧体氧化后,生成高温气体以及高温的金属还原体,而金属还原体在蒸汽制氢反应器中被氧化成低价金属氧化物的同时,释放出较纯的氢气,低价金属氧化物进入空气反应器再生后循环使用;而还原反应器中的释放的高温气体以及蒸汽制氢反应器中制备的高纯度氢气,用来提供(中温与低温)浆态床水相生物油催化加氢过程所需的热量和“氢源”,从而实现生物油催化加氢转化的“氢源自给”,催化加氢后的固液产物通过挥发器进行分离,固相催化剂进入再生系统实现多次循环利用,液体产物通过分馏提纯工艺获得(低碳链异构多元醇类)含氧液体燃料。通过建立相关的物理模型以及相关计算,完成整套系统中不同反应器的参数设计与运行参数优化,最终实现整套系统的集成以及千吨级生物质制备含氧液体燃料的中试装置的建设与调试,实现生物质制备含氧液体燃料的连续性生产。(2)生物油提质制备航空燃油技术,主要包括两部分内容:①从废弃油脂转化制得生物柴油后经电解脱氧技术获得直链烷烃,然后经加氢异构化获得航空生物燃料的烷烃组分;②从秸秆类生物质资源经过热解气化制取生物油,然后经过生物法处理、多级萃取提取出芳烃成分,经加氢重整制得航空生物燃料的芳烃组分。最后通过调和两种组分的比例,获得能替代常规航空燃料的生物质基航空燃油。取得的具体成果:(1)完成了生物油油相化学链制氢研究,并搭建了生物油水相小试加氢系统,设计了化学链制氢三联床联合运行动力学冷模和生物油制氢热态实验平台,对载氧体性能和运行工况进行了优化研究,获得了适合水相生物油加氢要求的“氢源”,制氢量超过加氢需求量;针对生物油水相小试加氢提出采用酯化-加氢的转化思路,并对加氢催化剂的设计与制备、水相生物油及其典型组分的酯化-加氢特性进行了系统的研究,最终在理想工况下多元醇类的选择性达到96%。(2)完成了千吨级含氧液体燃料中试系统总体物料和能量的衡算,确定了系统总体和各子单元的设计方案,并形成了工艺软件包,并完成了系统集成工程示范系统的搭建和调试工作,完成了72小时连续运行实验,所得多元醇选择性经第三方评价达到87%,含氧液体燃料产率达到5.54吨生物质制1吨多元醇类液体燃料,生物油总碳利用率达到89.3%。(3)建立了百吨级航空生物燃料示范装置,开发出生物质制备航空生物燃油新工艺及关键装备,并进行了72小时连续实验研究,结果经第三方检测,数据如下:芳烃收率64.2%,合成生物柴油油品转化率95.3%,生物柴油电解脱氧率93.3%,催化裂化异构化转化率为96.3%,精制萃取后生物油合成芳烃组分75.2%。(4)该课题共发表论文20篇,培养博士生8人、硕士生17人,此外,撰写专著1部,培养长江学者特聘教授2人,入选百千万人才工程1人,入选国家科技创新人才推进计划中青年科技创新领军人才1人。
[成果] 1800120503 浙江
[S96, X70] 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:项目是以燃煤电厂烟气二氧化碳和煤化工厂烟气二氧化碳的减排为目标,以已实现规模化养殖的螺旋藻、小球藻、微拟球藻等固碳藻种为基础,诱变驯化选育烟气耐受性强和固碳效率高的优良藻种,以高光效低成本微藻光反应器研发为突破,以燃煤电厂和煤化工厂的两种主要烟气二氧化碳源的微藻固碳工艺为主线,开发微藻减排烟气二氧化碳成套技术。研究微藻废水养殖技术,降低微藻固碳养殖系统成本。建立燃煤电厂烟气二氧化碳直接净化利用微藻固碳和煤化工厂烟气二氧化碳捕集提纯后微藻固碳的两种模式,实现工艺稳定、过程可控、连续稳定养殖微藻,为微藻烟气固碳产业提供不同的技术,开展微藻固碳的工程
[成果] 1700410086 广东
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2016
成果简介:项目经费来源于中国科学院百人计划和东莞新能源公司(ATL)横向委托项目。 电化学能源/动力装置能够实现化学能-电能间的直接转化,能量转化效率高。锂离子电池因其高比能量、长寿命等优点已经在电子产品、移动通讯行业得以广泛应用并逐步发展成为电动车动力电池和可再生能源电力存储设备的主流。存在的一些主要问题有:性能需要进一步提升、安全性问题等。为了克服传统研发模式(尝试法)耗时、耗资且不易操控的弊端,该项目开发出锂离子电池的多尺度数值模型,包括基于滑移离子水力学方法(SPH)、格子Boltzmann(LB)方法或计算流体直接数值模拟(DNS)的介孔尺度数值模型,以及宏观电化学-热耦合模型和热滥用模型。数值模拟揭示电池性能与电极介孔结构的关联性,对电极的介观组元构型和微孔结构进行虚拟设计;同时,结合宏观模型模拟,研究探讨电池不同条件下的热行为及可能诱发的热失控,揭示相关物理-化学机制。研究结果可为开发先进的锂离子电池及合理定制电池的运行和管理策略等提供理论基础和技术指导。 项目主要成果如下:1.发展了多种用于数值重建锂离子电池电极三维微结构的方法,并开发出介观孔尺度数值模型预测电极的宏观物性、研究揭示孔尺度传输机制。国际上最早将模拟退火方法发展用于重建锂离子电池电极,最早将格子玻尔兹曼(LB)方法用于模拟PEFC催化层内扩散过程的两个课题组之一,最早开始锂离子电池全电池介孔尺度直接数值模拟(Direct Numerical Simulation,DNS),最早将SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法用于锂离子电池介孔尺度数值模拟。锂离子电池电极是多组元材料复合而成,不同组元相担负不同的传输任务,介质内三维微结构必然关联其宏观性能。重建电极微结构一方面可以对电极微结构进行虚拟设计、最优化其宏观性能,另一方面可以为介观尺度直接数值模拟提供基础条件。通过介观尺度模拟,可以研究和揭示电池介观尺度基础物理机制、预测宏观物性、获得电池宏观性能与电极微结构关系,继而优化设计电极。2.开发了LiFePO4锂离子电池充放电过程的数值模型并进行了模型的实验验证,模拟并重点分析了电池放电时的热生成及电池的热行为。成果发表在Journal of Power Sources杂志。论文审稿人评述为"The detailed electrochemical/thermal description of the LiFePO4/graphite cell is presented, which offers interesting information to the relevant readers."。数值模型软件自主开发,在国际同类软件中居领先地位。锂离子电池的热管理对电池的性能和寿命至关重要,锂离子电池的安全性问题通常都是由于电池热失控(Thermal Runaway)造成的。瞬态、多尺度、多组元、多物理传输并且与电化学反应耦合使得过程极度复杂,实验测试对研究和揭示相关传输机制的作用非常有限,数值模型是非常有效的研发工具。课题组开发的模型可以详细刻画电池内多物理传输过程,可用以研究电池性能的各种极限机制、分析电池内热的产生/传输/累积等,预期可在高性能电池研发、电池热设计及热管理方案设计等方面发挥效用。3.开发了LiCoO2锂离子电池热滥用的数值模型,模拟发现在高温环境,电池发生热失控时,负电极是最高热生成速率区域,尽管正极活性材料与电解液反应是最大的热生成源;如果高温不足以导致热失控,正电极是最高热生成速率区域;给定散热条件,存在导致热失控的临界环境温度。电池滥用是造成安全性问题或事故的重要原因。欲改善锂离子电池的安全性:可以从电池材料本身着手,提高电极材料(包括电解液)的热稳定性或是采用热稳定更好的电极材料;或可以从电池的设计和制备、运行和管理着手,通过电池制备过程的高质化控制、电池散热结构或方案的优化设计以及电池热控制或管理方案的合理定制,抑制或避免热失控的发生。所开发的数值模型,可以作为有效工具,用于研究揭示相关基础物理机制、进行电池结构或散热方案的设计优化、辅助新的电极材料研发。 该项目总共发表学术论文约四十篇,其中十余篇被SCI摘引,总他引五十余次;出版英文专著独立章节1章;获授权软件著作权7件,其中多件软件为著名锂电池企业--东莞新能源公司(ATL)采用。项目成果有助于提升基础认知,服务于锂离子电池的设计和制备、运行和管理,促成相关关键技术的突破进展,实质性改善锂离子电池的安全性,继而提高民众对电动汽车的认可度和接受度,具有巨大的社会效益和经济效益。
[成果] 1700280477 广东
X70 应用技术 非金属废料和碎屑的加工处理 公布年份:2016
成果简介:该项目属于环境保护行业中固体废物处理领域。垃圾转化减量技术与装置是在成熟的固体物处理方法——热解气化法的基础上,融入尖锐风刺、喷雾助燃剂等技术形成的新的专利技术——热力转化法。热力转化法是在一个封闭环境中,在控温条件下,把垃圾转化成混合气体和可回收的有机碳化物的过程。该法与其他垃圾处理方法不同,一般垃圾的焚烧是在高温环境下提供充足的氧气,燃烧后的产物是二氧化碳和水等不可再燃烧的烟气,并放出大量的反应热;而该方法结合了先进的热力转化技术和传统的控温控氧气化技术,实现生物质垃圾的热力转化。该项目于2012年12月19日获“一种垃圾转化减量处理设备”实用新型专利证书(编号:201220194822.4);2016年5月11日获“餐饮园林生物质废弃物资源循环综合利用工艺”发明专利证书(编号:201310429434.9)。该项目在2013年至2015年新增利润为390.6万元人民币,新增税收为56.8万元人民币。该产品使用后,对人居环境有明显改善,运输过程中二次污染现象基本消失,大大降低垃圾填埋场的压力和填埋场周边环境的影响。对当地地表水和地下水的保护具有显著作用。响应了国家节能减排的号召,努力营造健康、优美的环境来提升城市投资空间。生活垃圾热力转化减量技术及装置运用在城市街道、小区,餐厨垃圾、园林垃圾等垃圾经脱水后连同渗滤液进入垃圾转化减量机进行热力转化,产生的碳化物可作为土壤改良剂用于绿化;运用在边远地区、农村,则生活垃圾直接进行热力转化减量。转化减量设备产生的尾气通过尾气净化系统处理后可达标排放。该项目所研发创新技术——生活垃圾转化减量技术和设备,为垃圾处理小型成套设备,具有模块式、一体化、移动式的特点,运用热力转化技术,适用于城乡及边远地区,通过网点式收集和就地处理,可以最大限度的减少生活垃圾的体积(最大减量率可达95%),可以减少大量的运输成本,减少垃圾填埋量,节省大量的费用。该转化技术达到了固废垃圾的减量化、无害化和资源化效果,填补了国内空白,处于国内领先水平,走出了垃圾处理的新模式,推动了城镇生活垃圾处理方式的发展。该转化技术有利于减少生活垃圾污染,减少垃圾排放对人类生产、生活的影响;有利于提高垃圾管理的经济效益,既节约了大量资源,减轻了城镇生活垃圾处理处置成本,又减少了原材料在生产、加工和消费过程中所带来的环境污染状况;对实现国家所倡导的循环经济与低碳生活有积极意义。该设备已被多个园林垃圾处理企业、边远地区项目和街道使用,设备投入使用后减量效果好,外运数量减少,大大降低垃圾处理费用。
[成果] 1700280018 广东
TF1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类具有规整(孔)结构的多孔材料,这种材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等重要优点。使得其吸附、分离,尤其是催化反应中具有微孔分子筛难以比拟的优势,介孔材料的成功合成,是继微孔分子筛材料的成功合成和应用之后,人类在催化材料领域的另一个里程碑式的重要成果。除了在吸附分离和催化领域的重要应用之外,近年来,人们利用介孔材料的小尺寸效应、量子尺寸效应以及主客体效应,制备了可应用于光电器件、微电子技术、化学传感器、非线性光学材料等方面的基于介孔材料的新型材料,使得介孔材料具备更为广阔的应用前景;有关介孔材料的研究已成为国际上跨多学科的热点前沿研究课题之一。具有特殊形貌、特殊结构的介孔材料的合成一直是介孔材料领域的十分重要的研究课题,在理论及应用两个方面均具有十分重要的意义;理论上可以深化人们对于介孔材料的形貌及结构形成的机理的认知,揭示介孔材料形成的规律;同时,合成具有特殊形貌的介孔材料可以极大地拓宽介孔材料的应用范围,促进介孔材料的实际应用。该项目的主要内容包括:具有特殊形貌及结构的介孔材料的合成研究;在具有空心球形貌的介孔材料的介孔上合成“分子阀门”,制备了对于药物分子具有可控释放功能的新型药物缓释材料;以空心球状及介孔纳米粒子为载体,通过有机浸渍法,制备了系列具有优异性能的金属及合金催化剂,研究了这些催化剂的选择加氢及氧化性能;研究了在介孔上酶类分子的吸附及其固载化作用。重要科学发现包括:首次采用双模板剂方法,可控合成了具有空心球、树叶、海绵、纳米粒子等特殊形貌的介孔材料;并且初步探索了双模板剂的作用机理;首次以具有空心球形貌的介孔材料为载体,通过在介孔材料的介孔上设计pH值敏感的分子阀门,制备了一类具有药物可控缓释功能的介孔材料,材料表现出了优秀的可控释放功能;提出了一种有机浸渍法,以介孔材料为载体,制备了系列具有良好选择性加氢性能的催化剂,这些催化剂对于烯醛及烯酮类物质表现出了优秀的选择加氢性能。发现基于介孔材料的加氢及氧化催化剂中,少量金的添加可以大幅度提高钯催化剂的催化性能,并对其机理进行了深入的研究。研究成果发表在了JACS (美国化学会志)、Journal of Catalysis等化学类国际顶级刊物,并得到了国内外同行的高频率引用和高度评价,单篇最高引用达到181次,引用及评介的刊物包括Nature Materials, Nature Chemistry, Chemical Review等国际顶级刊物。国际知名的壳牌公司曾与课题组合作开展基于介孔材料的高性能催化剂的开发研究工作。发表的10篇代表作总他引次数为345次;10篇代表作与10篇他引论文的总他引次数为444次。
[成果] 1700410047 广东
TB6 应用技术 风机、衡器、包装设备等通用设备制造 公布年份:2016
成果简介:课题来源与背景:空调制冷机组2012年国内市场销售588亿元,2013年644亿元,2014年达705亿元,市场逐年增大。据统计,在有中央空调的建筑物中,中央空调的能耗约占总能耗的60%,中央空调能耗一般包括三部分:空调冷热源;空调机组及末端设备;水或空气输送系统。这三部分能耗中,冷热源能耗约占总能耗的一半左右,是空调节能的主要内容。怎样改变制冷机组的性能,实现制冷机组的高效节能成为一个重大课题。技术原理和性能指标:该项目由TCL空调器(中山)有限公司和中国科学院广州能源研究所合作,研发的高效节能制冷机组是在全球能源及原材料紧缺和对节能机组的巨大需求的背景下提出来的,它是针对机组换热器的高效传热与节能降耗而研制的。该机组在普通传热强化的研究基础上,该项目由TCL空调器(中山)有限公司和中国科学院广州能源研究所合作,以中科院广州能源研究所朱冬生研究员开发的三维变空间、变流场、变结构高效节能自主创新技术,结合TCL空调器(中山)有限公司正在开展的制冷机组关键技术高效节能节材与环保(减少制冷剂用量)攻关研究,揉合强化传热管和交变曲面管二者优点计划研制的新型节能型制冷机组。性能指标:节省17.8%的铜管;减轻换热器重量19.8%;提高9.4%的传热效率;减少冷媒充注量7.1%。技术的创造性和先进性:全新无折流板设计:管壳式干式蒸发器上下管程采用变形管自支撑无折流板设计,管内外流体实现了纯逆流流动,达到最大传热温差。实用新型专利名称:小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器;专利申请号:201520337995.0变形管设计干式:蒸发器上下管程采用三维变空间设计,上下管程的传热管数量和传热面积按管内制冷剂液汽变化变空间变流场非对称设计,同时保持管外流体的流速和流通面积不变,整体提升干式蒸发器的传热性能20-30%;减少体积,减少制冷剂的充注量,节能环保发明专利名称:壳程轴向多通道纵向全空间的自支撑节能蒸发器;传热流程的优化水:侧与制冷剂在同一侧进出口,管内外流体实现了纯逆流流动,实现了传热流程的优化。变空间变流场设计:变空间变流场设计,确保回油的流动速度维持在一定流速下,回油效果好。技术的成熟度,使用范围和安全性:技术成熟程度:技术成熟程度良好,已投入批量生产。适用范围:该项目研发的高效干式蒸发器,采用高效强化传热SP元件变空间设计及扰流提高传热效率;采用轴向多通道、纵向全空间实现国内外流体纯逆流,提升传热温差;降低换热器体积和容量,减少制冷剂充注量,节能环保。该项目开发并产业化推广的高效干式蒸发器具有国际先进水平。该产品自2014年7月投放市场以来,广泛应用于宾馆、商场、办公楼、展览馆、机场、体育馆等公共设施的舒适性中央空调系统,高效节能、运行稳定,获得用户的一致好评,销售量逐月增加,市场前景良好。安全性:该项目研发的高效干式蒸发器的安全性优良。应用情况及存在的问题:样机经中国家用电器检测所检测,各项性能指标符合GB$T 18430.1-2007标准要求,能效达到GB19577-2004 2级水平。产品已批量化生产,经济效益明显,经用户使用,反映良好。
[成果] 1700020173 广东
TK6 应用技术 燃气生产和供应业 公布年份:2015
成果简介:广州能源所集成生物燃气工业控制技术、工业生物燃气锅炉热力系统技术、生物燃料工程技术及工业生物燃气替代石化能源价值工程技术,形成系统、完整、高效的工业生物燃气系统,替代工业企业传统石化能源热力系统,实现工业节能减排,清洁生产,可大幅度降低工业的热力成本,并有效减轻温室效应。生物质气化燃气锅炉新增与改造的系统由原料储存、上料设备、气化系统、灰渣处理装置、燃气输送、锅炉燃烧器、锅炉烟风系统及主辅设备控制系统构成,使生物质燃料在高温条件下发生链裂解变成CO、H<,2>、CH4等可燃性气体,利用效率较高,用途广泛,具有可观的经济和社会效益。
[成果] 1600040045 广东
TQ2 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2015
成果简介:开发了固体渗滤床水解产酸反应器,原料产氢率达到55-125L/kgVS-1,解决了易腐有机废弃物单相高浓度发酵产生的有机酸抑制问题;开发了纤维填料床产甲烷反应器,利用产氢渗滤液,原料产甲烷率达到488.52L/kgVS-1,沼气中甲烷浓度达到78%,提高了反应器性能。开发了氢甲烷联产反应系统,能在原料固体浓度高达30%的条件下处理易腐性有机垃圾,且将厌氧消化过程的水解产酸过程(水解产酸相)和产乙酸产甲烷过程(产甲烷相)分开。
[成果] 1700020677 广东
TM2 应用技术 电池制造 公布年份:2015
成果简介:有机硅电解质材料具有优良的热稳定性和低温离子传导性能、高电导率、无毒性、低可燃性,和高分解电压等优点,与碳基类似物相比,具有更高的电化学稳定性。有机硅电解质材料应用于电化学储能器件中,表现出了优良的充放电循环性能、高能量密度和功率密度。广州能源所开发的有机硅基电解质材料体系包括有机硅小分子电解液及添加剂、有机硅离子液体、有机硅双性离子材料(zwitterion)、有机硅氧烷聚合物固态电解质等。该项目采用国内生产的廉价有机硅原料为起始物,通过有机合成的手段合成上述各种类型的有机硅电解质材料,具有完全自主知识产权。将该材料添加于锂离子电池电解液中能显著改善电池的成膜性能,提高电池的容量和长循环寿命,并大大改善电池的安全性。这些材料在其他电化学储能与转化器件(如超级电容和染料敏化太阳能电池等)也可以得到很好的应用。
[成果] 1700020607 广东
TQ0 应用技术 化工、木材、非金属加工专用设备制造 公布年份:2015
成果简介:由于CO<,2>具有不危害环境、来源广泛等许多优良特性,被誉为“21世纪最具前景的制冷剂”。以CO<,2>取代CFCs、HCFCs等传统工质作为空调、制冷以及热泵系统的循环工质可以从根本上解决人工合成化学物对环境的污染,是国家所倡导的节能减排、低碳经济的重要组成部分,可广泛应用于商用及民用的冷/热空调系统、热水系统以及干燥系统。CO<,2>因具有单位容积制冷量大,绝热指数高,粘度低等特性,可以有效减小系统中压缩机、管路等部件的体积。且CO<,2>无刺激性气味,无可燃性和爆炸性,物理化学性质稳定,具有良好的安全性。同时其独特的跨临界循环工作方式,具有大温差制热/制冷能力,对于传统热泵系统有明显的优势。
[成果] 1700020608 广东
TU8 应用技术 风机、衡器、包装设备等通用设备制造 公布年份:2015
成果简介:蓄冷是利用夜间低谷电力制冰并蓄存起来,在白天用电高峰时候用蓄存的冰作为冷源供给空调系统,以减轻白天电网的高峰负荷,达到为电网削峰平谷的目的。广州能源所研发了动态冰浆蓄冷技术、高温相变蓄冷技术、潜热输送技术等一系列先进的蓄冷技术,可适用于:各种中央空调系统蓄冷改造;大型区域供冷系统蓄冷改造;工业厂制冷系统的冷蓄冷改造;食品行业的工艺用冰;建设行业用冰:如大坝、码头、桥梁等大型混凝土工程。
[成果] 1700020171 广东
TM6 应用技术 电力生产 公布年份:2015
成果简介:该项目结合中国中低温地热资源特点,开展中低温地热双工质发电系统及关键技术的研究,通过对氨水溶液传热传质特性和立管内降膜强化传热技术的研究,研制开发新型结构紧凑的发生器、吸收器换热设备,自主研制开发kW级小型低压氨蒸汽气轮机,建设5kW中低温地热双工质发电试验系统,形成具有自主知识产权的中低温地热双工质发电新技术,为中国中低温地热发电系统的研制开发提供理论基础和技术支持。该系统适用于各种低品位能源领域如地热能、工业余热等,中低温地热双工质发电系统全年运行时间不低于7000小时,同时中低温地热资源的开发将带动温泉旅游、房地产、农产品加工、养殖等产业,实现显著的社会经济效益。
[成果] 1700020168 广东
[P74, TM6] 应用技术 电力生产 公布年份:2015
成果简介:中国海岛普遍存在用电用水困难,而海岛上具有较丰富的太阳能、风能和波浪能,充分利用这些可再生能源,为海岛用户提供清洁的电力,并利用多余的电力进行海水淡化,是解决海岛用电用水问题的有效方法。该系统由发电部分、储能部分、耗能部分、控制部分组成。其中发电部分由风能、波浪能和太阳能发电装置以及备用柴油发电机组成;储能部分由蓄电池组和蓄能稳压系统组成:前者储存电能,是主要的储能手段,目的是解决发电与用电功率上的不平衡,后者储存液压能,目的是为了平稳波浪能输出;耗能部分由用户耗电和海水淡化耗电组成,前者是日常耗电量,后者是调节耗电量,专用于消耗多余能量;控制部分由最大功率跟踪系统和能量管理系统组成,前者是波浪能、风能、太阳能发电装置高效转换的基础,后者是系统安全、提高系统产出的重要保障。
[成果] 1600500101 广东
TM6 应用技术 电力生产 公布年份:2015
成果简介:该成果采用氨水溶液作为发电工质,利用发生和吸收过程,形成中低温地热双工质发电新的理论体系,首次在国内建成5kW氨水溶液双工质循环发电试验装置。在热源温度为80℃,冷源温度为30℃的条件下,氨水溶液双工质发电系统理论做功效率达到10%,显著优于有机朗肯循环发电系统。该成果处于实验室阶段,可与相关企业共同开发。实现产品后,双工质发电机组小批量生产成本可以控制在4000元/kW,而销售定价为7000元/kW,机组毛利率在40%以上,具有可观的经济效益。同比国外机组售价10000元/kW,价格下降30%,具有显著竞争优势。全国各地蕴藏着丰富的中低温地热资源。据已有数据来看,已开发的中低温地热资源主要集中在东南沿海各省、华北地区以及松辽平原等地。中低温地热发电正在摆脱过去的“不经济性”的定论,在华北、东南沿海等地,有望形成百兆瓦级中低温地热发电的规模。
[成果] 1600040004 广东
TQ9 应用技术 生物、生化制品的制造 公布年份:2015
成果简介:构建了营养均衡调配方程,形成了原料特性互补型混合连续高浓度发酵技术,养殖废物与秸秆混合原料有机负荷最高可达8.0kgVS.m-3.d-1,容积产气率达到3.5~4.4m<'3>.m-3.d-1,有效避免了单一原料营养失衡问题;集成机械精选技术及细小颗粒有机物收集系统提取混装生活垃圾中可发酵有机物,有效提高了分选后垃圾可发酵物含量,增加了可生化性,生活垃圾水分选后厌氧发酵产气率达到478mL/gVS;集成全机械驱动进料及取样、发酵液旋转喷淋、螺旋出料装置,形成高浓度厌氧发酵技术。
[成果] 1600500099 广东
TQ2 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2015
成果简介:二甲醚(DME)是一种重要的绿色工业产品,更是一种理想的清洁燃料。合成气一步法合成二甲醚的研究多数是基于煤基或天然气基合成气,缺乏对于生物质合成气体系的合成工艺研究。该成果研究解决了生物质复合气化、高温除尘净化、生物质气临氧催化重整与组分调变、固定床一步法合成二甲醚等关键技术,生物质复合气化效率大于80%,二甲醚合成反应系统CO单程转化率达到70%以上,二甲醚选择性大于90%。并在此基础上集成低温冷凝+软水吸收分离二甲醚与合成尾气、双塔精馏提纯工艺设计建成了规模1000吨/年的生物质气化合成二甲醚中试示范系统,初步具备产业化能力,对生物质化工的高端发展有积极推动作用。千吨级生物质气化合成二甲醚中试示范系统是先进能源技术领域的重要成果,是具有清洁、灵活特征的分布式供能系统,为终端能源利用提供了新的重要形式。生物质气化合成二甲醚技术可将农林废弃物等生物质资源转化为高品位的二甲醚产品,替代液化石油气作为居民的生活用能,实现就地转化、就地销售,在中国农村及林业地区具有广阔的应用前景。与传统化石能源利用比较,生物质资源的有效利用可减少CO<,2>等对环境有害的气体排放。小规模的生产装置投资回收期过长,不利于商业推广,需扩大产能。如建设二甲醚生产能力为3000吨/年的生物质气化合成DME厂,投资约3000万元;若建成10000吨/年规模的生物质气化合成DME厂,投资约6000万元,年获利可达1445万元,投资回收期约4年。该成果研究开发的生物质复合气化技术,不仅能满足合成液体燃料的需要,而且可以利用高品质燃气代替窑炉和锅炉燃料,具有节能减排的巨大潜力,也可以成为今后发展生物质IGCC技术的基础。如能在不同领域得到推广应用,预期可产生较大的经济和社会效益。已成功应用于钢材煅烧炉、熔铝炉、熔铜炉、不锈钢退火炉等,建成示范用户6家,利用生物质约20万吨/年,可替代天然气6000万m<'3>/年,减排CO<,2>约20万吨/年。建设生物质处理量1t/h的生物质气化燃气利用装置综合投资约300多万元,年利润约90万元,投资回收期约4年。
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