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本課題從能源互聯(lián)網(wǎng)自下而上構(gòu)建開放互聯(lián)、對(duì)等分享的新型能源電力基礎(chǔ)設(shè)施的需求出發(fā)，提出能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵裝備。借鑒互聯(lián)網(wǎng)的理念、技術(shù)、方法和架 構(gòu)，能源路由器效仿信息網(wǎng)絡(luò)路由器，以實(shí)現(xiàn)能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲(chǔ)能以及信息通信技術(shù)的發(fā)展，本課題結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)用戶需求側(cè)能量交換與互聯(lián)的需求，研制低壓小容量能源路由器。 清華大學(xué)在國內(nèi)較早開始開展能源互聯(lián)網(wǎng)方面的研究工作，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)、 關(guān)鍵技術(shù)，并開展能源路由器以及相關(guān)信息通信技術(shù)等方面的研發(fā)工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學(xué)基金委首個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)方面的立項(xiàng)——“能源互聯(lián)網(wǎng)建模、分析與優(yōu)化理論研究”，目前參與承擔(dān)國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目“能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)研究”“能源互聯(lián)網(wǎng)信息通 信體系架構(gòu)研究”和“全球視角下能源互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)建理論及情景分析”等直接能源互聯(lián) 網(wǎng)相關(guān)研究。裝置的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： l 能源路由器實(shí)現(xiàn)開放式即插即用的能量交換與路由； l 能源路由器支持多路可擴(kuò)展的新能源和動(dòng)態(tài)負(fù)荷接入； l 能源路由器解決瞬時(shí)平衡的能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理； l 能源路由器實(shí)現(xiàn)信息—能量融合的基礎(chǔ)設(shè)施一體化； l 能源路由器在海淀北區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目示范應(yīng)用； 性能參數(shù)： l 研制自治微網(wǎng)能源路由器和小批量實(shí)現(xiàn)，傳輸電壓等級(jí)為低壓 380V，系統(tǒng)容量達(dá) 到百 kVA 級(jí)，響應(yīng)時(shí)間小于 10ms，接入電源類型不少于 2 種，負(fù)荷類型不少于 3 類。 l 能源路由器可實(shí)現(xiàn)基本的能量路由功能，還可提供可擴(kuò)展的工作模式：潮流調(diào)節(jié)模 式（增加有功、無功統(tǒng)一調(diào)節(jié)；功率因數(shù)達(dá)到 95%以上）和電能質(zhì)量調(diào)節(jié)模式（增加電能質(zhì) 量暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的統(tǒng)一調(diào)節(jié)；暫態(tài)電壓補(bǔ)償能力超過 30%，電流諧波含量小于 5%）。

項(xiàng)目成果/簡介: 鋁鎵合金是一種新型、易儲(chǔ)、即取的固體能量塊。其是以鋁為主體的在線供氫材料，加水實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)釋氫。其制備工藝流程簡單、易于實(shí)現(xiàn)，且產(chǎn)品易于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售。該項(xiàng)成果處于同類產(chǎn)品世界領(lǐng)先水平，其產(chǎn)業(yè)化能夠避免目前氫氣利用過程中儲(chǔ)存、運(yùn)輸和加注等環(huán)節(jié)帶來的困擾，從而有效突破阻礙氫能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。 研究團(tuán)隊(duì) 吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 魏存弟教授研發(fā)團(tuán)隊(duì) 成果成熟度 可產(chǎn)業(yè)化。應(yīng)用范圍: 鋁鎵合金在線供氫技術(shù)可應(yīng)用于氫能源汽車，還可作為無人機(jī)、野外探測、單兵作戰(zhàn)及面對(duì)大型災(zāi)難的等各類電源系統(tǒng)。該技術(shù)無須加氫站，避免了傳統(tǒng)氫能源利用技術(shù)路徑高投資、低回報(bào)、周期長等問題，投資回報(bào)高。

本發(fā)明公開了一種物流中心能源消耗和污染排放監(jiān)控及評(píng)估系統(tǒng)，包括裝卸過程循環(huán)控制系統(tǒng)、運(yùn)輸過程循環(huán)控制系統(tǒng)、流通加工過程循環(huán)控制系統(tǒng)、分揀過程循環(huán)控制系統(tǒng)、倉儲(chǔ)過程循環(huán)控制系統(tǒng)和總服務(wù)器，每個(gè)過程循環(huán)控制系統(tǒng)均包括設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測器、通訊系統(tǒng)與過程用服務(wù)器，過程服務(wù)器能根據(jù)檢測器發(fā)送的檢測數(shù)據(jù)來判斷此時(shí)設(shè)備是否處于最佳工作狀態(tài)，當(dāng)過程服務(wù)器檢測到此時(shí)設(shè)備不是處于最佳工作狀態(tài)時(shí)，過程服務(wù)器會(huì)報(bào)警或者對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整；總服務(wù)器所有過程循環(huán)控制系統(tǒng)發(fā)送的所有檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總保存、并進(jìn)行能耗與污染排放數(shù)據(jù)分

項(xiàng)目成果/簡介:本課題從能源互聯(lián)網(wǎng)自下而上構(gòu)建開放互聯(lián)、對(duì)等分享的新型能源電力基礎(chǔ)設(shè)施的需求出發(fā)，提出能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵裝備。借鑒互聯(lián)網(wǎng)的理念、技術(shù)、方法和架 構(gòu)，能源路由器效仿信息網(wǎng)絡(luò)路由器，以實(shí)現(xiàn)能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲(chǔ)能以及信息通信技術(shù)的發(fā)展，本課題結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)用戶需求側(cè)能量交換與互聯(lián)的需求，研制低壓小容量能源路由器。

這一項(xiàng)目以新一代大型電站鍋爐、核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器、流化床、石油天然氣高效開采和儲(chǔ)運(yùn)等設(shè)備中的復(fù)雜多相流與傳熱傳質(zhì)問題為具體研究對(duì)象，同時(shí)對(duì)上述具體工業(yè)應(yīng)用中帶共性的基本現(xiàn)象進(jìn)行重點(diǎn)研究，以便得出具有普遍意義的多相流熱物理理論，取得深入系統(tǒng)的成果，既為上述工業(yè)發(fā)展提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又為建立多相流熱物理新年的學(xué)簡直體系作出貢獻(xiàn)。

項(xiàng)目背景：針對(duì)不同地區(qū)氣象情況，開發(fā)研制全年自優(yōu) 化控制策略系統(tǒng)，滿足不同系統(tǒng)配置適應(yīng)性。目前，低溫型 多熱源集成熱泵系統(tǒng)核心部件存在效率低、環(huán)境適應(yīng)性差等 問題，其系統(tǒng)對(duì)季節(jié)與環(huán)境溫度、太陽能照射跟蹤等方面能 效利用率低、智能化低等問題。因此，為了填補(bǔ)國家標(biāo)準(zhǔn)空 白，實(shí)現(xiàn)低溫型多能源集成熱泵供熱系統(tǒng)能效提升 50%，結(jié) 合系統(tǒng)能效目標(biāo)，同步優(yōu)化集熱蒸發(fā)器、水箱換熱等模塊及 開發(fā)。未來三年銷售產(chǎn)值在 3.5 億元，成為國內(nèi)行業(yè)引領(lǐng)， 并帶動(dòng)周邊相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 所需技術(shù)需求簡要描述：1.智慧低溫型多熱源集成熱泵 核心部件優(yōu)化，主要包括集熱/蒸發(fā)器、冷凝器-水箱組件， 如何減小復(fù)合換熱過程濕空氣的結(jié)露、結(jié)霜等現(xiàn)象，提高換 熱效率。2.基于全工況負(fù)荷特性的低溫型多熱源集成熱泵系 統(tǒng)柔性設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行后，可以減緩系統(tǒng)性 能參數(shù)的降低，提高直熱泵系統(tǒng)自身適應(yīng)工況變化的能力， 可以使系統(tǒng)在面臨所有工況時(shí)的性能整體達(dá)到較優(yōu)水平。實(shí) 際運(yùn)行中，涉及設(shè)計(jì)的環(huán)境參數(shù)都是四季更迭的，工況點(diǎn)存 在季節(jié)性，采集工況以一年為周期，涵蓋四季工況。3.低溫 型多熱源集成泵供熱系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與智慧控制技術(shù)研究基 于上述研究基礎(chǔ)上開展低溫型多熱源集成泵供熱系統(tǒng)的全 工況動(dòng)態(tài)特性模擬。開展動(dòng)態(tài)特征下的集成熱泵循環(huán)系統(tǒng)多約束優(yōu)化研究。開展基于逆向建模的熱泵循環(huán)主動(dòng)調(diào)控機(jī)制 研究。  對(duì)技術(shù)提供方的要求:具有直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)的研 究基礎(chǔ)和試驗(yàn)條件，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行仿真建模，通過仿真進(jìn) 行系統(tǒng)性能改善，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，針對(duì)不同地區(qū)氣象情況， 系統(tǒng)能夠自識(shí)別自適應(yīng)，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，并實(shí)現(xiàn)性能提 升。合作單位可根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品或系統(tǒng)的性能測 試及數(shù)據(jù)分析能力。 

項(xiàng)目背景：地?zé)峁I(yè)資源利用可獲取許多貴重的稀有元 素、放射性元素、稀有氣體和化合物，也可用于地?zé)岚l(fā)電、 地?zé)峁┡⒌責(zé)後t(yī)療等場景。目前，我國大科學(xué)計(jì)劃在探索 超熱巖發(fā)電技術(shù)、深層地?zé)衢_發(fā)相關(guān)顛覆性技術(shù)方面，需要 支撐深層高溫鉆井和壓裂建庫等技術(shù)的研發(fā)設(shè)備平臺(tái)。因 此，研制高溫高壓巖石真三軸測試平臺(tái)等，可為后期開發(fā)工 作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。本項(xiàng)目的難點(diǎn)在熱、力學(xué)熱沖 擊效應(yīng)下，高溫巖石真三軸加熱保溫材料的多場耦合技術(shù)， 井筒密封，高溫聲發(fā)射監(jiān)測，并能模擬現(xiàn)場工況等，設(shè)計(jì)實(shí) 驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并保證性能。 所需技術(shù)需求簡要描述：關(guān)鍵技術(shù)；巖樣尺寸（方形）： 200mm（250MPa）、300mm（400℃）主要試樣、600mm（ 400℃ ）。 真三軸試驗(yàn)力：10000kN×3、精度 0.5% ，剛性加載，位移、 變形、力三種控制。巖樣最高溫度：400℃，程序升溫，升 溫梯度 5-20℃/min，溫度精度±1℃。水力壓裂注入壓力： 120MPa/攜沙，壓力、流量控制，精度 0.5%，壓力控制 0.001MPa；升學(xué)監(jiān)測：16 通道，波導(dǎo)桿和直接測量。暫堵裝 置：流量 1000L/min，壓力 30MPa。  對(duì)技術(shù)提供方的要求:在深層地?zé)豳Y源開發(fā)領(lǐng)域，擁有 一定的研發(fā)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)制造經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)研究成果處于國 內(nèi)領(lǐng)先水平。 

在“雙碳”目標(biāo)的背景下，基于可再生能源電解水制氫是真正實(shí)現(xiàn)清潔氫氣來源的“綠氫”技術(shù)。然而，目前制約電解水制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一是貴金屬基電催化劑高昂的價(jià)格。近年來，研究者開發(fā)了多種廉價(jià)、高效的電解水陰極析氫非貴金屬電催化劑，其中硫化鉬（MoS2）基催化劑是迄今為止發(fā)現(xiàn)的析氫性能最好的非貴金屬催化劑之一，其具有類鉑活性。然而，這類高活性催化劑往往更易受到復(fù)雜催化反應(yīng)環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致催化劑表面發(fā)生重構(gòu)并破壞其幾何/電子結(jié)構(gòu)，造成催化劑失活。 基于此，本團(tuán)隊(duì)提出了具有分子選擇性的柵欄工程，解決了高活性Co摻雜MoS2析氫反應(yīng)催化劑活性與穩(wěn)定性之間的權(quán)衡問題。這一策略為設(shè)計(jì)高效、穩(wěn)定的非貴金屬基電催化劑的大規(guī)模應(yīng)用提供了新思路。當(dāng)將該MoS2基（Co-MoS2@CoS2）陰極催化材料與實(shí)驗(yàn)室自制的高活性鈷鎳雙金屬硒化物析氧反應(yīng)陽極配對(duì)用于實(shí)驗(yàn)室自制的堿性電解水（AWE）雙電極電解系統(tǒng)時(shí)，在電流密度400 mA/cm2下持續(xù)分解500 h沒有明顯的衰減。 隨著我國進(jìn)一步推進(jìn)去碳化，電解水制氫有望成為能源變革的核心。在此背景下，只有大力推廣電解水制氫，才能滿足不斷增長的綠氫需求。為此，需要大幅擴(kuò)大電解水制氫裝置規(guī)模，讓電解水制氫在國民經(jīng)濟(jì)去碳化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

本團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目二項(xiàng)、國家自然基金項(xiàng)目二項(xiàng)以及國際合作項(xiàng)目一項(xiàng)。針對(duì)氫燃料汽車的氫儲(chǔ)存問題，目前研發(fā)出了新型鎂基復(fù)合儲(chǔ)氫材料，其儲(chǔ)氫量（達(dá) 6.0wt.%以上）已經(jīng)超過美國能源部所要求的儲(chǔ)氫量指標(biāo)（5.5wt.%），具備了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在全固態(tài)鋰離子電池材料研究領(lǐng)域，本團(tuán)隊(duì)還與加拿大西安大略大學(xué)孫學(xué)良院士合作，開展新型全固態(tài)鋰離子電池材料研究。目前通過界面改性顯著提高了全固態(tài)鋰離子電池的高倍率放電性能及壽命，相關(guān)成果發(fā)表在《ACS AppliedMaterials & Interfaces》等期刊上。一種高容量儲(chǔ)氫材料；一種高容量長壽命全固態(tài)鋰離子電池材料的改性技術(shù)。

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