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1 成果簡介作為一種清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置， 質(zhì)子交換膜燃料電池的理論比能量高達32940Wh/kg（ 在地面上使用時可不計空氣的質(zhì)量），是各種電化學(xué)電池體系中的理論比能量“ 絕對冠軍”， 而且功率密度高、電流密度大， 是最先進的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)之一。現(xiàn)在世界各國正在加速其在民用領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)。 利用質(zhì)子交換膜燃料電池國產(chǎn)關(guān)鍵原材料，創(chuàng)新膜電極制備方法（“熱定型” CCM 制備法）和優(yōu)化制備工藝，開發(fā)出了高性能、大面積的國產(chǎn)材料膜電極批量制備技術(shù)。并在模塊化燃料電池設(shè)計和計算機模擬仿真的基礎(chǔ)上，研制出了空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機。該成果獲得全國第十九屆發(fā)明展覽會發(fā)明金獎。空冷、自增濕式質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機，主要由燃料電池、供氣軸流風(fēng)扇、陽極間歇式排氣電磁閥、 DC/DC 穩(wěn)壓器和控制電路板等組成，燃料電池采用陰極與大氣貫通的開 放設(shè)計和高效的自增濕專利技術(shù)，能實現(xiàn)寬功率范圍的自增濕發(fā)電。在電化學(xué)發(fā)電過程中，無需進行復(fù)雜的熱管理和對反應(yīng)氣體進行預(yù)加濕，大大地減化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)比功率（ 265W/kg、 211W/L），并降低了成本，是一種實用性很強的新能源發(fā)電機。該發(fā)電機采用普氫燃料，發(fā)電效率可達到 50%以上，功率密度可達到 300mW/cm2 以上，無污染。在分布式電站、交通動力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。 燃料電池發(fā)電機技術(shù)指標(biāo)： 上圖： 1.3 千瓦 空冷、自增濕式燃料電池發(fā)電機 (43 cells)2 應(yīng)用說明經(jīng)過近十年來的電動汽車、 分布式電站、電源等領(lǐng)域的廣泛示范應(yīng)用（ 燃料電池已經(jīng)在航天、軍事上得到應(yīng)用，燃料電池備用電源和燃料電池家用電站正在開始商業(yè)化）， 質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的成熟度已經(jīng)逐漸被用戶所接受。目前，其商業(yè)化主要問題是成本較高（采用進口材料成本昂貴）， 而本項目采用“ 863” 計劃“ 全國產(chǎn)材料燃料電池發(fā)電機” 成果，利用國產(chǎn)原材料制備燃料電池電堆，燃料電池材料供應(yīng)不僅有安全保障，而且還有低成本優(yōu)勢，可望克服燃料電池高成本的商業(yè)化障礙。3 應(yīng)用說明本項目屬新能源發(fā)電機領(lǐng)域。在分布式電站、交通動力和便攜式電源方面具有廣泛的應(yīng)用前景。4 效益分析目前，質(zhì)子交換膜燃料電池的先進制造水平為：電極催化劑載量為 0.5 毫克/平方厘米（電極）左右，電極性能可以在常壓空氣條件下達到 0.62V、 1A/cm2 (0.62W/ cm2)。如在批量生產(chǎn)的情況下， 1 千瓦的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆僅需要使用約 2 克的 Pt 催化劑、 0.2 平方米的質(zhì)子交換膜、 0.4 平方米的碳紙擴散層和約 0.24 平方米模壓雙極板。考慮國產(chǎn)燃料電池材料的批量生產(chǎn)，估計能實現(xiàn)的經(jīng)濟指標(biāo)： 1500 元/平方米（質(zhì)子交換膜）、催化劑 400 元/克（ Pt）、 300 元/平方米（碳紙）、 600 元/平方米（模壓石墨板）。 1 千瓦全國產(chǎn)材料燃料電池堆的關(guān)鍵材料成本可控制在 1500 元以下，這與目前進口材料燃料電池 26000 元/千瓦的成本相比， 國產(chǎn)材料燃料電池堆具有十分誘人的前景，這一批量生產(chǎn)的經(jīng)濟指標(biāo)已經(jīng)遠遠低于電站成本要求 8000 元/千瓦，距離交通動力 500 元/千瓦的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)也為時不遠。

本成果提出的基于超像素樣本擴充的空譜全卷積高光譜圖像分類方法有效的利用高光譜圖像的超像素分割結(jié)果指導(dǎo)偽樣本擴充增加了訓(xùn)練集樣本數(shù)量，解決了高光譜圖像有標(biāo)記樣本的稀缺問題，同時空譜的全卷積分類網(wǎng)絡(luò)也充分利用了多尺度的空間特征和光譜特征實現(xiàn)了較高的分類精度。 成果非涉密，專利申請已經(jīng)提交。 實驗采用反射光學(xué)系統(tǒng)成像光譜儀（ROSIS）傳感器獲取意大利北部帕維亞大學(xué)（Pavia  University）的高光譜圖像數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)集由 103 個光譜帶組成，共 610×340 像素，光譜覆蓋范圍從 430nm 到 860nm，空間分辨率為 1.3m。該數(shù)據(jù)集一共含有 9 個類別的 42776個有標(biāo)記樣本，選取每類 30 個有標(biāo)記樣本作為訓(xùn)練集，其余作為測試集。 由下表可以看出，在每類選取 30 個樣本的情況下，本 模 型 的 OA，AA，Kappa系 數(shù) 比 DFFN 模 型 高 出20.8%，17.4% 和 26.5%；比CNN 高 出 23.1%，18.8% 和29.2%。并且下表證明了使用了偽標(biāo)簽樣本擴充的空譜全卷積網(wǎng)絡(luò)的本方法在小樣本情況下每個類的分類準確性均優(yōu)于 DFFN 和 CNN，達到了較好的分類效果。 表 1 PaviaU 數(shù)據(jù)集上對比實驗結(jié)果

該成果提出了一種基于空譜差分輔助核聯(lián)合稀疏表示分類的高光譜圖像分類方法。本章方法的主要創(chuàng)新性在于：1）能夠?qū)⒐庾V的差分輔助信息和原光譜特征信息有效結(jié)合。2）能夠考慮不同光譜屬性間的高階空間相關(guān)信息。3）原空譜和差分空譜核特征字典的信息通過具有混合正則的核聯(lián)合稀疏表示分類方法得到充分利用。通過在真實高光譜圖像數(shù)據(jù)上的實驗表明，該成果提出的方法能夠有效地提高高光譜遙感圖像的分類效果。 主要技術(shù)指標(biāo) 不同數(shù)據(jù)集下的訓(xùn)練樣本與測試樣本數(shù)參閱表 1. 在該訓(xùn)練樣本集數(shù)量下的分類結(jié)果表現(xiàn)參見表 2. 相比于傳統(tǒng)分類器 SVM，OA 提高了約 20%；相比于 SOMP，OA 提高了約20%。 該成果無需使用 GPU 資源在保證精度的同時有效提升了分類的精度和效果，同時在較少訓(xùn)練樣本條件下仍能得到較好的分類精度和分類效果。 表 1. 不同數(shù)據(jù)集下的訓(xùn)練樣本選取數(shù)量 表 2. PaviaU 大學(xué)數(shù)據(jù)下不同方法的正確率比較

本發(fā)明公開了一種基于信道角度域信息的分布式空時預(yù)編碼傳輸方法，其關(guān)鍵是接收端把通過信道估計得到的信道角度域信息，包括平均入射角、角度擴展和歸一化接收天線距離，反饋給發(fā)射端，收到反饋信息后，發(fā)射端首先構(gòu)建出信道的統(tǒng)計信息，包括均值和相關(guān)矩陣，然后利用這些信息設(shè)計最佳的預(yù)編碼矩陣，對預(yù)先設(shè)計好的空時碼字進行預(yù)處理。這種基于信道角度域信息的分布式空時預(yù)編碼傳輸方法一方面可以得到更加精確的信道統(tǒng)計信息，另一方面可以進一步減少所需的反饋量。

技術(shù)優(yōu)勢: 1）輸出功率：>200瓦連續(xù)波輸出； 2）輸出波長：在1900 nm -2050 nm范圍內(nèi)，波長任選； 3）中心波長定位誤差：±0.5 nm； 4）波長線寬：小于0.05nm； 5）波長精細調(diào)諧范圍：±0.5 nm；（高精度） 技術(shù)能力： 1）能夠提供1-200瓦全光纖2μm光纖激光器的可靠技術(shù)解決方案； 2）能夠提供50-200瓦2μm光纖激光器的技術(shù)解決方案； 3）能夠提供1-200瓦窄線寬、可調(diào)諧連續(xù)波2μm光纖激光器的技術(shù)解決方案； 4）能夠提供1-20瓦2μm波長的納米/皮秒高能脈沖激光器的可靠解決方案。 主要應(yīng)用領(lǐng)域： 1）工業(yè)加工領(lǐng)域 由于許多透明有機材料在2 μm 附近有較強的吸收，直接利用激光對其進行切割、熔接和雕刻處理可以避免使用有毒添加劑，這在醫(yī)療器械制造領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢，也簡化了加工工藝。    2）醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域 由于人體組織中的水對2 μm激光有很強的吸收，激光的滲透深度小，手術(shù)創(chuàng)口區(qū)的破壞小；另外，2 μm波長激光器的特殊凝結(jié)作用，可以減少手術(shù)時的流血。大量實驗研究表明，2 μm高功率摻銩光纖激光器是軟/硬組織外科手術(shù)的優(yōu)良候選光源，可以廣泛應(yīng)用于高精確的組織切除手術(shù)、眼科手術(shù)和牙科手術(shù)。    3）軍事應(yīng)用領(lǐng)域 2 μm波長位于損耗較低的“大氣窗口”，在大氣中的傳輸能力遠高于短波長激光；同時也位于人眼安全波長范圍，使其在對人眼安全要求較高的自由空間光通信領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力，也是激光雷達等精密空間探測裝置的理想光源，更符合軍方的需求；此外，2 μm激光通過光學(xué)非線性轉(zhuǎn)換可以產(chǎn)生3~5 μm的中遠紅外激光，而后者是光電對抗中最重要的大氣窗口，在軍事戰(zhàn)略上具有重要意義。

激光在芯片上光互連上的應(yīng)用就直接要求激光器的特征尺度接近電子器件，并且其功耗要小于成熟的電互聯(lián)，應(yīng)約在10飛焦每比特量級。激光器的功耗與其尺度呈正相關(guān)的關(guān)系，10飛焦每比特量級的功耗直接要求激光器的模式體積要小于約0.02個波長立方。

人樣安全激光測距技術(shù)主要應(yīng)用于大氣層內(nèi)的長距離高精度激光測距，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括火控系統(tǒng)，激光雷達，目標(biāo)跟蹤，測高儀。

海岸灘涂及淺海地區(qū)海陸地形測量是海洋測繪的難點區(qū)域，小型化機載測深激光雷達作為該領(lǐng)域的高端裝備，一直被美國、加拿大等國家壟斷，進口價格昂貴，且長期對中國禁運。無人機載激光雷達可提高水域、海陸交界和陸地地表的聯(lián)合探測能力，可同時實現(xiàn)高效、高精度測量水下及陸表目標(biāo)區(qū)域三維地形。

激光增材制造(Laser Additive Manufacturing，LAM)技術(shù)是近20年來信息技術(shù)、新材料技術(shù)與制造技術(shù)多學(xué)科融合發(fā)展的先進制造技術(shù)。增材制造依據(jù)CAD數(shù)據(jù)逐層累加材料的方法制造實體零件，其制造原理是材料逐點累積形成面，逐面累積成為體。這一成形原理給制造技術(shù)從傳統(tǒng)的宏觀外形制造向宏微結(jié)構(gòu)一體化制造發(fā)展提供了新契機。激光增材制造（LAM）系統(tǒng)由五個子系統(tǒng)組成：（1）激光加熱系統(tǒng)；（2）工作臺及數(shù)控系統(tǒng)；（3）同軸供粉系統(tǒng)；（4）惰性氣體保護箱（手套箱）；（5）循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。 激光增材制造的產(chǎn)品和零件可以不受形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及尺寸大小的限制。擺脫了傳統(tǒng)“去除”加工法的局限性，可以生產(chǎn)傳統(tǒng)方法難以加工或不能加工的形狀復(fù)雜的零件。可成形材料有碳鋼、不銹鋼、高溫合金、鈦合金、銅合金、復(fù)合陶瓷等。可廣泛應(yīng)用于航空航天、人工假體、國防工業(yè)和機械工業(yè)產(chǎn)品的制造。