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本項(xiàng)目采用了一種新型制氫工藝，該工藝主要包括四部分：1）鐵氧化物與水反應(yīng)得到純凈的氫氣；2）一氧化碳還原鐵氧化物；3）還原反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳與碳反應(yīng)生成一氧化碳；4）還原氣造氣過程中所需碳源由煤經(jīng)過高溫炭化得到。整個(gè)工藝過程消耗的是煤和水，得到的產(chǎn)物是純凈的氫氣、純凈的一氧化碳和煤炭化釋放出的煤氣（主要成分是甲烷、氫氣和一氧化碳，可直接作為燃?xì)馐褂茫Ｔ摲椒ǖ膬?yōu)勢(shì)在于：1）不把煤作為燃料，而將其作為制氫的原料，可以實(shí)現(xiàn)煤炭中有害物質(zhì)的集中處理與轉(zhuǎn)化，從而避免煤炭分散燃燒帶來的環(huán)境污染和高處理成本。2）煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料，其能量利用效率大大提高，如煤基氫—電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)效率可達(dá)75%，純發(fā)電效率達(dá)到60%，而傳統(tǒng)的煤燃燒發(fā)電系統(tǒng)的效率只有33%～35%。3）本方法中氫氣和一氧化碳分別在不同的反應(yīng)階段，由不同的反應(yīng)器中分別輸出，可以直接得到純凈的氫氣和一氧化碳，與傳統(tǒng)的煤氣化制氫工藝相比，減少了分離、凈化環(huán)節(jié)，工藝更簡(jiǎn)單。4）各種煤經(jīng)過高溫炭化處理后都可以作為反應(yīng)所需的碳源，而煤氣化制氫工藝則對(duì)煤種的適應(yīng)性有較大局限性。已證實(shí)了該工藝的可行性與穩(wěn)定性，項(xiàng)目目前進(jìn)入進(jìn)入中試放大研究階段。

氫作為二次可再生的清潔能源受到全世界的普遍關(guān)注。2019年我國(guó)首次將氫能源寫入《政府工作報(bào)告》，預(yù)計(jì)2022年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.8萬億人民幣。目前氫氣主要有兩個(gè)來源：化石能源重整和水電解。其中，化石能源重整制氫是最主要的來源，占比約97%，成本低廉但二氧化碳排放居高不下。電解水制氫立足于未來碳減排，被各界寄予厚望，但電力成本居高不下，且目前其實(shí)際碳排放（約36千克）甚至高于煤制氫（約20千克）的碳排放。利用可再生能源實(shí)現(xiàn)低成本、低排放制氫是未來發(fā)展主要目標(biāo)。 本項(xiàng)目通過半導(dǎo)體多級(jí)納米結(jié)構(gòu)的有序組裝，不僅減少光電極對(duì)太陽(yáng)光的反射、拓寬了光電極對(duì)太陽(yáng)光譜的吸收范圍；同時(shí)通過對(duì)材料結(jié)構(gòu)及成分的調(diào)控實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體能帶的有效裁減，促進(jìn)光生載流子的分離，以及表面電化學(xué)氧化還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。進(jìn)一步通過表面修飾顯著提升光電極的工作壽命。本項(xiàng)目通過精確調(diào)控、系統(tǒng)優(yōu)化與多功能協(xié)效，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無外加偏壓下完全通過太陽(yáng)能高效分解水制氫，其中太陽(yáng)能光轉(zhuǎn)化氫效率高達(dá)10%。

傳統(tǒng)的電解工業(yè)（電解水、氯堿工業(yè)）陰、陽(yáng)極會(huì)同時(shí)產(chǎn)生兩種氣體，一般采用離子交換膜防止兩種氣體的混合，避免爆炸性混合氣體的產(chǎn)生。離子交換膜的使用增加了電解的成本，此外膜內(nèi)阻也增加了電解的能耗。且由于陽(yáng)極和陰極室的氣體壓力必須通過穩(wěn)定的電源輸入保持平衡，很難利用風(fēng)能和太陽(yáng)能等不穩(wěn)定的可持續(xù)能源來直接為離子膜電解池供電。另一方面，電解池中的高壓氣體和陽(yáng)極氧化過程的中間產(chǎn)物也會(huì)加劇膜的老化降解，近一步增加電解成本。基于電池電極的分步法無膜電解技術(shù)有望為電池電極反應(yīng)推出一個(gè)新的研究方向，隨著電池工業(yè)迅速發(fā)展，電池電極的制備已經(jīng)非常成熟，分步法電解技術(shù)很容易利用現(xiàn)有的商業(yè)化電極實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

成果描述：用濕法稀磷酸制備磷酸二氫鉀技術(shù)已完成5000 噸/年中試，現(xiàn)開始設(shè)計(jì)3萬噸裝置。濕法磷酸先與氯化鉀反應(yīng)，然后用萃取劑萃取鹽酸，有機(jī)相經(jīng)洗滌，用氨反萃得到氯化銨，水相經(jīng)過濾、濃縮、結(jié)晶得到磷酸二氫鉀。本技術(shù)的P2O5萃取率高，原料酸中80 %的P2O5進(jìn)入到產(chǎn)品中。自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量好、可大規(guī)模工業(yè)化，適合大型磷肥企業(yè)，走肥鹽結(jié)合道路。市場(chǎng)前景分析：磷酸二氫鉀廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化工、農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥、食品、石油、造紙、日化等行業(yè)。目前國(guó)內(nèi)磷酸二氫鉀產(chǎn)品的年需求量約在100萬噸上下，而出口量約15萬噸，總需求量約在110萬噸，從2008年至2012年平均23.45 %的高速增長(zhǎng)率體現(xiàn)了其巨大市場(chǎng)前景。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：產(chǎn)品磷酸二氫鉀為無色四方晶體或白色結(jié)晶性粉末。KH2PO4含量為92 % - 98 %，相對(duì)密度2.338，熔點(diǎn)252.6 °C，易溶于水，1 %的磷酸二氫鉀溶液的pH值為4.6。國(guó)際先進(jìn)。

針對(duì)水和甲醇液相制氫反應(yīng)的特點(diǎn)，采用 鉑-碳化鉬雙功能催化劑 （其中鉑以原子水平分散于立方相碳化鉬納米顆粒表面），在 低溫下（150~190 ℃）無需強(qiáng)堿即可實(shí)現(xiàn)對(duì)水和甲醇的高效活化和催化重整 。在190 °C時(shí)，催化速率高達(dá)18,046 mol H2 /(mol Pt *h)，活性較傳統(tǒng)鉑基催化劑提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。首先比較了立方相碳化鉬（α-MoC）和六方相碳化鉬（β-Mo 2 C）在載體碳化鉬中的不同比例對(duì)負(fù)載金屬鉑的結(jié)構(gòu)和甲醇水液相重整制氫活性的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著載體中立方相結(jié)構(gòu)α-MoC比例的增長(zhǎng)，甲醇重整活性急劇增加，Pt負(fù)載于純?chǔ)?MoC上（Pt/α-MoC）表現(xiàn)出了最高的甲醇重整活性。利用X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜和單原子分辨率的球差校正電鏡對(duì)催化劑進(jìn)行系統(tǒng)研究表征，證明在2 wt% Pt/α-MoC催化劑上存在著高密度原子級(jí)分散的鉑。將Pt負(fù)載量降至0.2 wt%時(shí)，可實(shí)現(xiàn)所有負(fù)載金屬鉑呈原子級(jí)分散，極大提高了貴金屬鉑的原子利用率，TOF達(dá)到了18,046  mol H2 /(mol Pt *h) 。據(jù)估算，僅需含有6克金屬鉑的催化劑即可使產(chǎn)氫速率達(dá)到1 kg H2 /h，已基本達(dá)到商用車載燃料電池組的需求。而且，Pt/α-MoC具有較高的催化穩(wěn)定性，經(jīng)歷了11次模擬類真實(shí)情況的“啟動(dòng)-停止-啟動(dòng)”循環(huán)反應(yīng)仍維持原子級(jí)分散形貌和較高的催化活性。

一線教學(xué)名師打造核心的ISP創(chuàng)客教育課程體系；教學(xué)軟硬件自主研發(fā)生產(chǎn)，擁有多達(dá)20多項(xiàng)專利構(gòu)成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系； 數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，一起分享創(chuàng)作的喜悅； 完善的教學(xué)產(chǎn)品體系，打造完美學(xué)習(xí)體驗(yàn)； 辛勤耕耘，累計(jì)服務(wù)近千所學(xué)校/機(jī)構(gòu)，擁有豐富的課程和師資培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)。

面對(duì)老年化趨勢(shì)，開發(fā)滴滴護(hù)工陪診平臺(tái)，解決老人就診問題。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號(hào) 袁祖強(qiáng) 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/智能制造工程 2019/2023畢業(yè) 19409330 駱定一 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 2019/2023畢業(yè) 19497117 陳子怡 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/自動(dòng)化 2019/2023畢業(yè) 19402201 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 焦洋 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院 企業(yè)導(dǎo)師 Mes系統(tǒng) 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 面對(duì)老年化趨勢(shì)，開發(fā)滴滴護(hù)工陪診平臺(tái)，解決老人就診問題。 1.1.1 背景概述 我國(guó)預(yù)計(jì)到 2025 年老年人口將超 4億，將進(jìn)入嚴(yán)重老齡化階段。老年人在飲食健康、生活照料、康復(fù)護(hù)理、精神文化等養(yǎng)老服務(wù)需求日益增長(zhǎng)，而這一代獨(dú)生子女面臨了太大的壓力!一對(duì)夫妻要平均撫養(yǎng) 4 名以上的老人，導(dǎo)致中年人壓力越來越大。我們這個(gè)項(xiàng)目做的是一個(gè)護(hù)工陪伴老人醫(yī)院就診的系統(tǒng)，為老年人陪伴就診就醫(yī)提供放心的保障。 1.1.2 用戶畫像及痛點(diǎn)分析 對(duì)于陪老人看病的中年人。他們一般都有工作要做，所以不是很方便陪同老人看病，如果老人生病他們就會(huì)請(qǐng)假來陪同，而且大部分時(shí)間都是老人在做血透，他們?cè)谕饷嬉粋€(gè)人等一下午，期間就是玩手機(jī)，很浪費(fèi)時(shí)間，所以可以有一個(gè)護(hù)工陪同他們過來，血透之后護(hù)工再來接回去，這樣就可以省去等待的時(shí)間。 痛點(diǎn)產(chǎn)生在兩個(gè)方面 1、陪診有困難（不熟悉科室、不了解流程、手續(xù)繁雜等...） 2、陪診沒時(shí)間（工作太忙、獨(dú)生子女沒人幫忙、請(qǐng)護(hù)工來歷不明不放心等...) 1.1.3 調(diào)研結(jié)果分析 政策分析 根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局《第四次中國(guó)城鄉(xiāng)老年人生活狀況抽樣調(diào)查成果》，中國(guó)失能、半失能老人多達(dá)4063萬人，占老年人口總數(shù)的18.3%;按照民政局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020年助老服務(wù)潛在市場(chǎng)規(guī)模將超過5000億元 市場(chǎng)分析 中國(guó)失能老人超4000萬人，占據(jù)所有老年人人口近20%，這是一個(gè)巨大的剛需市場(chǎng)，中國(guó)目前至少需要1000萬以上的專業(yè)助老護(hù)理員。而目前遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。養(yǎng)老照護(hù)行業(yè)人員需求越來越大。這也意味著這個(gè)行業(yè)將從邊緣行業(yè)走向服務(wù)的主流行業(yè)。老齡化是中國(guó)社會(huì)發(fā)展的重要趨勢(shì)，目前越來越多的創(chuàng)新者，尤其是互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)者帶著互聯(lián)網(wǎng)的基因與傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合，試圖創(chuàng)造出全新的基于互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的照護(hù)行業(yè)服務(wù)，最終為社會(huì)帶來價(jià)值 對(duì)象感受 1.首先對(duì)于中青年人 他們具有較強(qiáng)的處理應(yīng)變理解能力，大多數(shù)能夠獨(dú)自完成去醫(yī)院就診過程，除了特別嚴(yán)重的病痛基本上不需要他人照料。 2.其次對(duì)于兒童 一開始我們認(rèn)為兒童的確需要照料，但是我們?cè)L談的一個(gè)家長(zhǎng)說，對(duì)于她來講絕對(duì)不能把小孩給他人照料。原因有以下（1、小孩的判斷能力有限。2、容易產(chǎn)生糾紛3、不放心）通過思考和考慮，我來篩除了兒童這一類目標(biāo)人群。 3.最后對(duì)于老人（50歲以上） 1、老人一般來說都是被子女不放心的對(duì)象，孩子身邊一邊有人，而老人一般都不是時(shí)時(shí)刻刻都有人陪伴。 2、我們調(diào)研采訪的中年人幾乎都想讓老人在醫(yī)院就診時(shí)被照料 3、中年人工作日是時(shí)間都需要上班，與醫(yī)院時(shí)間有所沖突 4、為老人付費(fèi)大多為中年人

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(yáng)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(guó)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(zhǎng)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(guó)民經(jīng)濟(jì)去碳化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

本發(fā)明公開了一種基于空氣能和太陽(yáng)能的海島制水裝置及方法，其包括空氣能熱泵組件、太陽(yáng)能集熱板、四通閥和柵格密封板組件，空氣能熱泵組件和太陽(yáng)能集熱板用以梯級(jí)加熱裝置內(nèi)的循環(huán)空氣，空氣能熱泵組件包括蒸發(fā)器、冷凝器和壓縮機(jī)，冷凝器與太陽(yáng)能集熱板相連，太陽(yáng)能集熱板與四通閥相連；四通閥連接有小型氣泵，小型氣泵與冷凝器相連；柵格密封板組件包括分別與四通閥相連的柵格密封板 A 和柵格密封板 B，柵格密封板 A 中盛有硫氰酸銨溶液，柵

變壓吸附制氧制氮技術(shù)是近來發(fā)展起來的高心技術(shù)。它利用取之不盡的空氣作原料，在有電能的條件下，可以源源不斷地制取氧氣和氮?dú)狻＞哂型顿Y少、成本低、規(guī)模靈活、自動(dòng)化程度高等顯著優(yōu)勢(shì)，可以廣泛用于冶金、化工、醫(yī)療、環(huán)保等廣大領(lǐng)域，市場(chǎng)前景極好。 變壓吸附制氧技術(shù)作為具有實(shí)用價(jià)值的技術(shù)概念，是70年代提出的。當(dāng)時(shí)開發(fā)這一技術(shù)是滿足對(duì)氧氣純度要求不高，用深冷裝置氣量偏小，而用低溫槽車運(yùn)輸氣量又不方便的這一類用戶的要求。國(guó)外真正進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用是80年代初期。我國(guó)在70年代末也開始研究，80年代末期進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用。經(jīng)過近30年的研究開發(fā)，進(jìn)入90年代后，變壓吸附裝置在降低能耗，降低投資、工藝流程簡(jiǎn)化、提高可靠性方面，都有了很大的進(jìn)步，使之成為成熟的高新技術(shù)。 北京科技大學(xué)熱能工程系長(zhǎng)期開展變壓吸附氣體分離技術(shù)研究，具有相當(dāng)?shù)难芯織l件和科研隊(duì)伍。開發(fā)的微型變壓吸附醫(yī)用制氧機(jī)已由國(guó)家計(jì)委中國(guó)高新投資集團(tuán)投資組織批量生產(chǎn)，形成了一定的市場(chǎng)分額。為國(guó)家西部開發(fā)重大工程——青鐵路藏的世界第一隧道——海拔高達(dá)5000米風(fēng)火山隧道，研制了世界上第一套5000米海拔地區(qū)制氧供氧系統(tǒng)。該系統(tǒng)為風(fēng)火山隧道工程的順利進(jìn)行提供了有利保障。