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氫是元素周期表中的第一個元素，亦是宇宙中豐度最高的元素。其在宇宙演化、生命起源、分子構成、生物大分子組裝、化工生產等扮演著極其重要的角色。在單個團簇中成功揭示3個“金屬氫”的存在不僅深化了對含有“金屬氫”納米材料結構化學的認識，而且更為重要的是，這為我們從多維度認識氫元素的本質提供了巨大的可能。

本項目提出了將時間維度與空間維度相結合的多尺度綜合能源需求分析與預測模型，設計并實現(xiàn)了一種面向智慧城市的綜合能源需求分析與預測的方法，提升能源供應規(guī)劃和營銷策略的優(yōu)化與決策支持。

成果描述：擁有獨立的自主知識產權，采用磷鐵在水溶液中電解制備高純度FePO4，以水中的氧為產物提供氧源，可以實現(xiàn)原位除雜，不受磷鐵的原料來源限制；采用價廉的磷鐵和空氣中的氧為原料，通過與鋰鹽和補充磷源或鐵源在可控氣氛下反應制備粒度和碳含量可控的LiFePO4，避開了目前合成方法中的專利技術壁壘問題，不存在知識產權糾紛，將廢物循環(huán)利用與能源材料耦合起來，節(jié)能環(huán)保，從源頭上降低了磷酸鐵和磷酸鐵鋰的生產成本。 所采用的原料均為大宗化工產品，磷鐵副產物中的雜質可以通過反應工藝控制進行無害化處理，在原料的供應和價格方面都非常穩(wěn)定；通過工藝控制和反應原料的組合，可以將反應產生的CO2等副產物循環(huán)利用，實現(xiàn)零排放的綠色清潔工藝；將添加劑與磷鐵和鋰源及補充的鐵源或磷源充分混合，添加劑在后續(xù)的反應中既可以起保護作用，又能形成對磷酸鐵鋰顆粒的原位包覆及控制晶粒生長作用，能夠極大提高正極材料的導電性能；采用的工藝路線容易控制，工藝穩(wěn)定性好，容易實現(xiàn)大批量生產。市場前景分析：本項目產品專門提供給各種電動車（包括自行車、公交車、汽車、混合動力車等）、電動工具、手機、筆記本電腦、藍牙器件、UPS不間斷電源、攝像機、播放器、游戲機、電動玩具、清潔器和極端氣候環(huán)境下的武器裝備等產品所需的鋰離子電池和超級電容器電極材料，特別在電動車領域具有非常大的市場前景。作為電動車電源，磷酸亞鐵鋰動力電池具有熱穩(wěn)定性好、安全性高、壽命長、倍率性能好、耐高溫、綠色環(huán)保等特點，備受關注。與以往的鋰離子電池正極材料LiCoO2、LiMn2O4、LiNiMO2等相比，磷酸亞鐵鋰的安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動力電池最重要的技術指標，而且循環(huán)穩(wěn)定性好，1C充放循環(huán)壽命達2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒、不爆炸，穿刺不爆炸。在未來幾年內，磷酸鐵鋰地市場需求量將達5萬噸以上，尤其是在動力型電池應用方面對磷酸鐵鋰地需求將大幅增加。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：1．FePO4基本參數(shù)：純度≥97%，粒度≤1μm，而且根據(jù)需要可以進行調控 2. LiFePO4基本參數(shù)： Li =~4.4%, Fe=35.4%, P=19.6%, C=2-6% 3. 物理參數(shù)： 松裝密度 ≥0.5 g/cm3 振實密度 ≥1.2 g/cm3, 中位粒徑 ~4 μm 4. 涂片參數(shù)： LiFePO4: C : PVDF=90:3:7 極片壓實密度：2.1-2.4 g/cm3 5. 電化學性能： 克容量>130mAh/g 測試條件：1C, 全電池。 克容量>140mAh/g 測試條件：紐扣0.1C, 電壓4.2-2.5V

成果描述：擁有獨立的自主知識產權，采用磷鐵在水溶液中電解制備高純度FePO4，以水中的氧為產物提供氧源，可以實現(xiàn)原位除雜，不受磷鐵的原料來源限制；采用價廉的磷鐵和空氣中的氧為原料，通過與鋰鹽和補充磷源或鐵源在可控氣氛下反應制備粒度和碳含量可控的LiFePO4，避開了目前合成方法中的專利技術壁壘問題，不存在知識產權糾紛，將廢物循環(huán)利用與能源材料耦合起來，節(jié)能環(huán)保，從源頭上降低了磷酸鐵和磷酸鐵鋰的生產成本。 所采用的原料均為大宗化工產品，磷鐵副產物中的雜質可以通過反應工藝控制進行無害化處理，在原料的供應和價格方面都非常穩(wěn)定；通過工藝控制和反應原料的組合，可以將反應產生的CO2等副產物循環(huán)利用，實現(xiàn)零排放的綠色清潔工藝；將添加劑與磷鐵和鋰源及補充的鐵源或磷源充分混合，添加劑在后續(xù)的反應中既可以起保護作用，又能形成對磷酸鐵鋰顆粒的原位包覆及控制晶粒生長作用，能夠極大提高正極材料的導電性能；采用的工藝路線容易控制，工藝穩(wěn)定性好，容易實現(xiàn)大批量生產。市場前景分析：本項目產品專門提供給各種電動車（包括自行車、公交車、汽車、混合動力車等）、電動工具、手機、筆記本電腦、藍牙器件、UPS不間斷電源、攝像機、播放器、游戲機、電動玩具、清潔器和極端氣候環(huán)境下的武器裝備等產品所需的鋰離子電池和超級電容器電極材料，特別在電動車領域具有非常大的市場前景。作為電動車電源，磷酸亞鐵鋰動力電池具有熱穩(wěn)定性好、安全性高、壽命長、倍率性能好、耐高溫、綠色環(huán)保等特點，備受關注。與以往的鋰離子電池正極材料LiCoO2、LiMn2O4、LiNiMO2等相比，磷酸亞鐵鋰的安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動力電池最重要的技術指標，而且循環(huán)穩(wěn)定性好，1C充放循環(huán)壽命達2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒、不爆炸，穿刺不爆炸。在未來幾年內，磷酸鐵鋰地市場需求量將達5萬噸以上，尤其是在動力型電池應用方面對磷酸鐵鋰地需求將大幅增加。目前全球磷酸鐵鋰生產能力小于2000噸/年，投資磷酸鐵鋰項目風險小，回報快。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：1．FePO4基本參數(shù)：純度≥97%，粒度≤1μm，而且根據(jù)需要可以進行調控 2. LiFePO4基本參數(shù)： Li =~4.4%, Fe=35.4%, P=19.6%, C=2-6% 3. 物理參數(shù)： 松裝密度 ≥0.5 g/cm3 振實密度 ≥1.2 g/cm3, 中位粒徑 ~4 μm 4. 涂片參數(shù)： LiFePO4: C : PVDF=90:3:7 極片壓實密度：2.1-2.4 g/cm3 5. 電化學性能： 克容量>130mAh/g 測試條件：1C, 全電池。 克容量>140mAh/g 測試條件：紐扣0.1C, 電壓4.2-2.5V

成果簡介： 進入21世紀以來，能源短缺、環(huán)境污染和氣候異常已成為全人類面臨的重大挑戰(zhàn)，尋求清潔高效的能源轉換技術已經成為各國政府、企業(yè)和高等院校等共同關注的問題。燃料電池是在一定條件下燃料（主要是氫氣）與氧化劑（空氣中氧氣）發(fā)生化學反應，將化學能直接轉變成電能和熱能的發(fā)電裝置。質子交換膜（PEM）燃料電池操作溫度低，效率高，啟動快以及功率密度高，沒有任何

本項目提出了將時間維度與空間維度相結合的多尺度綜合能源 需求分析與預測模型，設計并實現(xiàn)了一種面向智慧城市的綜合能源需 求分析與預測的方法，提升能源供應規(guī)劃和營銷策略的優(yōu)化與決策支 持。 項目特色： ? 面向綜合能源時空數(shù)據(jù)的需求分析和預測可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)， 結合地理區(qū)域的相互關系來預測給定時間范圍和空間位置的 能源需求。 ? 針對綜合能源的特性，項目提出了聯(lián)合學習和遷移學習的思想 對模型進行訓練。同時優(yōu)化不同區(qū)域中多種類型能源的聯(lián)合預 測模型，將已有模型的結果遷移到訓練集數(shù)據(jù)不足的模型中， 提高能源用量預測的準確率。 ? 面向智慧城市的綜合能源信息應用服務場景，并利用 GIS 技術 實現(xiàn)配電網(wǎng)分析和用戶用電特性分析的可視化。

一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業(yè) 入學/畢業(yè)時間 學號 高春林 克勞斯塔爾大學 2019 / 三、指導教師 姓名 學院/所學專業(yè) 職務/職稱 研究方向 李茜 電信院/電氣工程 副教授 能源系統(tǒng)智能感知 四、項目簡介 深海生命線衛(wèi)士—復合能源管道健康管理系統(tǒng)是集能源管道實時監(jiān)測、狀態(tài)評估、故障預警、三維立體顯示、創(chuàng)新健康管理、用戶檢修策略等多功能為一體的能源管道在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的人工巡檢和巡邏船巡檢的故障監(jiān)測模式，將大幅度減少綜合成本。該系統(tǒng)改進了市面上監(jiān)測系統(tǒng)功能單一、顯示界面陳舊等問題，率先提出創(chuàng)新性健康管理功能，使用戶全面了解能源管道的生命周期及整體健康情況，為用戶提供高效狀態(tài)檢修策略。該系統(tǒng)定位是做能源管道健康管理系統(tǒng)先驅，守衛(wèi)深海生命線安全。

山東奧揚新能源科技股份有限公司（簡稱奧揚科技）成立于2011年6月，致力于新能源汽車智能動力供氣系統(tǒng)（LNG、CNG、H2）、能源儲運裝備系統(tǒng)、新能源發(fā)電裝備系統(tǒng)的研發(fā)制造。公司的產品主要銷往一汽、陜汽、歐曼等主機廠，市場占有率穩(wěn)居全國前列，并成功出口俄羅斯、印度等國家和地區(qū)。公司先后獲得國家級高新技術企業(yè)、省級創(chuàng)新技術中心、獨角獸企業(yè)稱號，山東省瞪羚標桿企業(yè)等稱號。 依靠在低溫絕熱氣瓶領域多年積累的經驗和技術，公司建立了以用戶為中心，市場需求為導向，以技術創(chuàng)新為依托的發(fā)展模式，已逐步發(fā)展成為國內重要的低溫絕熱儲運應用裝備生產企業(yè)之一，在行業(yè)內具有較高的知名度，并與一汽解放青島、陜重汽、成都大運、濟寧重汽、濟南重汽、北京福田戴姆勒、陜汽商用車等知名整車廠商建立了穩(wěn)定合作關系。 奧揚科技堅持秉承“以用戶為中心，系統(tǒng)匹配與優(yōu)化”和“最懂中重卡用戶使用感受”的產品研發(fā)理念，力求為客戶提供安全、優(yōu)質、低成本、高質量的LNG車輛供氣系統(tǒng)。公司不斷加大產品研發(fā)投入和生產工藝改進升級，通過新品研發(fā)響應市場需求，解決客戶痛點，增強企業(yè)核心競爭力。公司開發(fā)的車載LNG供氣系統(tǒng)產品覆蓋不同容積、不同壓力30余種型號，形成了較為完整的產品體系。 公司一直專注于車載LNG供氣系統(tǒng)行業(yè)，在研發(fā)設計和生產制造方面積累了多項專利和核心技術，覆蓋產品設計、加工工藝等領域。公司在北美、德國等設有海外研發(fā)機構，引進以美國博士為首席專家的四型瓶專業(yè)研發(fā)團隊，提升創(chuàng)新能力，攻克技術難關。 公司已獲授權專利49項，其中發(fā)明專利3項，現(xiàn)有5項正在申報，累計承擔國家級、省級重大項目2項。目前，公司已經取得國家市場監(jiān)督管理總局頒發(fā)的B3級（纖維纏繞氣瓶）、B4級（低溫絕熱氣瓶）壓力容器制造許可證、山東省質量技術監(jiān)督局頒發(fā)的GC2（管道）級安裝許可證。