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燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料電池的氫氣來源現(xiàn)在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質(zhì)餾分、汽油和煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開發(fā)。其中，汽油和煤油具有價(jià)格便宜、攜帶便利、常溫下穩(wěn)定性高、供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于家庭、汽車、野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料電池的氫氣來源現(xiàn)在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質(zhì)餾分、汽油和煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開發(fā)。其中，汽油和煤油具有價(jià)格便宜、攜帶便利、常溫下穩(wěn)定性高、供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于家庭、汽車、野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池的燃油中的含硫量必須從現(xiàn)在的10ppm減少到1ppm以下。為了達(dá)到這種嚴(yán)格的超深度脫硫，在現(xiàn)在既存的石油加工廠通過加氫精制脫硫需要十分巨大的設(shè)備投資，實(shí)際上對(duì)于燃料電池用燃油的脫硫處于無法對(duì)應(yīng)狀態(tài)。另外利用化學(xué)吸附的吸附脫硫技術(shù)也在開發(fā)中，但是吸附選擇性低，使用了高價(jià)的吸附劑，處理能力也比較低。

本成果獲發(fā)明專利授權(quán)。在多年新型多孔鐵合金材料研究的基礎(chǔ)上，以自制的納米鐵合金粉末為原料，通過與美國(guó)圣地亞哥州立大學(xué)粉末技術(shù)實(shí)驗(yàn)室合作，成功的制備了具有微納米多孔結(jié)構(gòu)的塊體鐵合金材料，該合金不但具有高的孔隙率、大的比表面積、還表現(xiàn)出了優(yōu)異的力學(xué)和減震性能，通過對(duì)對(duì)工藝的控制可以實(shí)現(xiàn)10%～50%孔隙率的超細(xì)晶多孔鐵合金的制備，當(dāng)孔隙率在50%左右時(shí)，壓縮強(qiáng)度依然可以達(dá)到600 MPa以上，比目前市場(chǎng)上銷售的高致密普通粉末冶金制品的強(qiáng)度高200 MPa左右。在軸承、齒輪、減震墊板、能量吸收裝置等關(guān)鍵零部件上有很好的應(yīng)用前景，潛在的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)空間非常巨大。部分研究成果得到了世界著名粉末冶金專家Randall M. German教授的高度評(píng)價(jià)。

小試階段/nZrB2-SiC陶瓷材料具有耐高溫、抗氧化燒蝕、抗沖刷、室溫及高溫力學(xué)性能良好等優(yōu)異性能，是超高溫應(yīng)用領(lǐng)域最具潛力的候選材料，有望用于高超聲速長(zhǎng)時(shí)飛行、大氣層再入、跨大氣層飛行、火箭推進(jìn)系統(tǒng)及熔煉電極、熔煉坩堝等極端熱化學(xué)環(huán)境中。現(xiàn)有的硼化鋯-碳化鋯超細(xì)復(fù)合粉體的制備技術(shù)存在以下不足：成本高、反應(yīng)溫度高、過程不易控制、工藝過程復(fù)雜、產(chǎn)率低、合成粉體的純度較低、粉體顆粒粒徑分布不均勻和粉體顆粒容易團(tuán)聚等，極大地限制了硼化鋯-碳化鋯超細(xì)復(fù)合粉體的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的

燃料電池作為高節(jié)能性，環(huán)境負(fù)荷小的能源技術(shù)受到注目。燃料 電池的氫氣源現(xiàn)在主要利用天然氣，甲醇，DME，輕質(zhì)餾分，汽油和 煤油等進(jìn)行水蒸氣重整開發(fā)。其中，煤油具有價(jià)格便宜，攜帶便利，常溫下穩(wěn)定性高，供給系統(tǒng)完善等優(yōu)點(diǎn)。可以廣泛應(yīng)用于家庭，汽車， 野外或者是災(zāi)害時(shí)，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池 的燃料油中的硫磺含有量必須從現(xiàn)在的數(shù)十 ppm 減少到 1ppm 以下。 為了達(dá)到這種嚴(yán)格的超深度脫硫，在現(xiàn)在既存的石油加工廠通過加氫 精制脫硫的話，需要十分巨大的設(shè)備投資，實(shí)際上對(duì)于燃料電池用燃 料油的脫硫處于無法對(duì)應(yīng)狀態(tài)。另外利用化學(xué)吸附的吸附型硫磺脫除 器正在開發(fā)中，但是吸附選擇性低，使用了無法再生的高價(jià)吸附劑， 處理能力也比較低。 項(xiàng)目特色 本技術(shù)采用和現(xiàn)在的研究完全不同的想法，利用常壓低溫下的氧 化反應(yīng)，將煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化劑氧化，并通過常壓常 溫下的選擇吸附除去硫的氧化物砜，是一種新的低價(jià)脫硫法。無論在 國(guó)內(nèi)國(guó)外，像本技術(shù)一樣利用固定床流通式反應(yīng)裝置除去燃料油中的 硫磺化合物的研究很少有報(bào)告。這個(gè)超深度脫硫技術(shù)的反應(yīng)條件非常 溫和，應(yīng)用于燃料電池的燃料油重整器，可以很容易使燃料電池小型 化，輕量化。和傳統(tǒng)的高溫高壓下的加氫脫硫方法相比，本技術(shù)是在 溫和條件下的高效率脫硫法。和非氧化吸附式脫硫技術(shù)相比，脫硫效 率高數(shù)十倍，對(duì)于硫氧化物的選擇吸附性高，吸附劑可以再生，吸附 劑的使用量減少，可以降低成本。本項(xiàng)目的目的是將這個(gè)新的低價(jià)脫 硫法應(yīng)用于燃料電池的重整系統(tǒng)，制造出氫氣提供給燃料電池。 項(xiàng)目應(yīng)用前景 1. 利用氧化吸附脫硫法開發(fā)煤油的超深度脫硫器 圖 1 是氧化吸附脫硫法的原理及煤油超深度脫硫器的概念圖。煤 油中的難脫硫化合物 DBT 在催化劑及氧化劑存在下，在常壓低溫下 很容易氧化，生成硫氧化物，然后通過常溫常壓下的吸附被除去。反應(yīng)容器里放入煤油及氧化劑，通過自然滴落在常壓下送進(jìn)填充了催化 劑的固定床流通式氧化反應(yīng)器，然后，常溫常壓下通過吸附器進(jìn)行吸 附，除掉氧化后的硫磺化合物。現(xiàn)在的研究結(jié)果是通過氧化吸附脫硫 法可以將煤油中的硫磺含量減少到 0.5ppm。 2．超深度脫硫煤油的重整反應(yīng) 圖 2 是利用 Ru 系催化劑對(duì)含不同濃度硫的煤油進(jìn)行水蒸氣重 整反應(yīng)的結(jié)果。其反應(yīng)是煤油和水生成 CO2 和 H2。從結(jié)果來看，不 含硫的煤油 750 度的重整反應(yīng)活性達(dá)到 100%，氫氣收率達(dá)到了 80%， 而含硫磺煤油的催化反應(yīng)表現(xiàn)出催化劑失活現(xiàn)象。 3．項(xiàng)目計(jì)劃 a.建立一套連續(xù)的氧化吸附脫硫裝置，改變催化劑，氧化條件及 吸附劑，將煤油中的硫磺含量減少到 0.1ppm。 b. 試做一套小型化脫硫裝置，進(jìn)行 1000，2000，10000 小時(shí)長(zhǎng)期 試運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)催化劑，吸附劑的壽命，再生的可能性，裝置的長(zhǎng)期 穩(wěn)定性進(jìn)行考察。 c.建立一套煤油的水蒸氣重整反應(yīng)裝置，利用超深度脫硫煤油進(jìn) 行水蒸氣重整，開發(fā)高活性，長(zhǎng)壽命的重整催化劑。 d.將超深度脫硫器與重整反應(yīng)系統(tǒng)組合成試驗(yàn)用別體型重整器， 利用煤油制造氫氣提供給燃料電池。 e.所需的儀器設(shè)備 硫磺化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器（Sulfur Chemiluminescence Detector）， 氫 火 焰 離 子 檢 測(cè) 器 氣 相 色 譜 （ Gas Chromatography-Flame Ionization Detector）， 熱導(dǎo)池檢測(cè)器氣相色譜（ Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector）等

本發(fā)明公開了一種基于CMA?ES優(yōu)化算法設(shè)計(jì)聲學(xué)超材料單元的方法，該方法將CMA?ES優(yōu)化算法和有限元分析方法集合，CMA?ES優(yōu)化算法可以對(duì)0?1排布的陣列進(jìn)行優(yōu)化，每一個(gè)尺寸維度的0?1陣列，都對(duì)應(yīng)一種聲學(xué)超材料單元結(jié)構(gòu)，其中，0和1分別代表由空氣或光敏樹脂構(gòu)成的聲學(xué)單元結(jié)構(gòu)的子單元；在優(yōu)化過程中，每一個(gè)聲學(xué)超材料單元結(jié)構(gòu)的等效折射率和阻抗值可以通過有限元分析方法分析提取，作為CMA?ES優(yōu)化算法中適應(yīng)度函數(shù)的變量；通過對(duì)適應(yīng)度函數(shù)的值進(jìn)行優(yōu)化，最終可以得到最優(yōu)的、滿足設(shè)計(jì)要求的聲學(xué)超材料單元結(jié)

HCRG一XA超導(dǎo)熱管余格回收器是德煤、油、氣鍋爐（密爐）余熱回收的專用設(shè)備，安裝在鍋爐（密爐）煙口或煙通中，將煙氣余熱回收后加熱空氣，熱風(fēng)可用作鍋爐（密爐）助憾和干燥物料。其結(jié)構(gòu)如下翻所示；四周管箱，中間后板將上下兩側(cè)通道期開，熱管為全翅片管，可單極熱管更換，工作時(shí)，高溫湘氣流經(jīng)回收器下部沖期熱管，此時(shí)熱管吸熱，端氣放熱溫度下降，熱管將吸收的熱量傳至上部，將流經(jīng)熱管上部的冷空何加熱，此時(shí)熱管放熱，空氣吸熱溫度上升。

以咔唑?yàn)橹行模谄?，7，9號(hào)為分別進(jìn)行芳基化，制備了新型的二維、三維的螺旋槳狀芳香性兩親物， 并通過折疊芳香性平面的組裝制備了空心球。與傳統(tǒng)的基于一維芳香性分子的超分子多孔材料相比，二、三維π-共軛組裝體在水溶液中提供了疏水性碳環(huán)境，可以吸附回收水中的有機(jī)污染物。研究結(jié)果表明，制備的介孔球?qū)τ袡C(jī)污染物—乙炔雌二醇（Eo）和雙酚A（BPA）的回收率分別為92％和90％。值得注意的是，介孔球可以識(shí)別鹽的濃度。隨著鹽的加入，折疊的芳香性分子被觀察到逐漸變得平坦，誘導(dǎo)強(qiáng)的π-π相互作用，使多孔球體融化并相連一起形成實(shí)心的纖維。這種多孔向無孔材料的轉(zhuǎn)變引發(fā)被吸附的污染物從多孔結(jié)構(gòu)中自發(fā)釋放，而隨后的透析使超分子多孔結(jié)構(gòu)恢復(fù)吸附容量。