ISSN 2095-560X
CN 44-1698/TK
CONDEN XJIIA8
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化石资源日益减少和使用化石资源带来的气候与环境问题促使人们将目光转向可再生的生物质资源。由生物质资源制备高附加值的化学品已成为国内外的研究热点。通过催化氢解将纤维素转化为多元醇化学品是一种可行的手段。本文总结了由纤维素氢解制备多元醇的最新研究进展，重点介绍了纤维素转化为山梨醇/甘露醇、异山梨醇和小分子多元醇（丙二醇和乙二醇）的催化剂体系以及可能的转化途径。最后分析了该领域存在的问题和今后的研究趋势。
采用管式实验炉研究了不同形态硫化物对城市生活垃圾中Cd、Cu、Cr、Pb、Ni、Zn六种元素在热过程中的迁移特性的影响，使用原子吸收光谱仪和扫描电子显微镜等仪器对重金属浓度、灰渣表面形貌等进行了分析。结果表明，在热过程中，无机硫相对于有机硫能更有效地将重金属固定在底渣中。含硫化合物的存在可以减少Cd、Cu、Pb在热过程中的挥发；其中无机硫可以减少Cr、Ni的挥发，而有机硫则会增大Cr、Ni的挥发。但在还原性气氛中，含硫化合物的存在会增大重金属的挥发。
电池热管理系统的优化设计可以维持动力电池的高效性能，进而促进电动汽车产业的发展。本文采用CFD方法研究有通风孔的情况下，风冷式锂离子电池组在放电过程中的散热性能。研究结果发现，在电池组外壳增设通风孔可以明显提高整个电池组的冷却效果。风孔开设在主出风口的相反方向时，电池组的温升和温差最小。当风孔的面积与出口面积相等时，电池组的冷却效果最佳；继续增大风孔对电池组的冷却效果影响较小。最后探讨了空气进口温度和电池间冷却通道的变化对电池组散热效果的影响。采用在电池组外壳上开设多个通风孔的办法有助于电池热管理系统的冷却优化设计。
近年来，有机金属卤化物钙钛矿太阳电池因制备条件温和、光吸收强、能耗低、光电转化效率高等优点成为备受瞩目的研究热点。本文采用一步法制备钙钛矿材料甲胺碘化铅（CH3NH3PbI3），并以廉价的聚（3-己基噻吩） （P3HT）为空穴传输材料在大气环境下制备钙钛矿敏化太阳电池。其中，通过调控TiO2浆料与松油醇、乙基纤维素的配比，分别制备具有250 nm、600 nm和1 000 nm三种不同厚度的TiO2纳米颗粒多孔薄膜光阳极，并系统考察钙钛矿前驱体溶液旋涂量对敏化电极结构形貌及光吸收性能的影响。太阳电池光电特性测试结果表明：当TiO2多孔层厚度为600 nm、钙钛矿前驱体溶液的旋涂量为40 μl时，CH3NH3PbI3能够较为完全地覆盖在多孔TiO2的表面，且钙钛矿材料的晶粒尺寸合适，TiO2孔道结构未被堵塞，有利于空穴导体的填充以及空穴的转移与传输，优化后的太阳电池光电转化效率达到5.17%。
基于近年来国内外冻土区和海域天然气水合物勘探成果，从稳定条件、气源、气体运移、有利储层这几个方面概述了水合物成藏体系的新进展。研究结果表明，地温梯度、海底表层温度、气体组分、孔隙水盐度等多种因素影响并控制了水合物的相平衡条件。全球已发现的水合物气体来源以生物成因气、生物成因−热成因混合气为主，热成因气体对水合物成藏的贡献得到了越来越多的重视。烃类气体以扩散、溶解于水和独立气泡的形式在沉积物中发生迁移，断层、底辟、气烟囱构造等为含气流体运移提供了有效的通道。归纳出六种水合物的产出特征和四种水合物的储层类型。通过对水合物成藏模式的总结对比，认为以地质构造环境差异而进行的成藏模式分类具有更好的代表性。
人工热储的孔隙率及渗透率在增强型地热系统（EGS）地下热开采过程中受温度（T）、水力（H）、应力（M）的综合影响。本文建立了EGS热开采过程THM耦合的三维计算模型，并采用局部非热平衡假设处理液岩对流换热。对一理想的五口井EGS系统采热过程进行了THM模拟计算，分析了岩石温度、孔隙压力对岩石应力场的作用机理，进一步研究了应力场对EGS采热性能的影响。结果表明，开采过程中岩石应力场为热储内孔隙压力和温差综合作用的结果，由孔隙压力造成的岩石应力为压应力，仅集中于注入井附近，由岩石温度变化引起的热应力为拉应力，随着热开采区域的扩展而扩展。液−岩温差是触发工质与岩石热交换的动因，同时也是产生热应力的根本。
为减小可再生能源输出功率波动对孤立微网电能质量的影响，本文设计了一种基于模糊控制与非线性优化的能量管理策略并应用于风/光/储/柴构建的微网系统中。以能量平衡、瞬时功率控制、锂离子电池及超级电容混合储能综合协调控制为目标，开展仿真研究，并在已有的150 kW风/光/储/柴微网实验平台上进行了验证。研究表明，在非线性优化的作用下，系统动态响应快、瞬时功率缓冲控制效果好，该策略具有实用价值。
多晶硅太阳电池所使用的多晶硅材料往往因铸造过程中温度、应力等方面控制不佳，导致晶体缺陷形成。本文通过研究“黑丝”电池片以及点状烧穿电池片这两种在电学性能上表现为严重的反向线性漏电的异常电池片，对比观察其异常所处位置的表面及其解理断面的微观结构，发现导致这两种反向漏电现象出现的本质原因是由于其所处位置的硅片结构存在位错或其他晶体缺陷。这种由于晶体缺陷导致的反向漏电现象会使电池在工作过程中局部过热，给光伏发电系统带来巨大隐患。
基于Hot Disk热常数分析系统的单面测试功能，建立了一套新的天然气水合物热物性测试系统，并实验研究了I型水合物（甲烷）、H型水合物（甲烷和甲基环己烷）的导热系数和H型水合物的热扩散率。结果显示甲烷水合物样品导热系数随温度的变化非常小，平均导热系数约为0.53 W/(m•K)。结合文献报道和实验分析发现零孔隙率甲烷水合物的导热系数大约为0.7 W/(m•K)，水合物样品在压缩过程中虽然减少了孔隙，但是却引起晶体破碎，导致导热系数与理想值差距较大。水合物的导热系数与水合物的类型及客体分子有关，大体顺序为I型 > II型 > H型 > 半笼型水合物。甲烷−甲基环己烷生成的H型水合物热扩散率为0.205 ~ 0.26 mm2/s，和其他类型的水合物相当；水合物的热扩散率大约为水的两倍，而导热系数和水相近。
采用热裂解−气质联用（Py-GC/MS）技术研究Chaetoceros sp. 硅藻粉末的催化热解特性。以HZSM-5为催化剂，考察了不同Si/Al比的HZSM-5催化剂对硅藻热解产物的影响，并考察了催化剂的使用量、热解升温速率、热解反应时间对产物的影响。结果表明：未加催化剂时，硅藻热解产物以脂肪酸为主，含量为50.05%，苯系物含量仅为0.87%；加入HZSM-5催化剂后，硅藻热解产物中脂肪酸含量减少，芳香类化合物显著增加。热解实验结果发现，Si/Al比为38、硅藻和HZSM-5比例为1∶9、热解速率10 000℃/s、热解时间为10 s时，能得到较理想的热解产品，其中苯系物产率可达57.76%，脂肪酸含量为2.63%。这说明HZSM-5（38）具有较好的脱氧和芳构化功能，有利于硅藻催化热解生成高品质的生物油产品。
生物质固体成型燃料因其碳中性、氮硫含量低、烟气污染少、便于运输等优势，在供热、供气以及发电方面可以大量替代煤炭、天然气或重油，在有效供能的同时，能够显著减少污染，实现CO2零排放，符合当前社会可持续发展的理念。尽管我国出台了一系列激励政策，但是在产业发展的过程中还存在一定问题，产业发展离国家目标还有一定差距。本文对目前国内外已出台的生物质成型燃料产业政策进行了归纳和总结，并对我国的关键产业政策，如秸秆能源化补贴政策、税收减免政策、环保措施政策、贷款优惠的执行效果做了跟踪调研，对不同政策的执行力度与成效做了评价和分析，最终给出了政策改进建议。
