木质素是自然界中唯一可直接提供芳环的可再生能源。木质素催化转化制备单酚及烃类等其他重要化学品是其高效综合利用的重要手段。本文对木质素的基本结构和主要利用方式进行论述，并对其催化热解聚和氢解过程的最新研究进展进行了详细探讨，对木质素主要化学键β-O-4键的断裂机理进行了简述。在此基础上，总结了当前解聚和氢解过程中的难题，并对未来的技术发展进行了展望。

非粮燃料乙醇是我国生物质能源发展的重点之一。本文就我国木薯、甜高粱、菊芋、葛和菊叶薯蓣等几种非粮能源作物的资源优势、非粮乙醇转化技术及其产业发展现状进行探讨，并对我国非粮作物燃料乙醇产业的可持续发展提出了建议。

费托合成反应是煤、甲烷和生物质等非油基碳资源转化制高品质液体燃料或化学品的重要途径。以生物质基合成气为原料，利用传统的Fe、Co催化剂制备生物燃料引起普遍关注。本文简要总结了近年来高性能Fe基和Co基费托合成催化剂的发展，以及近年来新型材料和核壳结构的双功能催化剂在费托合成中的应用。重点关注了生物质合成气方面的应用，比较了Fe、Co催化剂在该应用中的特点。虽然Co基催化剂较Fe基催化剂有更好的活性，但在BTL（Biomass-To-Liquid）过程中需要考虑多种因素，Fe基催化剂可能更具优势，开发廉价高性能的Fe基催化剂可能成为BTL-FT催化剂的发展方向。

本文描述了一个以上吸式生物质气化炉、生物质气燃烧器及蒸汽锅炉组成的一体化生物质能热转换系统的自适应智能控制方法。系统以PLC为工具，以锅炉出口蒸汽压力为控制参数，根据锅炉出口蒸汽压力的变化，自动调节气化炉的供料量与产气量，并随之调节燃烧器的空气供应量，最终实现随蒸汽压力的改变而自动调节锅炉供热量的目标。以生物质气化为基础的一体化供热及自适应智能控制系统已经在工业应用中得到可靠验证。

轻型直流输电（VSC-HVDC）采用电压源换流器技术，具有较强的可控性，是目前比较理想的一种风电场并网方式。本文研究了VSC-HVDC在风电场并网中的控制策略。风电场侧的换流站通过控制风电场的频率，可以让鼠笼异步风力发电机组变速运行，从而提高此类风力发电机组在低风速下的风能利用率；对于双馈风力发电机组组成的风电场，换流站控制风电场的频率为额定值，同样取得了很好的控制效果。

本文研究了线性菲涅尔反射式太阳能集热系统，基于几何光学原理计算模拟了线性菲涅尔反射镜镜场和复合抛物面的接收系统，在减少末端损失的基础上设计了系统的机械结构，制作了线性菲涅尔反射式太阳能集热系统的装置，并进行了集热性能的实验测试。测试结果表明，该系统在9倍聚焦倍率下，导热油的最高温度可达176.2℃，系统的平均瞬时热效率约为53%，很好地实现了其集热性能。

为有效利用低温地热资源，本文以有机朗肯–蒸汽压缩制冷系统为研究对象，建立了系统的热力学模型，分析比较了分别以R290、R600、R600a、R601、R601a和R1270为工质时的系统性能，并以系统整体COP和每千瓦制冷量所对应的工质流量为关键指标对工质进行了优选。分析结果表明：当地热水温度为60 ~ 90℃，冷凝温度为30 ~ 55℃，蒸发温度为 –15 ~15℃时，R601是系统的最佳工质。当地热水温度为90℃，其余参数为典型工况值时，工质R601所对应的系统性能系数COP为0.49。

基于鹰式装置实海况试验时限位梁被撞坏的案例及显式非线性有限元法，研究了限位梁的破坏机理，并改进了装置的限位方案。对鹰头吸波体与限位梁的碰撞过程进行了仿真分析，吸波体及限位梁分别采用刚体和弹塑性材料进行模拟，并考虑了吸波体及限位梁运动惯性的影响，获得了能量分布曲线、结构应力分布及变形图、撞击力?位移曲线等结果，仿真结果与限位梁实际损坏情况较吻合。调整了防撞块的材料类型和间距，分析可知，利用碰撞对吸波体进行限位容易使限位梁发生屈服失效；而通过增加蓄能器的使用容积来存储吸波体多余动能的方案可有效保护装置不被破坏。

电动汽车在节能减排上具有很大的潜力和优势，但其性能受动力电池的制约，而温度又会影响电池的安全和寿命。因此，为保证电动汽车的综合性能，需配置合理的电池热管理系统。由于液体冷却具有较好的降温效果，采用液体介质对电池进行热管理近年来逐渐引起重视。本文介绍了基于液体介质的电池热管理基本原理，综述了液体介质应用于电池热管理的研究进展，并重点介绍了新型热管在电池散热方面的应用，同时指出了目前液体介质冷却电池时存在的一些问题。

本文从废物利用和可持续发展的角度出发，成功利用磷化工副产物磷铁制备了储能锂电池正极材料LiFePO4。从原料磷铁的粒度和碳包覆量两个方面对制备的LiFePO4性能进行了探究，磷铁粒度越小，制备的LiFePO4综合性能越好。当碳包覆量为6.5wt% 时，在0.1 C、0.2 C、0.5 C、1 C、2 C和5 C的倍率下，4000目磷铁制备的样品放电容量分别为153、150、143、130、115和103 mA•h/g，和传统昂贵原料制备的对应材料性能相当，表明利用磷铁制备能源材料具有良好的发展前景。

大多数相变储能材料导热性能差是导致其不能推广应用的一个重要因素，因此，目前相变材料研究的重点是提高相变材料的等效导热系数。石墨泡沫由于其特殊的微蜂窝三维结构，使其具有良好的传热性能，在储能领域有很好的应用前景。国内外学者对利用石墨泡沫的强化相变传热进行了一些研究，本文主要介绍了近几年石墨泡沫/相变材料的国内外实验研究和数值模拟研究进展和存在的问题。

运用生命周期评价方法，以一款非插电式混合动力汽车为研究对象，从制造、使用、报废3个阶段进行了全生命周期评价，得到加权平均后的资源耗竭系数为1.0169mPR90，总环境影响负荷为28.005人当量，与传统的燃油汽车比较，可节省资源28.9%、减少污染35.16%。敏感性分析结果表明：再生材料的使用对降低混合动力汽车制造过程资源消耗与环境影响有积极作用。

碳捕集和封存（Carbon Capture and Storage, CCS）是一种新的二氧化碳减排技术，是中国未来实现温室气体深度减排的重要战略选择。但作为一项新兴的减排技术，中国的CCS政策法规体系建设尚处于起步阶段。本文系统整理分析了欧盟、英国、美国、澳大利亚等国家和地区CCS领域的法规、政策和标准，在总结发达国家CCS立法以及政策、标准建立方面成功经验的基础上，针对CCS不同环节提出了对我国相应的政策法规建议，以期为我国CCS相关政策、法规的建立提供参考。

在过去的20年中，喷雾科学与技术有了长足的发展，应用领域不断扩大。目前，喷雾学已经成为国际性的研究领域。其发展主要表现在数学模型的进展、数值计算分析的不断完善和光学测试技术的改进与开发，重要性日益显著。本文论述了利用线性稳定性理论和非线性稳定性理论对典型的圆射流、平面液膜射流和环状液膜射流碎裂过程的研究进展。

本文针对典型合成气燃烧的详细化学动力学机理进行了系统的验证和分析。通过不同反应机理对点火延迟时间和层流火焰速度的预测，研究和分析了不同反应机理的区别和模拟结果的可靠性。采用强制敏感度分析方法揭示了影响合成气点火延迟时间和层流火焰速度的重要反应，并对相关反应的动力学进行了分析讨论，为进一步构建统一可靠的燃烧反应机理奠定了基础。

有机朗肯循环是一种被认为能有效利用低温热能的技术。科研工作者在不同方面（包括工质、膨胀机、换热器的影响、系统的优化）对有机朗肯循环系统效率的影响进行了大量的研究。本文针对不同热源的工质筛选、膨胀机的特点、系统循环优化以及换热器的影响方面进行了讨论和总结，为有机朗肯循环系统的实际应用提供参考。

本文从新型工质的研发和系统效率的提高两方面综述了高温蒸汽压缩式热泵的研究现状，对于高温吸收式热泵，则从新型循环设计、系统控制与仿真、参数优化、提高换热效率等方面做了综述。文章最后介绍了国内外最新研制的两种热泵蒸汽机的运行原理和结构特点，并根据热泵蒸汽机组的运行要求，提出了今后的研究方向和要解决的主要技术问题。

为提高有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle, ORC）在中低温地热发电领域的效率，本文以R1234yf为工质，依据热力学第一定律与第二定律分析了系统单位质量热水净发电功率和系统?效率，并与目前应用广泛的R245fa工质进行了性能对比。研究结果表明，存在最佳蒸发温度和最佳冷凝温度，使得ORC发电系统单位质量热水净发电功率、?效率最大。对于热源温度为110℃ ~ 150℃的ORC发电系统，R1234yf对应的最大系统单位质量热水净发电功率和最大?效率均大于R245fa

跨临界有机朗肯?蒸气压缩制冷系统可以使工质与地热流体更好地匹配，减小系统的不可逆性。本文建立该系统的热力学模型，利用EES软件编程，分别对以R143a、R218及R125为工质的系统进行性能分析。计算结果表明，相比R218及R125，以R143a为工质的系统的性能是最佳的。为了避免膨胀机内产生湿蒸气，对于一定的膨胀机进口温度，膨胀机入口存在一个极限压力，并且存在一个最优压力使得系统的性能最佳。地热流体温度的升高可以提高系统的制冷能力，但系统的性能系数则随之先增大后减小；随着地热流体干度的增加，地热流体释放的潜热会大大增加系统的制冷量，而系统的性能系数保持不变。冷凝温度及蒸发温度对系统性能有着重要影响，其中冷凝温度的影响更为明显。以R143a为工质的跨临界有机朗肯?蒸气压缩制冷系统的最佳性能优于以R245fa为工质的亚临界有机朗肯-蒸气压缩制冷系统的最佳性能。

在光伏发电系统中，阴影的遮挡会造成光伏发电系统输出功率及发电量的降低，电源优化器的分散式板载直流电源管理技术能够在一定程度上减少这种损失。本文对顺德中山大学太阳能研究院4个装机容量均为1.01 kWp的光伏并网发电系统进行电源优化器的阴影遮挡对比实验，结果表明，光伏阵列在明显阴影遮挡情况下，安装电源优化器的系统发电量较一般系统高50.7%；在阴影遮挡的大部分时间段内，安装电源优化器系统的实时输出功率较一般系统高出50%以上，优化效果明显。本文的实例分析结果对一些不可避免阴影遮挡的光伏发电系统的设计及安装具有一定的参考价值。

为了研究降压法在不同井网布置条件下开采天然气水合物的机理，在水合物三维实验模拟平台中进行了垂直井和水平井降压开采实验，获得了两种布井方式的产气、产水、温度变化和三维温度空间分布情况。研究表明，在该实验条件下，利用水平井开采水合物的平均产气速率是垂直井的1.48倍，但水平井开采的产水量较大，垂直井开采的产水量则很小。三维温度分布图表明，开采过程中全釜的温度同步下降，水合物在反应釜内均匀分解，反应釜四周的温度比反应釜中心温度高，热量从边界向釜中心传递。

本文在范德瓦尔?普朗特理论的基础上，考虑了四丁基氯化铵（TBAC）水合物的结构特征，建立了TBAC半笼型水合物相平衡模型。模型确定了水在空水合物晶格的蒸汽压及兰格缪尔常数与TBAC浓度的关系，引用e-NRTL模型和PR气体状态方程分别计算液相组分活度系数和客体分子气相逸度。同时，本文在280.1 K ~ 293.6 K温度范围和0.337 MPa ~ 7.017 MPa压力范围内预测了TBAC质量浓度范围为4.34% ~ 34%的溶液体系下TBAC + CH₄、TBAC + CO₂半笼型水合物的相平衡条件，预测压力与实验数据的平均绝对偏差分别为3.2637% 和9.2258%。预测结果与实验数据吻合较好。

导电流体在磁场中会受到电磁力的作用而导致流体运动发生改变。本文模拟了不可压缩粘性导电流体在不同外加条件下的流动状况。模拟结果表明：（1）电磁力与外加磁场和外加电场有关，对于不同的外加磁场和外加电场，导电流体所受到的电磁力作用也不同。对于外加垂直方向均匀磁场的导电流体在两电极间的流动，外加磁场和外加电场越大，电磁力越大；在外加电场和外加磁场相同的情况下，对于不同的进口流动速度，入口速度越大，导电流体的流动受电磁力影响越小。（2）在电极附近会产生端部效应影响导电流体的流动。

本文将石蜡与膨胀石墨进行复合，并经过压制工艺做成板状膨胀石墨/石蜡（简称EG/PCM）复合材料，以解决石蜡导热性能差以及相变后变成液体流动的问题。用导热分析仪和差示扫描量热仪分别测试了EG/PCM复合材料的导热性能和潜热，并用扫描电镜表征了其微观结构。将EG/PCM复合材料应用于动力电池热管理系统，对单体电池和电池模块分别利用空气冷却和EG/PCM冷却后在1.0 C和1.5 C放电倍率下进行放电，并用温度巡检仪记录电池放电过程的温度情况，对比两种散热方式对动力电池的散热效果。

1,3-二磺酸根咪唑四氯化铝盐{[Dsim]AlCl₄}作为一种新型的磺酸根咪唑盐，同时具有布朗斯特酸和路易斯酸性质。本文合成了1,3-二磺酸根咪唑四氯化铝盐，并将其用于催化葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛（5-HMF）的反应。研究表明：反应温度、反应时间和催化剂用量对催化葡萄糖转化为5-HMF这一反应起着重要的影响，提高反应温度能够缩短反应时间，进一步延长反应时间，5-HMF的产率反而减少。在最优化的条件下（140℃，30 min），5-HMF的产率可达52.1%。此外，动力学分析揭示了{[Dsim]AlCl₄}在DMSO中催化葡萄糖转化为5-HMF的反应为二级反应，并计算出其活化能为138 kJ•mol^-1。本研究对咪唑金属盐催化转化葡萄糖制备5-HMF具有一定的指导意义。

高效利用纤维素制备燃料及化学品对人类的可持续发展具有重要的意义。通过化学转化，可以将纤维素转化为一系列的小分子有机物，作为平台化合物制取生物质基液体燃料或材料。本文综述了利用化学方法直接转化纤维素制备小分子化学品（5-羟甲基糠醛、乳酸、乙二醇、山梨醇和异山梨醇）的研究进展，并对后续研究进行了展望。

本研究以NaOH-乙醇水溶液为溶剂体系对竹木质素进行热降解，主要考察了NaOH浓度、反应温度、反应时间、乙醇用量等条件对竹木质素降解转化为酚类化合物的影响。通过GC-MS及FT-IR对降解产物进行分析检测，得出最佳反应条件为：竹木质素5 g，NaOH浓度（基于乙醇水溶液）20 g/L，乙醇10 mL，反应时间2 h，反应温度240℃。在此条件下，降解产物中总的酚类化合物的相对峰面积为73.88%，残渣率为30.67%。竹木质素的降解主要产物是酚类化合物：苯酚（17.98%）、2-甲氧基苯酚（16.49%）及1,2-苯二酚（10.03%）。与现有文献相比，本文竹木质素在碱性乙醇溶剂体系中降解能够获得较高产量的酚类化合物，有望实现竹木质素的高值化利用。