本文采用详细表面反应机理对微通道中正丁烷的催化燃烧特性进行了数值模拟计算。重点研究了燃烧器壁面厚度、导热系数与对流换热系数对壁面温度分布及热量损失的影响。研究结果表明：适当增加燃烧器壁面厚度有利于热量水平方向传递，减小壁面温差；导热系数会极大地影响壁面热均匀性，对流换热系数是影响热量损失的关键因素。导热系数增大，有利于预热来流混合气，降低反应难度；同时，竖直方向的热量传递增加了反应器的散热量，不利于燃烧稳定。

为研究不同油茶壳配比对油茶壳与油页岩混样燃烧的影响，利用热重分析技术对不同配比混样进行了燃烧实验和分析。研究发现，随着油茶壳配比的增大，混样前期失重速率提高，燃烧剧烈，燃烧后期的质量残留愈少。对不同配比混合物燃烧特性参数进行了确定，发现随着油茶壳配比增大，综合燃烧指数随之提高，油茶壳单样的综合燃烧指数最高，为1.5556×10−6min−2℃−3。采用Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法对不同配比混合物进行了动力学计算，得到油茶壳平均活化能均低于油页岩，平均表观活化能与油茶壳的比例并不存在一定的线性关系。利用傅里叶变换红外光谱仪对油茶壳和油页岩的燃烧进行了气体产物或官能团红外分析，发现主要燃烧气体产物CO、CO2吸收峰随油茶壳含量的增加而显著增强，并且吸收峰曲线向低温侧偏移，证实了混合油茶壳对于提高油页岩燃烧性能的促进作用；油茶壳比例达到50％后整体SO2的吸收峰均比较小，有利于污染物气体排放的控制。

新疆准东地区煤炭资源丰富，但锅炉燃用准东煤极易发生受热面积灰结渣等问题，严重制约了新疆地区煤炭资源的大规模利用。本文通过高温管式炉电加热实验系统，研究了4种硅铝矿物添加剂（Al2O3、SiO2、高岭土、硅藻土）对准东煤O2/CO2燃烧成灰特性及Na/Ca/Fe元素迁移转化的影响。实验结果表明：准东煤中的钠元素主要以水溶性Na存在，钙元素主要以乙酸溶性和盐酸溶性两种形式存在，而铁元素主要以盐酸溶性和不溶性Fe存在。加入添加剂之后，灰中水溶性Na含量显著减少，不溶性Na含量增加，硅铝矿物添加剂会导致灰中水溶性Na向不溶性Na迁移转化。加入添加剂之后，准东煤燃烧后灰样中乙酸溶性钙有减小趋势，硅藻土对不同赋存形态Fe之间转换的影响效果最为明显。燃烧温度的升高有利于各种金属矿物元素的释放，各金属元素释放量随着燃烧温度的变化程度与其各自的赋存形态密切相关。

针对采用涡轮膨胀机的低温亚临界有机朗肯循环（Organic Rankine cycle，ORC）系统，以R245fa为循环工质，基于EES（Engineering Equation Solver）软件建立了数学模型。在给定的冷热源参数条件下，以单位净发电量所需的总传热面积和循环热效率为目标函数，采用共轭方向法对ORC系统进行多目标优化，并在此基础上研究了冷热源参数变化对综合目标函数的影响规律。结果表明：存在最优的换热器夹点温差和涡轮膨胀机转速使ORC系统的综合目标函数最小；当换热器夹点温差和涡轮膨胀机转速恒定为优化值时，ORC系统的综合目标函数随着热水进口温度的升高而降低，随着冷却水温度、热水和冷却水进出口温差的升高而逐渐升高。

采用原位模板牺牲法、溶胶凝胶法和限域共沉淀法三种不同方法分别制备了不同形貌的富锂锰基材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2（LLO）纳米颗粒。电化学测试和分析显示，使用原位模板牺牲法制备的LLO样品具有更好的比容量、循环稳定性和倍率性能，原因是：（1）制备出具有空心结构的微米球，每个空心球中的空腔能够为Li+储存提供更多的位点，有利于提高材料的比容量；（2）空心结构的微米球具有更大的比表面积和较短的锂离子扩散路径的优点，有效提高了材料的倍率性能；（3）空心结构中的孔隙能减小体积效应对材料的影响，从而保证了结构的稳定性，提高电极材料的循环性能。

为了解南海神狐海底含甲烷水合物沉积地层的工程地质和力学性质，使用钻取自当地的多孔沉积细砂，在可燃冰三轴原位力学测试平台上开展了当地环境下的含甲烷水合物沉积物试样的生成及随后的初步原位三轴力学测试。设计2℃和5℃两个环境，设计围压为9 MPa ~ 15 MPa，水合物含量为50%，测试结果表明试样轴向应力、轴差应力、弹性模量随围压变化表现基本相同，在12 MPa以前均随围压增大，在12 MPa ~ 14 MPa间达到其峰值后下降；而应力–应变峰值不同，2℃时试样峰值强度展先降低然后再升高，而5℃时则为先升高然后再降低，相较而言在2℃时试样的变化比较平缓而在5℃时变化较大；同时2℃时试样的轴向应力、轴差应力和弹性模量比在5℃时更大，在2℃时和在15 MPa围压时该试样的应力/应变变化也比分别在5℃时和在10 MPa下大些，说明在高围压和低温度时含甲烷水合物沉积物力学强度更大。高压低温环境下含水合物沉积地层更可能展现出弹塑性力学特征。

本文介绍了一种创新设计的太阳能–热泵联合茶叶烘焙装置。结构优化的槽式聚光型太阳能集热器采用双循环热水作为传热媒介。热泵机组采用某新型高温热泵工质，可获得高达85℃ ~ 90℃的输出热风。该装置可实现太阳能单独干燥、热泵单独干燥和太阳能–热泵联合干燥等三种工作模式。使用该装置分别进行了三种工作模式下的高温烘焙茶叶的实验研究。结果发现，在干燥量相同的前提下，太阳能单独干燥模式最省电，热泵单独干燥和太阳能–热泵联合干燥耗电量几乎相同，太阳能单独干燥比另外两种干燥模式省电50%以上。

热电转化技术是一种直接将热能转化为电能的有效方法，具有系统设备使用寿命长、无噪音、绿色环保等优点，多应用于航天、航空及民用工业等领域的余热回收。本文介绍了热电转化技术及系统在不同应用领域中的研究进展，主要描述了国内外热电转化系统性能的研究现状，对热电转化系统的转换效率、复合发电系统的可靠性进行分析，并提出存在问题的解决思路；同时指出随着高性能热电材料、焊料及先进焊接工艺的研究开发，热电转化系统的可靠性将得到提高，应用将得到推广。

本文从燃烧过程及燃烧后污染物排放两个方面对生物质成型燃料产品的质量进行风险分析。样品取自广州市燃用生物质量前40名企业的共41个代表性生物质成型燃料品牌产品，并对其进行单体成型密度、抗碎强度、破碎率、低位发热量、全硫、氮、氯等7个指标的检测。风险分析表明生物质燃料中的全硫、氮、氯是影响生物质锅炉过热器腐蚀及污染物排放浓度的重要因素。经检测发现2/3的样品含氮量超过标准限定值0.5%，同时出现含硫、氯量超标现象。对此提出了生物质成型燃料产品质量重点监测指标的建议。

双馈风力发电机是目前的主流风力发电机，采用有功、无功解耦控制，其有功出力不受系统频率影响，无法参与系统频率的调节。风电渗透率提高带来的电网频率调节问题日益突出，风电并网标准对风电场参与系统频率调节也提出新的要求。为使风电机组表现出常规发电机组的频率调节特性，本文提出一种基于储能系统的发电机组，采用虚拟同步发电机控制策略，对风电场参与系统调频进行了研究。仿真结果表明：风电场采用虚拟同步发电机策略的储能系统能够有效支撑系统的频率，使风电场表现出常规发电机组的调频特性，改善了含有风力发电的电力系统动态频率特性。

跨季节储热技术可以有效解决太阳热能在时间、空间上的供需不匹配，是提高太阳能利用率、建筑节能效益的关键技术，在近些年受到了社会的广泛重视。太阳能跨季节储热技术主要包括显热储热、潜热储热和热化学储热三种技术，其中显热储热技术已经实现大规模应用，潜热储热技术和热化学储热技术尚处于实验室研究阶段。文章总结了该领域国内外的研究现状，综合分析了三种储热技术的优缺点和注意事项，并指出了跨季节储热技术的研究方向和未来的发展趋势。

太阳能光电/光热建筑一体化（BIPV/T）综合利用系统中的空气隔热层可以提高系统光热效率，但支撑边框会在板芯上形成阴影，该阴影会影响BIPV/T的综合性能。本文建立了二维的辐照场模型、传热模型和电学模型，探索边框阴影分布规律及其对BIPV/T光电光热性能的影响。研究结果表明：以北京地区为例，系统的边框阴影显著且全年呈规律性分布；全年来看，边框阴影对系统的光热性能影响较小，日平均光热效率增/损的最大值为0.49%；阴影对系统的光电性能影响显著，日平均光电效率损失的最大值为13.19%；由阴影引起的月平均发电量损失介于0.1% ~ 13.2%之间。

采用溶胶–凝胶及超临界CO2干燥合成了TiO2气凝胶，采用非平衡态氮气直流等离子体表面改性技术对气凝胶处理得到掺氮TiO2气凝胶（N-TiO2）。通过BET、UV-Vis、XRD、SEM、XPS等技术对样品的微观形貌、晶体结构及含氮量进行分析表征。结果表明，TiO2气凝胶具有远高于P25（DEGUSSA公司生产的商用二氧化钛）的孔隙率和比表面积。而在等离子体表面改性掺N之后，TiO2气凝胶依然能保持较高的孔隙率和比表面积。在甲醇作为牺牲剂的水溶液中分别对P25、纯TiO2气凝胶和N-TiO2气凝胶的光催化性能进行测试。结果表明，纯TiO2气凝胶与P25的催化效率基本一致，在高压汞灯作为光源的情况下最高产氢速率可达0.6 µmol/min。而通过等离子体表面改性掺N的N-TiO2气凝胶产氢速率是P25的1.5倍，达到0.9 µmol/min。

本文分别采用单温模型和双温模型，对氢气和空气预混气体在多孔介质微燃烧器中的燃烧特性进行了数值模拟。讨论了两种模型计算结果的差异，并重点研究了单温模型的适用条件。结果表明：与双温模型相比，单温模型计算的火焰温度偏低，火焰位置更靠近上游；在多孔介质导热系数较小或孔隙率较大时，单温模型和双温模型得到的火焰温度和火焰位置差异较小。

恒容条件下，实验研究了甲烷水合物在膨润土中的生成规律，考察了不同水浴温度（3℃、5℃、7℃和9℃）和不同初始压力（9 MPa、12 MPa和15 MPa）对甲烷水合物生成规律的影响。研究表明：水合物在膨润土中生成的诱导时间很短，生成速度快，初始压力为12 MPa、水浴温度为3℃时，诱导时间最短为16.5 min；当系统温度降低到设置温度时，水合物基本停止生成，水合物的生成受到传质过程控制；水合物停止生成后，最终压力均明显高于纯水体系甲烷水合物相平衡压力。水的最终转化率介于55.73%和61.93%之间，水的最终转化率随着水浴温度降低而增大，但是增大的幅度并不显著。

通过添加SiO2改性的石墨烯，制备了一种石蜡质量含量为30%的改性石墨烯–石蜡复合相变乳液。研究了改性石墨烯对该乳液的导热性能、相变潜热和相变循环稳定等性能的影响。结果表明：复合相变乳液的导热系数随着添加改性石墨烯比例的增加而增大，当添加量为0.15%时，导热系数增大了约20%；添加改性石墨烯对该乳液的相变温度和相变潜热影响不大；该复合相变乳液具有较好的循环稳定性。

基于均匀颗粒填充床模型，采用体心立方体模型构建了石墨泡沫材料流域的微观模型，并利用COMSOL软件数值得到了硝酸熔盐在其内流动的速度和压力分布。进而研究了其压力梯度与流速之间的关系，并分析了孔隙率及孔径等参数对石墨泡沫内流体压降的影响。研究结果表明，孔隙率ε和孔径是影响多孔石墨泡沫渗流性能的主要因素，孔隙率越大，渗透能力越强。

随着海洋资源开发的深入，波浪能转换逐渐成为新能源工作的研究热点。本文对中国南海永暑礁附近海域的波浪能资源进行调查，结合鹰式波浪能装置的发电效率，对波浪能的发电量进行估算。同时以日均满负荷工作小时数为考核指标，将波浪能与太阳能、风能的发电情况进行对比，证实在偏远海域开发利用波浪能的可行性。同时验证了漂浮式多能互补发电平台能量供给的可行性，为深海资源开发，尤其是解决偏远海岛驻军、居民的用电困难提供新技术。

太阳能分布式冷热电联供是可再生能源和分布式能源的重要发展方向，储能技术是解决其中并网稳定性和供需不平衡的关键。本文介绍了储能技术发展状况，并针对太阳能分布式冷热电联供系统，从系统结构和运行控制两方面出发，分析了储能系统在各子系统中的应用及作用；探讨了运行模式和控制策略的特点和差异性，为太阳能分布式冷热电联供的推广以及储能技术的应用提供参考。

本文针对影响光伏电池出力的温度和辐照度两个重要因素，提出了一种实用的光伏组件输出功率的预测模型。该模型从实际环境变化出发，根据太阳能光伏电池的短路电流Isc、开路电压Uoc、最大功率点电压Ump、最大功率点电流Imp以及温度系数，求解光伏电池的4个待定参数，确定硅太阳电池的电流方程，得到光伏电池的输出功率。同时，本文还进行了实验研究，对实验数据和模型预测得到的光伏电池输出功率的数据进行对比分析，结果表明，预测模型具有良好的的适应性和应答性。

利用ORNL热泵设计模型对制冷和制热两种模式下空调系统的制冷剂最佳充注量进行了一系列计算及分析，探究了换热器面积和制冷剂充注量对空调系统性能的影响。结果表明，在制冷和制热两种工况下，大换热器面积系统的最佳充注量均比小换热器面积系统的有所增加；同一系统中，制冷和制热两种模式下的最佳充注量不相等；当冷暖空调室内侧换热面积大于室外侧时，制冷与制热两种模式间最佳充注量的差异缩小。

氨吸附式制冷系统具有制冷量大、传质快等优点，是一种优良的吸附式制冷系统。氨吸附式制冷系统可利用船舶余热、太阳能以及工业过程余热等热量提供冷量，具有节能环保作用。本文从氨吸附式制冷系统吸附工质对、热力循环以及用途等方面开展探讨。

为了满足污水处理厂白天用电量，在污水处理厂内构建了分布式光伏发电系统，通过建立数学模型，计算其装机容量。由于光照强度和环境温度随时变化，本文划分春夏秋冬四个典型日进行光伏出力计算，进而得出全天各时段单个光伏电池的发电量，一天中发电量较大的时段集中在10:00–14:00，将该时段的光伏发电量与污水处理厂对应时段的用电量相比，计算出所需光伏电池个数。通过对不同光伏电池个数情况下春夏秋冬四个典型日的自用率相比较发现，当电池数量分别为5175个、4912个、4891个时，自用率在90% ~ 94%之间，此时光伏发电量基本满足春季、夏季10:00–14:00全部用电量以及秋冬季大部分用电量，从而确定污水处理厂分布式光伏最佳装机容量为1272 ~ 1346 kWp。

本文分别以普通铝箔（AF）和涂碳铝箔（CCAF）作为正极集流体，制作成9 Ah软包石墨/磷酸铁锂电池（C/LiFePO4），并采用多种测试手段研究和对比了各电池的电化学性能。研究结果显示，采用涂碳铝箔可增大活性物质与集流体间的接触面积，提高电导率，有效降低电池极化。CCAF电池的电化学性能优于AF电池，具体表现为：交流内阻（ACR）降低了7.30 mΩ，相同荷电状态（SOC）下的直流内阻（DCR）降低了9 ~ 12 mΩ，放电平台电压提高了40 mV，瞬间电压反弹速率（dV/dt）降低了0.94 V/h，−20℃的1 C放电效率提高了2.4%，5 C放电容量与 1 C放电容量的比率提高了10.6%，5 C放电温升降低了15.2℃，5 C循环500周容量保持率提高了7.06%。

以某12 MW生物质锅炉炉膛出口四级过热器为研究对象，建立了考虑惯性、布朗力和热泳力作用下灰颗粒的沉积模型，同时耦合碱金属盐蒸气的凝结效应以及颗粒反弹、粘附机制。基于数学模型考察了管排截距与灰中KCl含量对过热器管束壁面颗粒沉积质量的影响。结果表明，灰颗粒中碱金属盐KCl含量由15%增至25%后，各排管壁灰颗粒沉积质量显著增加，首排单管迎风面沉积质量由4.82 × 10−7 kg/m2增大为4.03 × 10−6 kg/m2。当管束的纵向节距由1.5D增大至2.5D时，各排管壁迎风面与背风面颗粒沉积质量显著增加。首排管束下游壁面形成不规则初始沉积形貌，其主要源于含尘气流进入下游管排，烟气冲刷位置、涡生成与脱落位置发生变化所导致。

采用甲酸、乙酸及甲酸和乙酸的混合酸三种有机酸溶液对桉木进行预处理，考察有机酸预处理对其解构组分热解特性的影响。采用元素分析、红外光谱分析、热重–质谱联用等手段对预处理之后的固体残渣（富纤维组分）与未经处理桉木进行比较分析。采用热裂解器连接气质联用仪对预处理得到的富纤维素组分与木质素组分进行快速热裂解实验分析。实验结果表明：对桉木进行有机酸预处理，能有效地将纤维素、半纤维素、木质素分离，得到富纤维组分、高纯木质素和木糖。对富纤维素组分和木质素进行快速热解，左旋葡聚糖和苯酚类化合物的产率及选择性显著提高，其中乙酸与甲酸的混合酸预处理效果最好。

传统Trombe墙功能单一，为拓展Trombe墙功能，本文提出一种新型零能耗室内空气净化型Trombe墙系统，结合了太阳能供暖技术和太阳能驱动热催化氧化技术，能同时实现采暖和空气净化。催化剂MnOx-CeO2在太阳能全光谱波段展现出优异的光热转换能力。以甲醛气体为模型污染物，搭建了空气净化型Trombe墙系统性能检测平台，进行了全天性的实验，探究了空气净化型Trombe墙系统的空气集热性能和甲醛降解性能。实验结果表明：以合肥地区为例，空气净化型Trombe墙系统具有优异的空气集热性能和空气净化性能。在全天平均辐照强度为380 W/m2的条件下，空气瞬时集热效率基本在0.1 ~ 0.4之间，甲醛瞬时转化率基本在0.3 ~ 0.6之间；系统的全天空气集热效率为0.21，系统产生的总干净空气量为284 m3/(m2?d)，有较好的应用前景。

本文在带有太阳能模拟器的焓差实验室中研究了环温、辐照及压缩机频率对太阳能/空气能直膨变频翅片热泵热水器结霜及性能的影响。结果表明，水温较低时，热泵结霜程度随水温升高而加重，当水温升到一定值后，结霜随水温升高而减轻，直至完全消失。系统瞬时COP随水温升高而减小。当环温升高和辐照增强时，系统结霜程度减轻，COP增大。当压缩机频率降低时，系统结霜程度减轻，平均COP增大。

由木糖脱水生成的糠醛会严重抑制微生物的生长与后续发酵过程。高温液态水和稀酸处理等是去除生物质中半纤维素较好的方法，却不可避免地会导致大量糠醛产生。本文简述糠醛的产生和降解途径及糠醛对微生物危害的研究进展，对糠醛耐受过程中涉及到的细胞形态分析与氧化胁迫、蛋白响应、基因响应和氧化还原平衡等进行了概述。

有机液体储氢材料是理想的储氢介质。本文建立了以有机液体储氢材料为基础的氢储能系统的能效分析模型，并以乙基咔唑和二苄基甲苯两种有机液体储氢载体为算例，逐步计算了制氢、储氢和燃料电池等过程的能耗。研究结果表明，乙基咔唑能效优于二苄基甲苯，其储氢效率为84.17%、系统能效为47.58%。本研究所开发的框架可衡量基于有机液体储氢载体的氢储能系统的能效，并可用于筛选有机液体储氢载体。

简要介绍了目前国内城市生活垃圾的产生现状及其主要的处理方法。概述了典型可燃固体废弃物的热解气化实验进展和基于Aspen Plus平台模拟的研究现状以及热解气化技术的应用情况。分析总结了热解温度和加热速率对热解产物分布及其产量的影响，以及空气燃料比和气化温度对气化过程的影响。基于Aspen Plus平台的热解气化模型能够很好地模拟实际热解气化过程，具有较好的可靠性和实用性。指出可燃固废热解气化实验今后的研究重点及Aspen Plus平台模拟研究的着重考虑因素。

本文研究一种适用于夏热冬暖地区建筑围护结构的相变材料，该材料为棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯按一定比例混合而成，通过DSC检测相变温度及相变潜热，分析棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯不同比例时相变材料的性能。棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯质量比为4∶1时，相变材料的熔融温度为22.4℃、熔化潜热为188.7 J/g，该相变材料综合性能最佳，相变温度符合夏热冬暖地区建筑围护结构使用要求。将该相变材料与建筑材料结合制得相变墙体材料，能调控室内温度，从而降低空调能耗，在建筑节能领域具有可观的应用前景。

城市生活垃圾含水率高、成分复杂、尺寸不均、处理成本高，在焚烧过程中易生成二噁英等污染物，造成二次污染，这些问题制约了其转化利用。本文简述传统垃圾预处理方式的局限性，详细介绍了烘焙预处理在生物质处理中的研究进展。经烘焙后，生物质的理化性质得到明显改善。我国城市生活垃圾可燃组分中含有大量的生物质废料，将烘焙应用到城市生活垃圾预处理技术中，可改善城市生活垃圾的理化特性，提高其热转化效率，减少二次污染，为城市生活垃圾高效清洁化利用提供了一条新途径。

采用XRD和FT-IR研究了褐煤近临界水和低温条件下氧化液化剩余固体残留物结构的变化特性。结果表明，褐煤在近临界水条件下快速有效地发生了降解，生成了部分水溶性物质；其固体残留物中芳香层的堆砌度和延展度下降，芳香结构聚合程度大幅降低；氨基、芳香醚、亚甲基和酚羟基含量明显降低；烷基醚最稳定，基本没有反应；羧基完全消失，羟基结构中OH•••OH含量最多，比羧基稳定。

煤半焦可作为催化剂、锅炉或气化炉燃料、吸附剂等。在煤炭分级转化利用技术中，原煤在热解气气氛下进行热解，相较惰性气氛，热解气气氛会对热解半焦的催化、气化和吸附特性产生影响。本文选取河南烟煤、山西无烟煤和内蒙古褐煤，研究以Ar、H2、CO、CO2和CH4作为热解气氛对热解半焦催化、气化和吸附特性的影响。结果表明，在CH4-CO2重整反应中，CO2热解气氛下制得半焦的催化活性最好。在半焦-CO2和半焦-H2O气化反应中，烟煤在Ar、H2、CO、CO2气氛下制取的半焦的气化活性要优于在CH4气氛下制取的半焦；而无烟煤与褐煤在Ar、CO、CO2、CH4气氛下制取的半焦的气化活性要优于在H2气氛下制取的半焦。在SO2吸附实验中，Ar、H2、CO、CO2气氛下制取的半焦的吸附能力要强于CH4热解气氛下制得的半焦。

剑阁县清江湖地热水属于封闭还原条件的三叠系雷口坡组灰质白云岩和嘉陵江组灰质白云岩、灰岩深层岩溶水，上下为三叠系须家河组和铜街子组厚层泥岩、页岩相对隔水层，热储层具有良好的盖层条件。西北侧补给区接受大气降水补给后，经过海相沉积的含岩盐地层，在长距离、深循环过程中发生强烈的水–岩相互作用，析出大量岩石中的有用组分。同时，在正常地温梯度增温作用下，地下水向下深循环过程中逐渐加热，形成了含偏硼酸、偏硅酸的锶、氟、硫化氢理疗热矿水。本研究对于大尺度、大范围开发同类型地热资源具有重要的理论价值和现实指导意义。