提出一种新型的能源桩换热管型式,即深层埋管式能源桩。利用Comsol Multiphysics建立三维方法模拟桩体-土体传热,一维方法模拟管内水动态传热传质的数值模型,考虑了土体温度随深度的变化,模拟出口水温随时间的变化规律并计算换热量,比较深层埋管式与传统的1-U型、1-W型能源桩的换热量,分析了桩径、桩体导热系数、桩体密度、桩体比热容等不同参数对新型深层埋管式能源桩换热量的影响。模拟结果表明：以运行50 h为例,深层埋管式的总体换热量比1-U型、1-W型分别高122%、54%;而对于单位管长换热量,深层埋管式比1-U型、1-W型分别高9%、50%,桩径从0.5 m增加到1 m,换热量增加14.3%;桩体导热系数从1.2 W/(m∙K) 增大至2.5 W/(m∙K),换热量增加9.6%;桩体密度从1 800 kg/m³增大到2 600 kg/m³,换热量增大0.8%;桩体比热容从637 J/(kg∙K) 增大到1 037 J/(kg∙K),换热量增大1.1%。因此深层埋管式的热性能优于传统1-U型和1-W型,在满足能源桩力学性能的前提下,为了提高深层埋管式能源桩换热性能,可以适当增大桩径。对于桩体材料的选择,应该选择导热系数较高的材料。密度和比热容对换热量的提升影响不大。

异山梨醇可由资源丰富的纤维素直接转化制得,是一种重要的精细化学品,对未来化石能源产品的替代具有重要意义。本文从纤维素转化制备异山梨醇的反应路径、工艺方法、催化剂体系及催化性能影响因素几个方面进行综述,简述纤维素制异山梨醇工艺方法中多步反应与一步反应工艺的区别,论述反应所用二元催化剂及双功能催化剂的特性,分析催化剂酸量、金属粒径及孔道结构对反应性能的影响。概括纤维素催化转化制异山梨醇已取得的进展以及目前仍存在的一些问题,在此基础上对纤维素转化制异山梨醇反应催化剂的孔道结构、金属活性位、酸活性位设计及纤维素原料等进行展望,以期为后续研究提供参考。

提出一种基于水冷压缩式制冷循环的CO₂水合物海水淡化方法,并进行了CO₂水合物海水淡化实验,实验选取4种不同的初始海水盐度（10‰、20‰、30‰、40‰）,控制其温度为20℃,在4种不同的充注压力（3.6 MPa、3.8 MPa、4.0 MPa、4.2 MPa）下进行实验,考察了初始海水盐度和充注压力对海水淡化效果的影响。结果表明,充注压力越高,初始海水盐度越低,水合反应预冷时间越短。在充注压力为4.2 MPa、初始海水盐度为10‰时,预冷时间最短（15.01 min）,淡化水产量最高（3 172.34 g）,淡化速率最快（211.35 g/min）,淡化水盐度最低（4.49‰）,盐去除率为5.11‰。在充注压力为4.2 MPa、初始海水盐度为30‰时,淡化水产量为2 868.66 g,淡化速率为165.63 g/min,淡化水盐度为6.49‰,盐去除率最高,为8.37‰。充注压力越高,初始海水盐度越低,则淡化水能耗越低。

天然气水合物是清洁、高效、储量巨大的未来最具潜力资源之一,而储层的渗透率是影响水合物资源开采时产气效率的重要参数。目前,国内外对天然气水合物储层的渗透率进行了大量的研究并取得一定进展,本文从数值模拟、储层现场探井、实验研究等方面全面回溯,分析总结了孔隙度、饱和度、应力应变情况等对储层渗透率的影响,讨论目前储层渗透率研究存在人工合成水合物沉积物与自然储层存在差异,不同多孔介质形成的水合物沉积物应力敏感性不同,多相渗流研究不够充分,储层渗透率改造研究不足等问题,对未来的研究方向提出了展望。

热交换器是工业中传热传质的重要设备,广泛应用于各个领域,但热交换器表面易结垢的问题严重影响了其运行效率。表面防垢涂层技术是解决热交换器表面结垢的一个重要研究方向。本文简要介绍表面涂层材料表面特性（表面能、接触角、粗糙度、耐腐蚀性）对基体表面结垢行为的影响,为揭示不同材料表面结垢行为差异提供依据;同时,对防垢涂层材料的类型及研究现状进行总结分析,为热交换器表面防垢涂层材料研究提供理论支持。

海洋浮标是开展海上观测活动的有力工具。波浪能发电可在原位为浮标持续提供电力,大幅降低更换电池和维护成本。发展波浪能原位供电浮标对解决海上大功率观测仪器长周期运行意义重大。本文对浮标进行了分类,分析了波浪能供电浮标的应用现状,总结了波浪能供电浮标的发展趋势和应用前景。

基于流态冰的冰源热泵可以利用近冰点淡水或海水相变潜热作为热源,具有采暖能效高、适用性广的特点。为研究新型冰源热泵在采暖期的能效及经济性,选取我国典型供暖区域的5个城市作为研究对象,结合近5年采暖期各城市的气象参数,分别模拟计算空气源热泵、冰源热泵、地源热泵的系统能效。通过计算各热泵机组的初投资及采暖期运行费用,确定了不同类型热泵系统的静态投资回收期。结果表明,本文提出的新型冰源热泵在采暖期的系统能效较高,为2.8 ~ 3.2。相较于空气源热泵和地源热泵,哈尔滨地区冰源热泵系统的初投资及运行费用最低,不存在静态投资回收期。在北京、郑州、武汉、南京地区的静态投资回收期分别为3.0年、5.1年、2.3年、2.6年。基于流态冰的冰源热泵在冬季供暖方面有很好的应用前景。

喷雾的应用领域非常广泛,在汽车、航空航天、军事装备等动力装置的燃烧室中,液体雾化能够明显增大液体与气体接触的表面积,使随之发生的燃烧、传质传热过程大为加强。因此,雾化机理的研究对于实际喷雾和燃烧系统的设计和改进是十分重要的。喷射射流的一级碎裂是当今国际流体与燃烧学界研究的热点和难点,对其进行不稳定性研究异常繁复,每进展一步都是难能可贵的,至今尚未完善。本文将系统研究液体喷射的多级表面波、气液交界面的瑞利波和泰勒波、表面波的时间、空间和时空模式、扰动的维数、线性和非线性不稳定性理论等喷雾理论中的深层次问题。

天然气水合物作为一种储量巨大的清洁能源,其开采价值已引起越来越多的关注。当前天然气水合物开采技术仍不足以商业化应用,还需进一步的实验研究进行理论支撑。二氧化碳置换开采天然气水合物被认为是能同时实现天然气水合物开采与二氧化碳减排、封存的双赢技术,近年来得到了较广泛的研究。置换过程中,混合天然气水合物的热力学和结构性质是预测含水合物沉积物中的热流和水合物解离所需的热量以及评估水合物储层的CO₂储存能力的关键因素。本综述在调研国内外天然气水合物开采技术研究现状的基础上,围绕CO₂置换开采天然气水合物的热力学特性、微观机理与置换效率等,总结了各研究取得的成果,针对置换研究中存在的问题进行了分析,认为当前置换法开采天然气水合物最关键难点在于提高置换效率,而解决该问题的根本在于从热力学和动力学角度弄清楚置换反应的微观机理及控制性因素,明确置换机理,从而在未来的研究有的放矢。

基于长期能源替代规划系统（LEAP）模型,结合情景分析法,模拟广州交通领域未来的能耗及CO、HC、NO_x、PM_2.5、SO₂等主要空气污染物排放趋势,分析广州交通领域的节能及空气污染物排放控制策略。结果表明：综合情景下,到2035年,广州交通领域将较基准情景节能23.06%,CO、HC、NO_x、PM_2.5、SO₂分别减排30.05%、28.31%、27.86%、23.77%、16.33%;各子情景中,能源结构优化情景的节能减排贡献最大;从运输类型来看,公路货运、私人交通、公路客运、水路货运和航空客运的节能减排贡献较大;要实现城市交通能耗及污染物排放控制,需要大力发展公共交通,促进铁路和水路运输的发展,以部分分流私人交通、公路和航空运输的交通需求增长,同时提高能源清洁化率和能效水平。

模块化小型堆（SMR）是一种颠覆性的核能应用技术,具有小、快、灵的优势,是解决区域能源与经济协调发展的途径之一。我国每年用于集中供热消耗大量的化石能源,由此产生了很多气候问题。采用SMR作为集中供热热源,对化石能源进行替代,可减少集中供热过程中CO₂的排放,缓解化石能源供应压力。本文通过分析我国集中供热能耗的发展趋势,结合SMR发展潜力,运用情景分析法,通过六种不同情景的对比,对SMR用于集中供热的减排潜力及其成本进行了讨论,分析了SMR用于集中供热的可行性。SMR用于集中供热的全面推广需要解决制度、经济和社会层面的问题。

厌氧发酵是有机废弃物和高浓度有机废水处理的重要技术手段,缺乏必需的微量元素会显著降低厌氧微生物的代谢活性,进而影响工艺的处理效果。如何维持厌氧系统微量元素的平衡和有效供给是重要的研究课题。关于Fe、Co和Ni在厌氧系统的作用已有大量的文献报道,而对于Se、W、Mo、Cu和Zn等非常规微量元素的作用还缺少总结和分析。产甲烷菌中有常见的代谢关键酶,另外有6种特有的辅酶,这些酶可以受到金属离子的刺激作用。通过查阅大量文献,对非常规微量元素促进厌氧微生物酶代谢活性的作用机理进行分析,汇总了11种产甲烷菌的重要金属酶。总结了针对不同底物的中温和高温发酵工艺,添加微量元素促进发酵效率的结果。为调节微量元素提高厌氧发酵效率的研究提供参考。

烟气中的高灰分、高黏度、高腐蚀性成分不可避免地造成换热器烟气侧换热面积灰结垢的问题,如何有效解决这些问题一直是烟气换热器研究的焦点之一。三维变形管内的螺旋流增强了管内流体的湍动程度从而实现强化传热,基于其内部灰尘受气流携带而处于湍动便不易沉积的特点,本文通过数值模拟的方法探讨了三维变形管几何参数、粒径、气体流速对灰尘颗粒沉积率的影响。结果表明,在给定的粒径范围内,烟气流速和三维变形管的几何参数对灰分沉积率有重大影响。随着螺距和烟气流速的增大,灰尘颗粒沉积率降低,然而灰尘颗粒沉积率随着长短轴比和平均粒径的增大而增加。

生物质热解过程中会生成一系列高附加值化合物,其中1-羟基-3,6-二氧二环[3.2.1]辛-2-酮（LAC）是主要来源于纤维素的一种重要的脱水糖化合物,在有机合成等领域具有广阔的应用前景。然而,在常规热解过程中,LAC产率极低。通过选择合适的原料、催化剂和热解条件,能够有效促进LAC的生成。基于此,本文对LAC的基本特性、热解生成机理以及选择性制备技术等研究现状进行综述,并对未来生物质选择性热解制备LAC技术需要攻克的关键问题进行了展望。

为分析垃圾热值与地理区域、季节、年份等的关系,选取国内有代表性的46座城市生活垃圾焚烧发电厂为研究对象,在收集和整理大量运营数据后,计算得到入炉生活垃圾的热值。研究结果表明:南方地区垃圾热值普遍高于北方,东南沿海经济发达地区的城市生活垃圾热值最高,其中广东、江苏和浙江入炉垃圾热值均在7 400 kJ/kg以上;四季分明的城市,春季和冬季城市生活垃圾热值明显低于夏季和秋季,不同季节入炉垃圾的热值最大相差8% ~ 22%;各城市生活垃圾热值逐年增长。

超长重力热管是近年来被提出的用于干热岩地热能开采的一种新技术。该技术方案通过工质的沸腾-冷凝相变来进行热量传输从而在地面获得地下数千米深的热量,突破了常规热管的热力输运距离。表面活性剂能降低液体的表面张力,从而改变液体工质的沸腾特性,能在一定程度上提升常规热管的热力性能,但在超长重力热管中的作用仍有待研究。本文在自行搭建的超长重力热管实验系统（L = 40 m,D = 7 mm）中,以不同浓度的十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液为工质,研究了表面活性剂的加入对超长重力热管采热性能的影响。实验发现SDS的加入降低了热管的最佳注液量。纯水工质的最佳注液率为30%（注液高度为6 m）,随SDS浓度升高,最佳注液率降低至10%（注液高度为2 m）。实验还发现,SDS的影响在不同注液量条件下有很大区别:注液量较低（2 m）时,加入SDS后热管性能改善,随着SDS溶液浓度的升高,热管的采热性能提高;注液量较高（6 m）时,加入SDS后热管性能下降,随着SDS溶液浓度的增大,采热性能下降。分析热管测温点温度波动发现,加入SDS对不同注液高度工况的影响机制并不相同。注液量较低时,SDS的加入使得热管整体壁温下降,这可能和常规热管中一样,是由于沸腾相变更加剧烈,壁面润湿性提升,从而提高了热管的采热性能。但在注液量较高时,加入SDS后,温度波动幅度减小且沿高度迅速衰减,这可能是由于工质表面张力的降低,沸腾时气泡聚并减弱,热管工作时产生的间歇沸腾减弱或消失,导致超长重力热管的采热性能下降。因为间歇沸腾在一定程度上有利于降低热管注液段与外界环境的温差,减少散热。

随着温室效应加剧,CO₂减排行动已迫在眉睫。水合物法分离CO₂工艺作为一种发展前景广阔的新型CO₂分离技术,为CO₂减排提供了一种解决思路。水合物法分离CO₂工艺相比于化学吸收、物理吸附、深冷分离和膜分离等技术具有分离效率高、过程简单无副产物、条件温和的优势,为减缓CO₂排放增加对环境造成的影响提供了一个中短期解决方案,以此为前提将允许人类继续使用化石燃料直至可再生能源技术广泛应用。本文综合分析了国内外的相关文献,介绍了水合物法分离CO₂工艺的基本原理,并比较了水合物法分离CO₂不同工艺的优劣之处,为进一步优化水合物法分离CO₂工艺提供指导。

采用TOUGH+HYDRATE数值模拟工具,探讨降压开采方案下天然气水合物藏（无下伏游离气水层）开采的地质参数。以单次单因子敏感性分析方法为基础,在统一变化幅度范围内研究某一储层参数（温度、压力、孔隙度、渗透率、水合物饱和度、地层厚度）的变化在60天短期与5年长期开采中对水合物开采结果的定性影响关系,并以变量敏感度为依据,定量计算储层地质参数对水合物开采评价指标的敏感度值。结果发现,在整个开采周期内,储层温度与分解气体量及产气量之间有较强的相关性;当水合物储层压力增大时,水合物分解气体体积随之减小,而在60天开采中,储层压力增大使得产气量增大,在5年开采中,储层压力的变化对产气量基本无影响,另外,储层压力与产水量之间呈线性增加的关系;水合物总分解气体量、总产气量与孔隙度之间呈负相关关系,但对产气量的变化影响相对较小;渗透率对水合物开采有明显的影响;水合物前期分解气体体积与产水量随水合物饱和度的增大而减小;在60天开采中,水合物厚度越大反而不利于水合物分解,但5年开采中,地层厚度增大,水合物分解量增大。另外,通过对地质参数敏感度计算发现,无论是以哪一开采指标作为水合物开采潜力的评价标准,水合物地层温度、地层压力以及绝对渗透率是三个至关重要的地质参数。

焚烧是垃圾处理的主要方式,垃圾堆放贮存过程中产生的渗滤液具有高化学需氧量、高悬浮性固体和高盐分等特点,处理难度大,成本较高。厌氧消化是渗滤液处理的重要工艺,文中汇总了5种主流的厌氧工艺在垃圾焚烧厂渗滤液处理中的研究进展,分析了上流式厌氧污泥床（UASB）、膨胀颗粒污泥床（EGSB）和厌氧膜生物反应器（AnMBR）等工艺在处理垃圾渗滤液中的技术特点,探究了这些工艺的各种影响因素。针对碳酸钙沉淀导致管道堵塞,硫酸盐抑制微生物活性导致沼气产量下降,悬浮物浓度过高导致污泥流失等问题进行了分析。在文献分析的基础上,提出了厌氧工艺在垃圾焚烧厂渗滤液处理中的发展趋势,为工艺研究和技术开发提供新思路。

针对目前刺参养殖的水温调控系统能耗大及适用性差等问题,提出基于冰源热泵的高效清洁供热及结合跨季节蓄冷实现全年冷热管理的技术思路,采用冰源热泵系统和跨季节蓄冷型冰源热泵系统对养殖水体温度进行调控,建立模型定量对比分析系统的运行能效及技术经济性。结果表明:（1）冰源热泵系统供热和供冷时的性能系数分别为3.33和3.39,全年一次能源利用率为1.05,比燃煤锅炉+冷水机组系统高出34.6%;费用年值最低,投资回收期为3 ~ 5年,具有良好的经济效益和应用前景。（2）跨季节蓄冷型冰源热泵系统全年一次能源利用率为1.46,比冰源热泵系统高39.1%,全年运行费用最低;跨季节蓄冷技术的应用有效提升了系统能效,大幅减少供冷运行费用,具有较大发展潜力。

石墨负极材料因具有比容量高、价格低廉以及环境友好等特性在锂电池领域得到广泛的应用。但材料在循环过程中也显露出缺陷,如在循环过程中体积不断变化导致微裂纹、石墨化度降低、接触损失、SEI膜变化、金属锂析出、不均匀性等缺点导致其在锂电池的循环中容量衰减。本文对负极材料循环过程中容量衰减有关机理进行总结,并提出各种衰减机理的简要解决方法。

随着我国发展海洋强国战略目标的确定,建设海洋能实验场对提高我国海洋能开发技术有着关键性的作用。以潮流能、波浪能实验场的建设发展为例,本文着重介绍了国外海洋能实验场发展现状和运行情况,并对其发展进行总结分析。同时对国内海洋能实验场的建设进展进行概述,从选址、匹配等方面探讨了我国新建成的海洋能实验场的功能特点,根据国际先进海上实验场的建设经验对我国发展海洋能实验场所面临的难点提出发展建议。

钙钛矿材料可通过溶液法制备,但也易受溶剂氛围影响,导致膜的质量和可重复性降低。开发空气中高质量钙钛矿膜的制备工艺,可以大幅降低成本和提升钙钛矿材料的应用价值。深入研究空气中水汽对中间相和成膜过程的影响,有助于指导空气中的制备工艺参数。有水存在时,PbI₂-DMSO中间相上的DMSO更容易脱去,导致由配位更多DMSO的中间相向配位更少DMSO的中间相转变;同时,有水存在时更容易生成大尺寸的MA₂Pb₃I₈?2DMSO中间相,不利于形成致密的钙钛矿膜。本文主要简述在空气中分别采用“预成核”法和“气-液-固”法制备高质量钙钛矿薄膜,用于钙钛矿太阳能电池和窄带光电探测器。

锑基硫属化合物是一类性质稳定、环境友好、元素含量丰富、带隙连续可调、光电性质优异的半导体材料,包括硒化锑（Sb₂Se₃）、硫化锑（Sb₂S₃）以及硒硫化锑[Sb₂(S,Se)₃]等。其中,Sb₂(S,Se)₃的带隙和太阳光谱的匹配度较高,比较适合作为太阳电池的光吸收层材料。以Sb₂(S,Se)₃为光吸收层的太阳电池取得了10% 的认证能量转换效率,显示了锑基硫属化合物太阳电池的巨大潜力。本文详细阐述了锑基硫属化合物的材料及光电特性、薄膜制备工艺及缺陷特性。结合近年来锑基硫属化合物太阳电池的研究进展,提出进一步提高锑基硫属化合物太阳电池性能的方向和策略。

为研究沥滤预处理对玉米残余物（玉米秸秆和玉米芯）结构、反应性能和动力学的影响,通过热重分析仪考察了生物质的反应特性,包括热解反应和气化反应,并对生物质的理化结构进行分析,包括晶格度、主要官能团和碳晶结构。结果表明,在N₂和CO₂气氛中,生物质热解反应特性类似,主要由其组成和反应温度决定。沥滤可除去生物质中的部分无机物和有机物,比如半纤维、果胶等。沥滤生物质热解的稳定性增强,而生物质焦的气化活性降低。最后,分段分析了CO₂气氛中生物质的热解和气化活化能的变化。

低共熔溶剂（DES）已被证明是传统有机溶剂以及离子液体的良好替代溶剂,具有低熔点、低挥发性、合成简单、易回收、成本低等特点。本文介绍了DES的生物毒性和生物降解性,综述了DES在生物催化和微生物转化方面的研究进展,简单讨论了DES在酶促反应中的作用机理,为新型DES的设计提供参考,并对DES在生物转化方面的工作做出了展望。

选取杂交狼尾草和牛粪为原料,研究有机负荷和原料配比对混合原料发酵系统内微生物群落组成的影响。研究结果表明,属水平上系统内优势细菌有梭菌属（Clostridum）、普雷沃菌属（Prevotella）、互养棍状菌属（Syntrophorhabdus）、假单胞菌属（Pseudomonas）和噬蛋白质菌属（Proteiniphilum）等;优势产甲烷古菌有甲烷丝菌属（Methanothrix）和甲烷蝇菌属（Methanolinea）等。当系统有机负荷低于4.5 g VS/(L∙d) （GC31）或5.0 g VS/(L∙d)（GC11）时,贡献系统内丙酸和丁酸累积的梭菌属等细菌菌属平均相对丰度为0.53%,而参与丙酸/丁酸转化细菌菌属的平均相对丰度为1.27%,有助于丙酸和丁酸转化;同时,假单胞菌属和噬蛋白质菌属等贡献系统氨氮积累的菌属丰度较低,此时甲烷丝菌属是优势产甲烷菌属,乙酸型产甲烷途径是主要的转化途径。随着有机负荷升至5.0 g VS/(L∙d) 或5.5 g VS/(L∙d) 时,贡献丙酸和丁酸累积的细菌菌属的相对丰度升高了240%,而参与丙酸/丁酸转化细菌菌属丰度降低了90%,导致系统内丙酸和丁酸浓度增加;此时与系统中氨氮浓度升高有关的假单胞菌属和噬蛋白质菌属丰度增加了210%;同时乙酸营养型产甲烷菌属丰度降低,与系统中乙酸浓度增加有关。由此可见,原料配比和有机负荷可影响系统内微生物群落组成结构,进而影响系统产气性能。

我国南海具有丰富的天然气水合物资源,水合物远景资源量约650亿t油当量。“天然气水合物含油气系统”研究是一项十分重要的基础性工作,其中气源是天然气水合物含油气系统最基础的要素之一。已有的研究表明南海北部天然气水合物的气源主要为生物气、混源气（生物气和热成因气）,但是混合类型、混合比例尚不明确。本文在气源岩分析基础上,以该南海北部典型生物气和热成因气为端元气,明确了气体混合类型为异源岩混合,并定量计算混合气中端元气的比例,结果显示热成因气贡献比例最高可达68%。研究结果可以为水合物资源量计算提供参考。

天然气水合物储层的渗透率是影响水合物开采时气、水运移的关键,也是水合物开采潜力评价、资源评价、开采工艺选择等需要了解的关键参数。目前,国内外学者对天然气水合物储层的渗透率进行了一定的研究并有了初步认识。但是,对于围压、轴向压力、水合物饱和度、赋存模式等对水合物沉积物渗透率的影响机制和机理还不清楚。本文在自主设计的水合物储层三轴渗透率测试平台上,实验研究了粒径、围压、轴向压力、水合物饱和度等对沉积物渗透率的影响。结果表明,采用不同围压测得的水合物沉积物渗透率存在较大差异：多孔介质粒径的减小会降低沉积物渗透率;甲烷水合物沉积物渗透率随着饱和度升高呈指数型下降;轴向压力的升高会降低甲烷水合物沉积物渗透率,沉积物水合物饱和度越高,轴向压力对沉积物渗透率的影响越小;轴压加载条件下甲烷水合物沉积物相对渗透率随饱和度变化与Masuda沉积物渗透下降模型拟合良好。

低压微电网在孤岛并联运行时,往往存在功率耦合以及线路阻抗差异等问题,传统的虚拟同步发电机控制很难实现无功功率的精确分配且环流抑制能力较差。为了解决上述问题,本文首先设计了虚拟阻抗使系统等效输出阻抗呈感性,实现了有功和无功的解耦。其次,提出一种改进无功-电压环控制策略,在无功-电压环中引入公共耦合点电压反馈和积分环节,减小公共耦合点电压波动并提高了无功分配精度。考虑到引入虚拟阻抗虽能有效抑制环流,却造成输出电压幅值降落的问题,通过在无功电压环中增加虚拟阻抗压降补偿项,以抬高无功-电压环输出电压幅值,抵消引入阻抗所产生的电压降落。仿真实验结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。

提高单体电芯能量密度是锂离子电池重要的发展方向。提高锂离子电芯能量密度的主要途径包括开发高比容量和高放电电压平台正极材料、高比容量负极材料、高适用性电解液、选择合适的电芯类型、开发具有高黏结性的黏结剂及优良的导电剂等。另外也可通过适当地改善正负极配方来提高活性材料的有效占比以达到提高电芯能量密度的目的。本文概括总结了高能量密度锂离子电芯正负极材料的研究方向,电解液的研究思路,以及导电剂、黏结剂、结构和工艺路线的选择。

应急救援的能源保障与当地环境和应用场景密切相关,新能源技术的就地取材、高效转化和原位供能等特点将为应急科技装备和相关人员的能源保障提供新的选择。本文以典型应用场景为技术案例,结合华南地区的新能源资源条件和应急救援场景的能源需求,分别对近岸岛屿、南海海洋、偏远山区和无人飞行器等场景进行分析,探讨新能源技术在应急保障领域的解决方案和应用潜力,以期为新能源应急科技装备的发展提供借鉴。

椭圆形换热管作为一种强化换热元件,在抗积灰性能方面具有一定优势。本文基于ANSYS FLUENT软件平台建立了一套模拟程序,针对椭圆形换热单管的积灰特性展开了数值模拟研究。重点研究了换热管的椭圆度、烟气流速以及飞灰颗粒粒径对飞灰沉积特性的影响。研究表明,当换热管的椭圆度在1 ~ 2之间变化时,5 ~ 100 μm粒径的颗粒沉积率最小值大体分布在1.2 ~ 1.6之间;烟气流速在1.14 ~ 9 m/s变化时,粒径30 μm以上颗粒的撞击率增大,但黏附率下降,最终沉积率呈下降趋势;随着颗粒直径的增大,颗粒的撞击率增大,但其黏附率下降,而其沉积率先增大后降低,烟气流速在3 ~ 9 m/s变化时,颗粒沉积率的峰值出现在粒径为20 ~ 30 μm之间。

通过胺基与双键官能团的迈克尔加成反应将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸锂（AMPSLi）接枝到聚乙烯亚胺（PEI）链上,对PEI进行功能化改性制备磺酸型单离子导体PEI-AMPSLi,再与聚丙烯腈（PAN）通过静电纺丝制备纳米纤维膜。纳米纤维膜吸收电解液后得到单离子导体聚合物电解质,经热交联处理的聚合物电解质具有10.69 MPa的拉伸强度,其室温离子电导率为2.91 mS/cm,锂离子迁移数为0.89,电化学窗口为5.45（vs. Li/Li⁺）。在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂/石墨全电池中用作聚合物电解质时,0.5 C倍率电流循环时初始放电容量为171 mA∙h/g,200次循环后容量保持率为77.6%。

声学技术可用于非侵入式地测量木质颗粒的温度。为建立堆积生物质的声学测温模型,有必要对堆积生物质的声学特性进行研究。木质颗粒被视作刚性框架多孔介质,选择Johnson-Champoux-Allard（JCA）模型和Pàde近似模型作为木质颗粒的声学模型,利用阻抗管法测量木质颗粒（厚度100 mm）在频率范围为200 ~ 1 500 Hz的声波垂直入射时的声表面特性阻抗和吸声系数,使用Nelder-Mead算法和遗传算法对声表面特性阻抗和吸声系数的代价函数进行优化计算,确定模型中的物理参数。基于所建立的声学模型计算木质颗粒在不同频率和不同温度下的声速。结果表明,声波在木质颗粒之间的孔隙中的传播存在频散现象,室温23℃时,木质颗粒中的声速处于200 ~ 220 m/s范围内,此后随温度的增加,速度的变化梯度只有空气中声速随温度变化的一半,与已有研究的实验结果保持一致,验证了使用多孔介质声学理论建立堆积生物质测温模型的可行性。

新农村建设以“美丽乡村”的理念实行。我国领土广阔,大部分为山区丘陵,人口密度存在巨大差异,山区乡村人口居住较为分散、道路交通不便,各地区发展不均衡。乡村垃圾无害化处理问题急需合理解决,但偏远山区乡村无法满足建设垃圾发电厂的最低垃圾量。针对乡村垃圾处理存在的问题,设计融合了多项专利技术的分散式垃圾热解气化处理工艺,并以该工艺建设工程示范。工程示范整套设备运行稳定,烟气排放量远小于国家标准GB18485-2014的规定,其中NO_x ≤ 17 mg/Nm³、CO ≤ 10 mg/Nm³、SO₂ ≤ 6 mg/Nm³、HCL ≤ 3 mg/Nm³。结果表明,该工程示范实现了乡村垃圾无害化处置,有效保障了乡村居民的身心健康和生态安全。

氨具有氢密度高、生产成本低、基础设施完善等优点,作为一种潜在的可再生替代燃料受到了广泛的关注。目前,仅有少数研究关注氨气燃烧喷嘴的研究,针对氨气稳定燃烧喷嘴的研究尤其不足。为实现氨燃料的稳定燃烧和低污染物排放,本研究提出了一种氨用多孔介质燃烧器。对氨用多孔介质燃烧器建立了二维数值模型,并对预混氨/空气在多孔介质燃烧器中的燃烧性能进行了评价,考察了不同进口速度u₀、当量比Φ和多孔介质导热系数对氨/空气火焰特性和NO排放的影响。结果表明,多孔介质燃烧器能在u₀ = 3 ~ 7 m/s和Φ = 0.9 ~ 1.2条件下稳定燃烧;随着多孔介质导热系数的增大,火焰最高温度下降且火焰位置向上游移动;减小进口速度和增大当量比能够显著降低NO的排放。

针对新徽派民居中存在的建筑能耗大、热舒适性差及室内空气品质低等问题,探索在保持建筑典型特点的前提下,将太阳能光伏光热建筑一体化（BIPV/T）新技术和新方法在新徽派民居中综合运用。文章主要基于作者团队最新的研究,探讨了兼顾“黛瓦”的光伏瓦技术、兼顾“粉壁”的集热-除甲醛多效墙体技术、兼顾“马头墙”的通风-除菌杀毒多效太阳能烟囱技术、兼顾“青砖”的光伏装饰技术、兼顾“门楼”的平板型PV/T技术、兼顾“花格窗”的碲化镉光伏通风窗技术在新徽派民居中应用的可行性。通过一典型案例设计,基于Energyplus软件对其全年发电量、热水、室温、房间冷热负荷及通风性能进行模拟研究。结果表明,BIPV/T技术可以在发电的同时降低空调负荷、改善室内环境,节能效果显著。

CLLC谐振变换器因其可实现软开关、功率密度高、调压范围大等优点受到广泛关注,但其传统的控制方法存在开关频率变化大、软开关实现范围窄的不足,导致CLLC变换器效率和功率密度的进一步提高受限。针对上述问题,提出一种CLLC变换器的新型调频-扩展移相控制方法,将控制分为两段并给出了分段的边界条件,通过移相控制缩短了开关频率变化范围,通过增加原边和副边桥的移相角增大了软开关范围。基于基波模型分析了变换器的增益模型和软开关临界条件,并基于MATLAB进行多种控制方法下的对比试验,验证了所提控制方法的正确性和有效性。