针对锂枝晶生长问题，设计了一种磷/锡复合碳纤维骨架结构，锡作为成核位点降低锂金属成核能垒，同时磷掺杂促进锂离子的快速传输，最终成功实现锂在骨架结构内部均匀沉积，抑制锂枝晶的生长。电化学性能测试结果表明，磷/锡复合碳纤维骨架结构可以有效提高库仑效率和锂离子传质动力学，具有优异的循环稳定性和倍率性能。在1 C倍率和N/P比为2.5的贫锂条件下全电池可以稳定循环250次，平均容量衰减率仅为0.14%。该结构设计思路可以为高性能锂金属负极的设计应用提供参考。

为提高热能存储与利用的效率，探究了高效接触熔化对翅片式潜热储热器储热性能的强化特性。基于修正的等效热容法构建了考虑固体传导、自然对流和固态相变材料运动的全耦合接触熔化模型，探讨了翅片式潜热储热器中传统约束熔化和接触熔化过程的熔化前沿形貌演化行为、对流传热特性和动态传热性能。此外，深入分析了换热流体的入口温度和体积流量对高效接触熔化的影响机制。研究结果表明：约束熔化和接触熔化的早期均由热传导主导，而熔化后期约束熔化和接触熔化过程中分别诱发了自然对流和混合对流传热模式。与约束熔化相比，接触熔化的熔化速率和传热均匀性均有所改善，翅片式潜热储热器中接触熔化的完全熔化时间缩短了36.7%。入口温度的升高可以增强接触熔化的性能，但增强程度逐渐减小。随着体积流量的增加，接触熔化的传热性能得到提升，但其变化程度小于入口温度的影响。此外，存在一个临界体积流量，超过该值后，接触熔化的传热性能几乎保持不变。

含水合物沉积物的声学特性受到水合物饱和度和微观赋存模式、骨架颗粒排列方式和形状等因素的影响，目前尚缺少针对骨架颗粒排列方式和颗粒形状影响规律和机理的研究。基于电−力−声多物理场耦合建模方法建立了不同骨架颗粒排列方式和不同颗粒形状条件下的含水合物沉积物有限元数值模型，探讨了不同水合物分布模式和饱和度条件下骨架颗粒排列方式和形状对沉积物声速和声衰减特性的影响规律和机理。研究结果表明：（1）水合物饱和度较低时，骨架颗粒菱形排列模型中石英砂颗粒体积占比高于立方排列模型，菱形排列模型的声速相对较高；随着水合物饱和度的升高，两类模型中水合物体积占比差异随之增大，水合物在立方排列模型中的体积占比相对较高，菱形排列模型的声速增长速率较低；（2）菱形排列模型的孔隙度小于立方排列模型，声波传播过程中能量衰减较低；（3）与圆球颗粒模型相比，椭球颗粒模型包含纵横比小且数量多的孔隙，导致椭球颗粒模型体积模量较小、声速较低；（4）椭球颗粒模型中孔隙的数量较多且尺寸较小，导致椭球颗粒模型中的波能损耗低于圆球颗粒模型。研究结果可为天然气水合物储层地震勘探和声波测井数据的解释提供理论支撑。

超高温蒸汽热泵是极具潜力的工业高温供热脱碳技术。蒸汽热泵所采用的工质日益环保，目前自然工质水和氢氟烯烃类工质成为研究焦点，其中R1336mzz-Z、R1234ze-Z、R1233zd-E最有商业化推广前景。复叠压缩、两级压缩和水蒸气再压缩是保证蒸汽热泵高温输出的主要循环形式。离心压缩机和螺杆压缩机是蒸汽热泵中应用最多和最有前景的压缩机类型。压缩机中间补气或补水技术成为降低压缩机排气温度、增强压缩机高温稳定性的有效措施。国内外蒸汽热泵机组测试结果显示，蒸汽热泵机组的制热性能系数随着温升值和输出温度的提高而降低，目前多数机组产汽温度在200 ℃以下，温升低于60 ℃，制热性能系数介于2.5 ~ 3.2之间。随着工业企业减碳技术需求大增，蒸汽热泵在我国进入快速发展的机遇期，120 ℃蒸汽热泵已成为行业主流，追求更高温度蒸汽成为未来发展目标。

在众多储能元件中，超级电容器因具有功率密度高、倍率性能优异、循环稳定性好的优点而受到广泛关注。以低成本、绿色清洁、含碳量高的生物炭作为电极材料是目前的主要研究方向。回顾了生物炭制备方法包括热解、水热和气化对生物炭作为电极原材料的适应性；分析了生物炭比表面积、孔隙结构、官能团、电导率等性质对超级电容器性能的影响；讨论了生物炭物理活化、化学活化、原子掺杂、导电聚合物与生物炭复合、金属氧化物与生物炭复合等活化改性方法对超级电容器性能的提升；比较了常见生物质类型如木质、海洋生物质、草本和水果等生物质在超级电容器中的应用性能。结果表明：以高比表面积和构建合适的介孔微孔比为生物炭改性目标，并通过掺入杂原子或导电聚合物来增加比电容是合适路径。在众多生物质中，木质生物质因孔隙发达、灰分低、纤维素含量高等优势而成为主要研究对象，可制备多级多孔结构和超高含碳量的生物炭，有望用于生产高性能超级电容器电极材料。目前，进一步明确生物炭特性和超级电容性能之间的构效关系仍是研究重点。

锂离子电池在滥用条件下存在热失控风险，易发生燃爆事故。阻断热失控传播对于锂离子电池安全应用具有重要作用。以方形高比能147 A∙h三元锂离子电池为研究对象，采用相变隔热材料、玻璃纤维气凝胶、玄武岩纤维气凝胶等不同种类的隔热材料来抑制电池组的热失控传播，探索了隔热材料的种类及厚度对热失控传播行为的影响，同时使用商用热失控预警传感器进行监测预警。结果显示，厚度为2.5 mm的相变隔热材料和玻璃纤维气凝胶均不能阻隔热失控传播，而当使用厚度分别为2.0、2.5、3.0 mm的玄武岩纤维气凝胶时，热失控传播能被有效阻止，下游电池后表面最高温度分别为134.0、185.9、102.5 ℃，且使用厚度为3.0 mm玄武岩纤维气凝胶时，热失控预警传感器成功实现预警，此时下游电池依然具备正常循环放电能力。研究结果可为锂离子电池组的安全设计以及热失控传播阻隔技术开发提供设计依据和理论指导。

全球能源危机日趋严重和气候变化挑战日益严峻，而我国正处于高速发展阶段，亟需解决能源供需矛盾以及能源消费与生态环境恶化之间的矛盾。发展和利用生物质资源既能解决温室气体排放带来的全球变暖等环境气候问题，又是解决我国能源紧缺问题的重要途径之一。作为一种优质的生物质资源，能源作物具有对固碳环境要求低、固碳量大、固碳效率高等优点。从开发、利用能源作物的重要性入手，综述了能源作物的种类、特点以及国内外研究现状，提出了对能源作物开发利用过程中培育、选地、收储运与清洁转化等方面的需求，并指出拓展能源作物的种植和利用在能源供给、乡村振兴以及促进“双碳”目标的实施等方面具有广阔的战略应用前景。展望未来，绿色金融对生物质能减排量在碳市场优先交易的支持是能源作物可持续发展的关键。

波浪能是一种绿色清洁能源，在海岛周围存在丰富的波浪能资源。近年来，随着波浪能利用技术的发展，出现了许多新类型的技术形式，部分技术也日渐成熟。波浪能技术的应用也逐渐成为行业的热点。以波浪能发电技术为出发点，总结了近年来涌现的新形式波浪能发电技术，归纳了我国波浪能发电技术在海岛上的应用。基于上述分析，从系统理论、技术成熟度、技术应用三个方面对我国波浪能技术的未来发展方向进行展望。

微发光二极管（Micro LED）显示器是由微米级半导体发光像元阵列所组成的新型显示技术，是显示技术与LED技术复合集成的综合性技术。与液晶显示器和有机发光二极管显示器相比，Micro LED具有对比度高、功耗低、寿命长、响应时间短等优点。然而，由于LED芯片尺寸缩小至20 μm以下，导致其吸收截面减小，使得传统的荧光粉颜色转换技术无法提供足够的亮度和产量，以满足高分辨率显示的需求。而量子点材料凭借其高量子产率、宽色域、颜色可调等优点，有望成为代替荧光粉的最佳材料。结合了量子点颜色转换技术的Micro LED光电器件具有高亮度、高效率和宽色域的优势，在显示领域具有广阔的应用前景。目前许多学界和产业界的研究者对全彩显示的Micro LED进行了深入研究，逐步实现了Micro LED的商业化。简要回顾了广泛应用于显示领域的量子点材料合成和优异性能的重要研究成果，然后以印刷技术、光刻技术、微流控技术、激光写入技术这四种效果突出的颜色转换层沉积工艺分类总结了基于量子点颜色转换技术Micro LED的全彩显示策略与性能优劣。最后，对基于量子点颜色转换层的Micro LED光电器件的应用前景进行了展望。

风能在可再生能源体系中扮演着重要的角色，但随着废风电叶片数量逐年增加，废风电叶片的回收利用刻不容缓。利用热解法回收风电叶片中的增强纤维具有减容减量快、资源化程度高的优点，已有的研究主要针对碳纤维为增强纤维的情况，回收玻璃纤维的研究很少。玻璃纤维的强度受处理温度的影响较大，为提高玻璃纤维强度、降低能耗，采用热解−氧化脱碳工艺回收增强玻璃纤维，针对脱碳过程中的三个关键工艺参数即脱碳温度、保温时间、升温速率进行优化，基于响应曲面法设计实验，以回收的玻璃纤维的力学强度（最大荷重）为响应值，探究三个工艺参数对最大荷重的交互影响，实现回收的纤维具有最高强度。结果表明：脱碳温度对最大荷重的影响最为显著，保温时间和升温速率对最大荷重也有一定的影响。优化后的最佳工艺参数为脱碳温度452.45 ℃、保温时间43.20 min、升温速率11.12 ℃/min。实验也证实了优化后回收的纤维强度是最高的，可达到原始强度的51.2%，且优化的工艺参数对应的过程更节能。

造纸副产物碱木质素产量高，环境威胁大，且常规热处理面临碱金属瓶颈，化学链气化是实现其资源化利用的重要途径。以NiFe₂O₄/ZrO₂为氧载体，采用固定床反应器结合多种分析方法研究了碱木质素化学链气化反应特性以及外源条件变化对合成气生成的影响。热重实验结果表明，木质素/碱木质素的分解主要发生在200 ~ 600 ℃，随着升温速率的增加，热重曲线整体向高温方向移动；微商热重曲线显示，当升温速率为20 ℃/min时，最大热解速率为0.31%/min。XRD晶型分析表明，惰性氧载体ZrO₂并未参与反应，活性氧载体的转化路径为NiFe₂O₄ →Fe_0.64Ni_0.36 → NiFe₂O₄。基于固定床碱木质素化学链气化研究表明，高温对碱木质素分解过程有促进作用，当温度为950 ℃时，碳转化率为31.45%；氧载体中晶格氧可以促进反应平衡向右移动，碱木质素与氧载体配比为1∶9时，碱木质素碳转化率最高达到45.37%。随着体系氧载体增多，CO产量先升高后降低，CO₂产量呈现递增的规律，表明过量的氧载体促进了CO向CO₂的转化。适量碱金属可以促进木质素碳转化和合成气的生成，同时抑制CO₂的产生。

随着风电装机容量逐年攀升，退役风电叶片处理迫在眉睫。开发了一套30 kg/h处理量的连续式微波热解−氧化装置，考察了碳纤维质量分数为65%的碳纤维复合板（CFRP）在不同微波放电功率及氧化温度下碳纤维的回收率，采用热重（TG）和扫描电子显微镜（SEM）对比分析了新鲜碳纤维、热解产物及氧化产物的热失重规律与表面形貌。研究结果表明：18 kW微波放电功率条件下将CFRP热解90 min并在550 ℃氧化150 min，回收碳纤维的产品收率为63.83%；N₂气氛下CFRP中环氧树脂组分的失重温度区间为300 ~ 450 ℃，空气气氛下存在366.8、435.0、561.6、870.3 ℃四个失重峰；新鲜碳纤维起始热解/氧化温度分别为650℃、600 ℃。SEM测试结果显示18 kW热解和550 ℃氧化回收得到的碳纤维表面形貌与新鲜碳纤维基本一致，表明该装置在该操作条件下能去除CFRP中的树脂，也能回收高品质碳纤维。研究结果可为退役碳纤维风电叶片回收利用工艺开发提供参考。

MXene因其卓越的电子导电性和丰富的表面官能团等优势，已被广泛用于锂金属负极材料。然而通过刻蚀法得到的MXene通常呈现手风琴状结构，不利于锂离子的均匀沉积，还会导致暴露的官能团受到限制，亲锂程度较差。共价有机框架（COFs）作为一种新兴的二维多功能材料，具有可调节的化学性质。三嗪基COFs（TCOFs）结构中高密度的氧化还原活性结构单元可以提供更多的锂亲和位点，能够弥补MXene的亲锂特性不强的缺点。采用硅烷偶联剂插层MXene解决其堆叠的问题，利用插层后的MXene表面裸露的官能团构建亲锂型TCOFs，制备出具有良好应用前景的亲锂型复合电极（TCOFs@MXene-NH₂）。经修饰后的TCOFs@MXene-NH₂负极表现出优异的电化学性能，用其组装的对称电池能在3.0 mA/cm²的高电流密度下稳定循环1 200 h以上。全电池LFP//TCOFs@MXene-NH₂在1.0 C的电流密度下表现出卓越的循环稳定性，600次循环后仍能保持132.8 mA⋅h/g的容量（84.2%的容量保持率）。这种优异的电化学性能验证了该设计在锂金属电池宿主材料中的可靠性，为开发用于高性能储能设备的薄导电网络提供了启示。

随着全球二氧化碳排放量的增加,温室气体浓度不断上升,给人类和地球生态系统带来了极大的影响。氢能源因其储量丰富、高能高效、零碳排放等特点,被视为实现碳达峰碳中和目标的关键手段,正在引发一场深刻的能源革命。介绍了氢能产业链中的关键技术环节,包括氢能制取、氢能储运、氢能加注以及氢能使用等,讨论了人工智能在氢能产业中的应用,并对未来氢能与人工智能技术的融合发展进行了探讨。

对三种IV型高压储氢气瓶内胆材料尼龙6（PA6）的氢气和氦气渗透性进行了研究，主要分析了温度对渗透行为的影响以及两种气体渗透特性的差异。在15 ~ 55 ℃的测试温度范围内，氢气的透过系数高于氦气，两种气体的透过系数都随着温度的升高而增大，但通过对渗透活化能的对比，氦气对升温的依赖性更强。通过对比相同测试条件下两种气体的透过系数，得出了两种气体的转换系数的范围区间，为氦取代氢进行实验提供了数据支持。

电力行业是粤港澳大湾区和广东省节能降碳的主战场。基于2010—2022年广东用电量消费数据，采用马尔科夫方法修正的灰色模型对省内2030年前全社会用电量进行预测，以电量平衡为约束条件开展基准情景、新能源电力发展情景、新能源电力超期发展情景下电力供应结构、电煤用量及二氧化碳排放量的比较分析。结果表明，马尔科夫方法修正后的灰色模型提高了预测精度，2025年和2030年省内用电量预计将分别为9 410亿kW⋅h和12 468亿kW⋅h。新能源电力发展情景下，2025年和2030年光伏风电等新能源发电量将分别为4 281亿kW⋅h和5 484亿kW⋅h，新能源电力超期情景下将使其发电量分别提高到5 851亿kW⋅h和7 484亿kW⋅h。与基准情景相比，新能源电力发展预计可使2025年和2030年电煤需求量分别降低0.18亿吨和0.50亿吨，煤电的二氧化碳排放量可分别降低0.49亿吨和1.34亿吨。

随着人工智能、5G通信以及云计算行业的迅速崛起，数据中心的算力需求不断增长，因而极大增加了冷却能耗。然而，传统的风冷散热技术已经无法满足数据中心日益增长的散热需求，因此拥有更高冷却效率的液冷技术在最近十年已成为芯片热管理的更优选择。探讨了目前几种主流液冷技术发展现状，包括冷板式、浸没式、喷雾式以及射流冲击式等最新液冷技术，还详细分析了其在实际应用中的优缺点以及节能效果。当前研究表明，虽然冷板式液冷技术应用广泛，但存在着流量分配不均的问题；浸没式液冷具有较大的节能潜力，但面临解决密封和可靠性等方面的挑战。与此同时，喷雾式和射流冲击式液冷技术由于可靠性问题应用较少，需要进一步优化。最后，结合目前的研究现状，展望了液冷技术的冷却性能和可靠性的改进潜力。

有功功率补偿装置解决了波能装置液压自治控制模式下发电机组在启动或停止时产生的输出功率脉动问题，但是存在其蓄能系统过充或过放问题。为了减小电池容量，维持电池随时具备大功率充放电能力，提出一种蓄能系统小容量配置方法和划分区间能量趋中管理策略。根据液压发电系统的特点及有功功率补偿装置工作原理，以平抑机组最大脉动功率为基准，最小容量为目标配备蓄能系统。对蓄能系统荷电状态和电压划分区间，确定趋中功率，实现蓄能系统荷电状态自动回调趋中，随时具备吸收和补偿能力，避免过充或过放。建立了液压发电机组并网功率脉动平抑仿真模型，仿真结果表明能量趋中管理策略可以长期保持蓄能系统工作在合理区，验证了划分区间能量趋中管理策略的合理性。

分析了我国主流低温电解水制氢技术碱性电解水（AWE）和质子交换膜电解水（PEMWE）研究现状，开展了两种技术关键指标对比分析。AWE制氢成熟度和商业化程度较高，基本不存在技术壁垒，但其对新能源的适应性不及PEMWE制氢，需通过降低能耗、提高电解效率和电流密度等不断提升性能以保持市场竞争力；PEMWE制氢处于产业化初期，是更为适合的离网制氢技术路线，设备国产化率近80%，提升核心材料性能、国产化率及寿命等是其技术创新并规模化发展之路。此外，行业内针对电解槽及其部件的测试技术与评价标准缺失，亟需同步布局和完善相关技术标准体系。通过关键指标对比发现，AWE制氢成本比PEMWE低，短期内发展空间广阔；PEMWE本身技术先进，电流密度和产氢纯度普遍高于AWE，与可再生能源发电适配性更高。整体上，PEMWE和AWE制氢均有望成为消纳可再生能源制取绿氢的重要方式。

为了防止油气开采和输送管道内天然气水合物的形成，天然气水合物抑制剂的开发，尤其是组合抑制剂，引起了人们的极大关注。考察了甘氨酸和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对甲烷水合物形成的协同抑制作用和相平衡条件的影响。利用高压反应釜实验装置进行了甲烷水合物形成实验，采用诱导时间对动力学抑制剂的抑制性能进行评价。实验结果表明，甘氨酸和PVP具有显著的动力学协同抑制作用，在PVP浓度不变的情况下，增加甘氨酸浓度，可显著延长甲烷水合物诱导时间。质量分数为5% PVP体系的平均诱导时间为2.4 h，而5% 甘氨酸 + 5% PVP和10% 甘氨酸 + 5% PVP平均诱导时间分别为5.5 h、10.5 h。通过高压低温差示扫描量热仪测量了甘氨酸与PVP组合抑制剂存在下甲烷水合物形成的相平衡点。结果显示含13% 甘氨酸 + 5% PVP体系甲烷水合物相平衡点相比纯水体系平均降低了1.59 K。利用粉末X射线衍射仪和激光共聚焦显微拉曼光谱仪对水合物结构进行表征，结果表明甘氨酸与PVP不改变甲烷水合物的结构特征。

风况变化过程的复杂性和多变性给风能质量评估带来了巨大的挑战。为解决这一问题，构建了风能指标评估和评分体系，提出了一种能全面反映风能质量的综合指数合成方法。首先，基于湍流强度、风切变、风转向和风功率密度四项指标，建立相应的评分体系。其次，通过线性插值为各指标分配分数，得到分数矩阵。再次，采用调和平均合成方法计算风能质量指数。该方法的计算结果能够全面反映风能质量，避免了现有分析的限制。最后，将风能质量指数与发电性能指数相结合进行验证。结果表明，对于同一风力发电机，风能质量指数和发电性能指数的变化趋势线的皮尔逊相关系数为0.606。对于不同风力发电机，风能质量指数的平均值和发电性能指数的平均值排序结果一致，即发电性能指数随着风能质量指数的变化而变化。因此，该方法能够有效评估风能质量。

冰浆是一种典型的固液两相流体，流经管道时会对管壁产生较大摩擦力，且清洁无污染，故被用作管道清洗的清洁介质。冰浆颗粒粒径、流速、含冰率对冰浆流动特性有较大影响，进而会影响其管道清洗能力。首先通过实验方法对熟化过程中的冰浆粒径变化进行研究，然后采用欧拉−欧拉模型对冰浆在管道内流动特性的影响因素进行模拟研究。结果表明，含冰率为40%的冰浆流动充分发展后，其底部的含冰率可达25%，可以在底部产生较好的清洗效果。此外，流动速度是影响冰浆流动剪切应力最显著的因素。根据影响因素调节冰浆的初始条件，可为实际管道清洗工作提供指导。

通过费托合成从非石油资源中获取汽油的技术是发展含碳资源高效利用的有效途径，该技术的关键是催化剂。针对目前费托催化剂存在的生物质合成气利用效率不高、C₅ ~ C₁₁烃选择性有待提高的问题，构建了以Fe₂O₃为费托合成位、分级多孔分子筛为裂解位的双功能催化剂体系，通过一步耦合C₅₊ 烃合成和C₁₂₊ 烃裂解，实现C₅ ~ C₁₁烃的高选择性合成。结果表明，引入分子筛的催化剂Fe₂O₃ + HZSM5呈现出较无分子筛催化剂Fe₂O₃更优异的催化性能。催化剂Fe₂O₃ + HZSM5-2表现出最佳的催化性能，费托反应24 h的铁时间产率为42.3 μmol∙g⁻¹∙s⁻¹，C₅₊ 产物收率为3.74 × 10⁻³ g∙g⁻¹∙s⁻¹。C₅₊ 选择性为63.6%，异构烷烃选择性为42.0%，CO转化率为73.1%。

风力机结构优化对提高能源转换效率至关重要。为低成本探究叶片数量（n）、半径（R）、展弦比（μ）和安装角（β）四个结构参数对垂直轴风力机气动性能的影响,采用基于田口方法的正交试验设计和改进的加性模型,确定了使风力机功率输出最大化的最优设计参数,并进行了CFD数值验证研究。结果表明,利用田口法结合改进的加性模型,能够准确确定最优的参数组合及各因素对其气动性能的影响程度。分析得出在n = 3、R = 2.5 m、μ = 8、β = -3° 时,风力机性能最强;而在n = 5、R = 1.0 m、μ = 5、β = 0° 时性能最弱。与最差构型相比,最优构型的平均功率系数提升了66.12%;四个因素对垂直轴风力机效率的影响程度大小为R > n > β > μ。

提升风速预测的精准度对于实时调整电力系统的管理策略及增强风电市场的竞争实力有着关键作用。提出一种基于卷积神经网络（CNN）、长短期记忆网络（LSTM）和自回归集成移动平均（ARIMA）模型的超短期风速预测方法,通过CNN卷积层捕捉时间序列数据中的模式和局部特征,利用LSTM模型对提取的特征进行学习训练,基于CNN-LSTM组合架构模型,预测未来风速并对比实际数据获得残差值,最终利用ARIMA分析历史残差来修正未来的预测误差值,实现对风速的超短期预测。以土耳其某个风电场的实际风速记录为基础,对未来10 min的风速进行预测。结果表明,与CNN-LSTM、双层LSTM传统神经网络模型相比,CNN-LSTM-ARIMA模型对风速预测结果的平均绝对误差分别下降了16.40%、26.92%,能显著提高预测精度。

“沙戈荒”风电基地昼夜温差大、易受大气稳定度影响、缺乏代表性测风数据,亟需开展“沙戈荒”风电基地的风资源特性评估。以正在建设的内蒙古阿拉善盟“沙戈荒”风电基地为研究对象,采用天气研究与预报模式进行数值模拟,并利用测风数据验证模型的准确性,重点探究大气稳定度的时空分布特征及其对风速的影响。研究表明,该地区的风速和风功率密度在11月至次年5月较高,主要受到西北季风影响,在寒潮过境后,风功率会出现急剧下降;中性大气状态在冬季占比最大,且中性条件下风速最大;相较于平坦地形,山地区域的强稳定和强不稳定大气状态占比显著下降,中性大气稳定状态占比显著增加,山地区域冬季的中性大气状态占比可达48.4%。本研究可为“沙戈荒”风电基地微观选址提供理论依据和技术支撑。

电力变压器在运行过程中会产生大量的余热。若对这部分余热进行回收利用，将有助电力系统低碳化运行目标的实现。为了探究变压器余热利用的可行性，建立了干式变压器模型，并对其运行温度分布进行仿真分析。首先，分别讨论分析了散热风机风速、环境温度和负载率对干式变压器温度分布的影响。随后，设计正交试验，基于温度分布的仿真数据，对神经网络进行训练，得到计算干式变压器温度分布的通用数学模型。最后，在案例分析中对两个余热利用相关区域进行仿真测试，所采用的贝叶斯-GRU模型的平均绝对百分比误差（MAPE）分别为2.24%和2.73%，决定系数R²分别为0.99和0.97，相较于单一的神经网络模型实现了大幅度的计算精度提升，体现出了较好的准确性和泛用性。该研究可以为变压器余热利用工程应用提供理论依据。

采用高能球磨法制备磷/碳/锂“三元”复合材料，并首次将其作为固态锂电池负极。磷具有高的理论比容量，石墨具有良好的化学稳定性和界面兼容性，金属锂具有优异的机械性能和高的理论比容量，将三者复合可兼顾各自特点，具有协同效应。当磷/碳质量比为2∶8，预锂化程度为10%，所构建的磷酸铁锂（LiFePO₄）丨锂镧锆钽氧与聚偏氟乙烯−六氟丙烯共聚物复合固态电解质（LLZTO/PVDF-HFP）丨磷/碳/锂复合负极（P/C28-10%）固态电池，测试条件为25 ℃、1.0 C，充放电100次后，容量可保持在107.6 mA⋅h/g，容量保持率达到80.5%；P/C28-10%Li丨LLZTO/PVDF-HFP丨P/C28-10%Li对称电池能稳定工作200 h以上。此外，P/C28-10%复合负极的放电电势平台高于金属锂电化学电势，减少了锂枝晶的生成。此项工作为固态电池负极研究开辟了一条新道路，可为发展高能量密度、高安全性、大规模储能的固态电池提供参考。

设计合成了一种腈基功能化有机硅氧烷化合物2-甲基-4-(1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷)丁腈（DSMCN）,研究其作为电解液添加剂在高能量密度高镍三元NCM811电池中的电化学性能。利用线性扫描伏安法（LSV）测试了DSMCN的氧化电位,考察了DSMCN添加剂对富镍三元NCM811电池的循环、倍率和高温等条件下的电化学性能。在25 ℃下,NCM811/Li电池在1 C倍率下循环200圈后,容量保持率由基础电解液的80.93%提升至94.89%;在55 ℃的高温下,容量保持率从59.52%提升至88.09%。电化学阻抗谱（EIS）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等测试发现,DSMCN化合物能够在NCM811电极表面参与形成更稳定、均匀致密的正极电解质界面膜,展现出更优的电化学动力学特征,降低了界面阻抗,有利于常/高温下电极/电解液界面的Li⁺ 扩散和电荷转移,从而提高了NCM811电池的电化学性能。

建立了一种基于多角度火焰光学投影信号获取的三维层析重建成像算法,用于测量不规则形态火焰的三维结构。通过搭建可旋转的射流燃烧装置建立不规则轮廓非预混稳定乙烯碳烟火焰,采用单一像增强相机（ICCD）从28个不同角度依次进行火焰自发光的全波段、550 nm和650 nm窄波段投影图像采集,结合自编制的三维重建程序与修正双色法,实现了碳烟火焰三维温度场测量。结果表明,三维重构算法能够再现火焰结构与温度场三维空间分布特性,温度测量值符合层流乙烯扩散碳烟火焰温度范围,采用任意不同角度投影图像数据的数目高于15个时,重构效果最好。

传统固体氧化物燃料电池（SOFC）由阴极、阳极和电解质三部分组成。电解质作为SOFC的重要组成部分是离子传输的主要通道。开发具有高离子传导性的电解质是使电池获得良好性能的关键。目前电解质的研究主要集中在氧离子导体、质子导体和混合离子导体三大类。简述了近些年这三类电解质材料的研究进展,综合目前发展低温固体氧化物燃料电池的趋势,对未来电解质的发展前景进行了展望。

随着新材料的使用和叶片气动负荷的增加，叶片颤振问题凸显，严重影响透平机械的可靠性。以改进后的冲击式空气透平为研究对象，采用计算流体力学和有限元方法，求解叶片的结构动力学方程和纳维−斯托克斯方程，基于能量法开展动叶片的颤振预测，获取高效率和大流量系数两个工况下叶片的气动功和模态气动阻尼。研究表明，相关工况下冲击式透平未发生气弹失稳现象，但某些节径数的模态气动阻尼接近0。研究结果可为冲击式透平颤振现象的预防提供参考。

针对冬季温室大棚内的空气与土壤温度较低，单一供暖方式造成空气、土壤温差大，作物生长缓慢，复合供暖方式研究不充分的问题，在风机与地埋管道供暖基础上提出一种适用于温室大棚的新型复合供暖系统。对供暖过程进行数值模拟，利用温度标准差、热能利用率和热干风区范围三个评价指标，探究进风参数对温室大棚温度场与速度场的影响规律。结果表明，在该复合供暖系统中，低温度高流速的进风参数组合可以使温室内气体高温区的高度明显下降，可有效降低温度标准差、保障热能利用率、控制热干风区范围；当进风温度为40 ℃、进风速度为3 m/s时为最佳参数组合，温度标准差为1.99 × 10⁻³，减小了15.8%；作物生长范围的热能利用率为77.65%，提高了10.93%；热干风区范围控制在5%以内。复合供暖系统改善了温室大棚内的温度分布，降低了土壤与近地面区域的温差，增强了作物生长区域的气体湍流强度，为空气供暖技术在农业温室方面改善温度均匀性、提高热能利用率、降低供暖热负荷及促进作物生长中的应用提供技术参考。

利用水合物封存二氧化碳是一种极具工业应用前景的清洁高效碳捕集、利用与封存新技术。为了研究二氧化碳水合物在多孔介质中的动力学反应过程,设置3组多孔介质体系下的二氧化碳水合物相平衡实验来确定进气压力条件,再设置16组工况开展二氧化碳水合物形成动力学实验,分析20%~50%的初始水饱和度、1~7 ℃的反应温度对天然沉积砂中水合物反应过程的影响,分析影响多孔介质体系最终耗气量和耗气速率的关键因素。结果表明,多孔介质体系最终储气量取决于初始水饱和度和反应温度,并与初始水饱和度近似呈线性关系,在高初始水饱和度和低反应温度的天然砂体系中,二氧化碳水合物生成反应初始阶段具有更高的耗气速率。

微藻培养的生物量产率直接决定了其能源利用效率。传统的生物量测定需要依靠离线人工检测分析手段,不可避免地产生巨大的人力浪费和时间成本。基于ResNet、MobileNet以及EfficientNet三种深度卷积神经网络模型,将图像分析与微藻培养相结合,提出了一种能够识别藻种类别,同时直接通过图像信息拟合微藻图像-浓度的非线性映射关系并精确预测微藻生物量的检测方法。研究表明,三种模型对三种实验藻种（小球藻、红藻以及螺旋藻）的分类识别准确率均超过99%。其中,红藻得益于其颜色特征,具有最佳的预测表现。而ResNet对藻生物量预测性能最优,三种藻生物量在该模型下的预测决定系数R²分别为0.766 4、0.962 8和0.921 5。该方法基本满足了微藻培养过程中藻生物量的监测需求,为微藻能源化的工业过程监测提供了一种具有潜力的技术方案。

生物柴油是一种绿色环保的生物液体燃料。提升酶法生产生物柴油的效率,寻找高效的脂肪酶固定化策略至关重要。金属有机框架具有孔隙率高、孔隙可调性好、易于功能化和修饰等独特的性能,是一种多孔结构的优良载体材料。以金属有机框架材料ZIF-8为载体,采用共沉淀法对米曲霉脂肪酶（AOL）进行原位包埋固定,制备纳米花结构的AOL@ZIF-8固定化酶。以该固定化酶AOL@ZIF-8、游离酶AOL及商业固定化酶Novozym 435作为催化剂,以大豆油为原料制备生物柴油,优化了生产工艺并比较了各催化剂的效果。在最优条件下,AOL@ZIF-8催化的生物柴油产率达到94.08%,其活性与重复使用性显著优于游离酶,与商业固定化酶Novozym 435接近。

基于计算流体力学-稠密离散相模型,建立新型蓄热式气化装置的数值模拟模型,根据上吸式固定床气化特性优化了前处理设置,研究不同过量空气系数下炉内流体流速、压力、温度与组分的分布,分析炉内各组分质量分数在不同时刻及过量空气系数下的分布及演化规律。研究表明,颗粒床层为影响流体流速、压降的主要因素,流体流经床层产生了50 ~ 75 Pa的压降。炉内温度场呈现明显的干燥-热解-还原氧化分区,各工况的温度曲线几乎重叠,大致存在4个拐点。在低过量空气系数区间,气化剂流率的提升对燃气组分影响不大。气化装置的设计有利于提升燃气中H₂的质量分数及CO/CO₂的质量分数之比,有效提升了燃气热值。

近年来随着全球气候的变化,推动碳中和成为全球共识。固态电池由于具有安全性高、能量密度大、工作温度范围宽等优势,是未来电池发展的必经之路,而电解质是电池贡献碳足迹的主要部分。选择无机物、聚合物和复合物三类固态电解质共计22种电解质作为研究对象,对其碳足迹、水足迹、物质足迹、生态足迹和健康足迹等分别进行模拟计算,结果表明复合固态电解质、无机固态电解质和聚合物固态电解质的足迹影响值普遍遵循依次减小的规律。在所有的足迹类别中,复合固态电解质的足迹影响值均最高,不同种类无机物复合制备的电解质会对环境造成更大的影响。

针对生物基呋喃单独芳构化过程中通常伴随着脱氢反应,并且考虑到CO₂单独还原成CO需要消耗大量H₂,提出一种生物基呋喃催化热解耦合CO₂还原定向制取碳负性芳烃和合成气新工艺。通过构筑分子筛负载的复合金属催化剂来同步实现2-甲基呋喃（2-MF）的高效芳构化和CO₂的活化。研究表明,HZSM-5负载Mo-Ni可以显著提高CO₂的转化率以及气体产物中合成气的选择性,分别从 -4.56%（CO₂生成速率大于其转化速率）和46.78%大幅提高至24.68%和72.28%,这归因于双金属的配位结构引入了更多氧空位,同时通过引入路易斯酸位点有效提高了催化剂的芳构化能力。研究结果可为生物质催化热解新工艺发展和催化剂设计提供理论指导。

“安全高效”“清洁低碳”是构建新型电力系统的基本要求和核心目标。化石能源、可再生能源“双匮乏”的超大型城市在新型电力系统电源侧建设方面面临巨大挑战。构建指标体系并量化探测电源侧建设现状、未来趋势和存在的短板是精准推动新型电力系统建设的关键环节。以具有“能源匮乏严重、电力负荷密度极高”典型特征的广州市为例,构建新型电力系统电源侧指标体系,设置六种可能的供电情景,分析不同情景下新型电力系统的特征演进趋势,探寻能源匮乏型城市构建新型电力系统的突破口。结果显示,广州市电力自给率逐年提升,至2030年,A₅情景下电力自给率可以达到80%,其他情景下可达68%。但电量自给率在“十五五”期间不升反降,2030年A₅情景最高可达50%,A₁情景最低仅有36%,电力电量差距大,电力供应安全依然难以保障。六种供电情景下,A₃情景相对最为清洁低碳,A₅情景最为安全,A₄情景在不同阶段可以兼顾安全和低碳,政府可根据其发展目标和侧重点选择最适合的发展情景。广州市构建新型电力系统最大的短板是“低清洁度”,而广州市无法通过发展本地高比例可再生能源来破解这一难题,提高外购电的可再生能源比例才是其最优突破口。到2030年,外购电中可再生能源供电占总用电量的比例分别提高至35%、40%和45%左右时,广州市可以分别实现慢速、中速和快速新型电力系统电源侧建设目标。研究可为构建新型电力系统指标体系奠定前期研究基础,为能源匮乏型城市探索出一套新型电力系统电源侧构建的最佳组合模式。