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。

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。

充分利用海上漂浮式基础平台，综合开发波浪能、风能和太阳能，实现海洋可再生能源“多能互补”综合利用，是海洋可再生能源研究的发展趋势。大量国内外学者在海上多种可再生能源一体化综合利用领域开展了研究，并在波风联合、波光联合和风光联合等相关技术研究与装置研发方面取得了一定成果。波浪能发电（波电）、风电和光伏均具有间歇性、随机性和波动性等可再生能源典型特征，其相互之间的互补关系和多能互补一体化平台技术现状缺乏综合论述。从多能互补一体化平台研究现状，漂浮式海上波电、风电和光伏的特点，同一海域三种能源的时空关系展开论述，可为波电、风电、光伏多能互补一体化平台总体规划、详细设计、模型试验、平台研建和协同控制提供参考。

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。

海底含水合物沉积物的力学特性对水合物资源的安全开采至关重要。通过开展系列固结排水三轴压缩实验，系统研究了气/水饱和条件下霜种子法和富气法制备的含甲烷水合物细砂试样的力学行为。结果表明：气饱和条件下，相较于霜种子法，富气法制备的试样表现出更高的剪切强度、刚度及更显著的软化−剪胀特征；应变软化行为受水合物饱和度与净围压协同调控。在水饱和后，水合物赋存模式退化为非胶结型，导致应力−应变曲线发生显著变化。霜种子法制备试样的抗剪强度与水合物饱和度线性正相关，其中气饱和体系的剪切强度增幅随净围压增大而降低，而水饱和体系的剪切强度增幅与净围压无关。饱和状态改变引起的剪切强度退化主要归因于黏聚力下降。霜种子−驱水饱和联用技术可高效制备非胶结型含水合物沉积物试样，为研究其力学特性及推动资源开发提供了关键支撑。

生物质资源具有碳中和性，是一种良好的能源燃料。传统生物质气化制备合成气包含水气变换反应、分离净化等过程，可得到高浓度合成气以及氢气，但工艺复杂。利用生物质进行化学链气化重整制氢是一种新型制备合成气以及氢气的技术。基于Aspen Plus软件研究生物质化学链气化重整制氢，以松木生物质和水蒸气为原料，合成气、氢气为最终产品，结合过程模拟和灵敏度分析，探讨关键参数对系统性能的影响，获得最大氢气/合成气产量。利用吉布斯反应器模拟反应过程中燃料反应器、制氢反应器以及空气反应器，在满足相平衡和化学平衡的条件下为预测生物质化学链气化重整制氢能力提供参考。通过对关键参数进行灵敏度分析以及热力学分析，确定最佳操作条件及运行参数为：燃料反应器温度为800 ℃，载氧体与生物质质量比为0.4，水蒸气与生物质质量比为1.36，制氢反应器温度为600 ℃，空气与生物质质量比为0.57。合成气产率为0.98 m³/kg，H₂产率为0.025 kg/kg，系统的㶲效率为68.06%。基于模拟分析，证明生物质化学链气化重整制氢系统不仅能获得较高产量合成气及高纯氢气，同时可实现系统自热。构建的生物质化学链气化重整制氢系统可为后续工艺关键技术的优化设计和更大规模的工程示范提供必要的依据和信息。

联合溶液法、水热法及高温碳化技术，成功开发了一种新型三氧化二钒@石墨/硫（V₂O₃@C/S）复合正极材料，并采用BN/PVDF-HFP复合材料作为固态电解质，组装了高性能锂硫电池。所制备的V₂O₃@C基体材料表现出优异的结构稳定性、良好的导电性和界面兼容性，同时具有较强的硫吸附和催化性能。固态电池性能测试结果表明，V₂O₃@C/S正极在初始循环比容量、倍率性能及长循环寿命方面均优于传统的C/S正极。在0.1 C倍率下，V₂O₃@C/S正极初始比容量为1 125 mA∙h/g，循环150圈后容量保持率为67.1%；在0.5 C倍率下，循环250圈后的容量保持率为45.5%。循环伏安法、阻抗谱和塔菲尔曲线分析结果证实了V₂O₃@C/S正极在提升反应动力学和降低电荷转移阻抗方面具有明显的优势。研究结果可为高性能锂硫电池正极材料的设计提供一种有效策略。

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。

沼气的利用是我国未来可持续能源发展的关键环节，其燃烧效率与CH₄的浓度直接相关，因此在沼气的利用前需要进行提纯处理。水合物法气体分离技术具有环保、操作简单、分离效率高及选择性好等优点，是一种极具应用前景的气体分离技术。利用分子动力学模拟考察沼气组分的三元混合气体（CH₄/CO₂/N₂）水合物的生长，探究水合物生长速度的变化原理，为水合物法气体捕集技术在沼气净化领域的应用提供更多数据支撑和理论依据。结果表明，当CH₄/CO₂/N₂摩尔比例为14∶5∶1时，水合物生长速度最快，当CH₄/CO₂/N₂摩尔比例为1∶1∶1时，水合物生长速度最慢，且在水合物的生长过程中出现了停滞和高概率的生长失败现象，表明等比例混合气不利于水合物生长。在不同的三组分体系中，水合物的生长速度不是匀速的，存在频繁的速度波动。水合物的生长速度与笼型结构有关，在以5¹²6²笼为主的区域，水合物生长速度会显著加快；而在以5¹²笼为主的区域，水合物生长速度降低。

能源桩可实现对浅层地温能的存取与利用，相比于传统的水平/钻孔式地埋管系统具有换热效率高、占地空间少、投资成本低等显著特点。从桩基载体类型、换热埋管分类、土基环境差异等方面阐述了能源桩技术的起源、国内外研究进展及其应用现状。提出基于能源桩技术的太阳能光伏组件热量利用方法，简要介绍了新系统的工作原理，展示了能源桩与光伏组件联合运行的优势，为太阳能与地热能两种清洁能源优势互补、耦合协同利用提供了参考与思路。

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。

为缓解日益严重的能源危机及提高生物质资源的利用效率，气化作为热化学转化技术的重要手段，被认为是一种潜力巨大的生物质制氢技术。综述了生物质气化原理，阐述了该过程中发生的化学反应机制，探讨了气化剂、温度、压力以及催化剂种类等对制氢过程的影响，综合分析了生物质气化制氢技术中存在的问题及改进方法，为绿氢来源及其制备技术提供思路。

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。

在“碳达峰、碳中和”战略背景下，利用生物质为碳源制备衍生炭材料是生物质资源化、高值化、减碳化重要的利用方式之一。生物质衍生炭被誉为“黑色黄金”，在吸附净化、催化、储能领域应用前景广阔。生物质衍生炭的结构特性及应用领域与原料、制备及改性方法息息相关。基于生物质衍生炭组成与结构，系统梳理介绍了热解碳化法、水热碳化法、活化碳化法、模板法等常用的制备方法。为改善原始生物质衍生炭的固有缺陷以满足其特定的应用需求，在性能提升方面，归纳了酸碱、杂原子掺杂、金属盐及其氧化物等功能化改性方法。最后介绍机器学习在预测调控生物质衍生炭中的应用，并对未来研究重点及发展前景进行展望，以期为生物质衍生炭材料的制备与应用发展提供参考。

超级电容器因具有快速充放电、良好的稳定性和长寿命等优势被认为是最理想的储能器件之一。生物质衍生炭具有一定的孔隙结构和导电性，适合作为超级电容器电极材料。生物质基超级电容器炭材料的开发是实现生物质能高附加值利用以及能源可持续性发展的重要途径。根据储存原理的不同，超级电容器分为双电层电容器和赝电容器。首先从生物质选择、预处理方式等方面介绍了生物质衍生炭作为双电层超级电容器电极的制备策略，着重介绍了生物质炭化方式、活化方法及其成孔原理。随后阐述了炭材料表面修饰与改性方法，重点介绍了生物炭与赝电容器电极材料耦合组成复合材料的优势以及制备方式。最后，结合目前已有的研究提出了生物质制备超级电容器炭材料面临的挑战以及未来展望。

随着海洋强国战略和双碳目标的提出，海洋资源开发成为我国科技发展的核心。波浪能资源评估是深入认识海洋资源的一种方式。从规划选址、可行性研究、设计开发三个方面分析了波浪能资源评估的应用场景；按照时间顺序梳理了波浪能资源评估的四种方式的发展状况；探讨了国内外波浪能资源评估的现状，并统计了我国已开展评估的海域；最后，通过总结与对比分析，发现应用于波浪能发电系统性能评价的波浪能资源评估的不同之处。研究结果可为开发利用波浪能提供参考和指导，助力我国海洋建设。

固体酸作为重要的非均相催化剂，在生物质转化过程中发挥关键作用。与液体催化剂相比，固体酸具有易于分离再生、耐高温、环境友好等突出优势。然而，其水热稳定性差、循环性能不足等问题严重制约了产业化应用。系统综述了提升固体酸水热稳定性的设计策略与研究进展，重点围绕三类典型催化剂体系展开：金属氧化物通过构筑稳定晶相与碳涂层提升耐侵蚀性；分子筛通过调控硅铝比和复合改性增强结构稳定性；碳基固体酸则借助多孔结构优化、疏水组分引入及新型磺化工艺实现酸性位点稳固。研究结果可为高性能固体酸催化剂的设计与开发提供理论指导。

为研究中深层同轴套管换热器的换热性能，同时考虑地温梯度、地质分层和地下水渗流等因素，构建了适用于分析钻孔周围地层与环腔流体间温度响应的数值模型。结果表明：与均质模型相比，分层模型所得井深方向上的温度变化曲线更接近物理实际。无论是否考虑渗流影响，均质模型相较于分层模型均会低估地热井的出口温度。是否考虑渗流作用所引起外管壁径向温度预测结果最大温度偏差为0.40 ℃。当渗流层位于地下2 000 m处，所得地层与管壁间以导热方式进行换热的临界渗流速度为5 × 10⁻⁷ m/s；当渗流速度大于1 × 10⁻⁵ m/s，地层与管壁间的热交换主要通过热对流进行，与无渗流情况相比，环腔流体局部换热量提高了56.7%。渗流层井深方向渗透导致其边界外区域导热系数增大从而提高了地热井的出口温度。对于相同的取热量，考虑渗流作用可减小地热井的埋管深度。

以民用燃气热水器单火排燃烧器为研究对象，采用试验研究方法探索不同当量比（φ）与掺氢比（γ）对燃烧器火焰特性的影响。基于平面激光诱导荧光获取不同当量比及掺氢比实验工况下火焰的形貌特征及火焰中OH自由基分布，并通过移动式热电偶探测不同实验工况下火焰温度场分布。研究结果表明：当量比对燃烧器火焰形貌特征、火焰OH自由基分布的影响较为显著。随着当量比的减小，火焰高度急剧缩短，当量比为1.25时火焰贴近燃烧器出火孔壁面，火焰锋面受燃烧器出火孔结构的影响呈现出细微的锯齿状；在低当量比（φ = 1.25）工况下，随着掺氢比的增加，火焰高度略微降低，火焰中OH自由基浓度有所增加。火焰温度主要受当量比的影响，当掺氢比为20%时，在火焰根部，火焰温度随着当量比的减小急剧升高；在火焰中心位置，火焰温度分布相对较为稳定，其温度分布在1 400 ± 200 ℃。研究结果可为掺氢燃气热水器配气工艺参数设计及燃烧器结构设计提供参考。

近年来，锂电池储能作为重要的储能技术被广泛应用，但需配备良好的热管理系统对锂电池温度进行控制使其安全稳定运行。提出一种耦合倾斜U形微热管阵列的风冷式锂电池热管理系统，与未加倾斜U形微热管阵列的模组进行对比，研究其在不同环境温度、不同风量和不同充放电倍率下的散热性能。结果显示，环境温度为25 ℃、充放电倍率为1 C时，相较于未加倾斜U形微热管阵列的模组，耦合倾斜U形微热管阵列的电池模组最大温升最多降低了33.3%，单体电池和电池模组最大温差最多降低了65.8%和35.8%。即使在2 C充放电倍率条件下，电池模组最高温度也可以控制在40 ℃左右，并且单体电池和电池模组最大温差分别为1.59 ℃和2.46 ℃，单体电池和电池模组均具有良好的均温性。

为探讨高温厌氧膜生物反应器在处理各类有机废弃物的效率与能源回收潜力，评估了高温厌氧膜生物反应器对酒精蒸馏废水、食品类废弃物、污泥、造纸废水和畜禽废弃物等五类废弃物的生物处理效果，并对比了高温与中温处理的能量效益差异。高温厌氧膜生物反应器在化学需氧量（COD）的去除率和甲烷产量方面表现优异，可实现超过90%的COD去除率和高产气率。此外，系统在能源效益方面展现出自给自足的潜力，有助于推动废水处理的可持续发展。研究结果可为我国高温厌氧膜生物反应器的发展提供参考，并强调了其在处理高温废水和资源回收中的潜在应用价值。

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。

为满足陶瓷行业的减碳需求，对一款陶瓷窑炉大功率天然气燃烧器进行掺氢燃烧特性研究。结果表明，掺氢会使预燃室内上下两个局部高温区变长，且氢气比例越大，下高温区底部越靠近燃烧器头部，增加了燃烧器头部的高温烧损风险。由于H₂与O₂的优先反应，掺氢后预燃室内CH₄转化率呈先低后高的变化趋势，即初始燃烧区间抑制，高温燃烧区间促进；同时，掺氢会抑制燃烧中间产物CO的转化，掺氢比越大预燃室内CO浓度越高。热态试验中，燃烧器在体积分数0% ~ 50%掺氢比工况时均可实现99.9%燃烧效率的稳定燃烧，相同功率下燃烧室加热温度和出口温度最大升幅分别为28.5 K和14.2 K，与纯天然气工况相比升幅不大；掺氢比为0% ~ 30%时，燃烧室出口NO_x排放增幅范围在6% ~ 9%之间，掺氢比为30% ~ 50%时，NO_x排放量急剧增加到21%。研究表明，大功率天然气燃烧器掺氢比0% ~ 50%可满足陶瓷窑炉加热温度要求，但掺氢比过大会加剧燃烧器头部和预燃室头部高温烧损的风险，同时会导致出口NO_x排放量的急剧增加。

在“双碳”目标推进中，高效经济的储能技术尤为关键，超级电容器因其快速充放电、高效率和超长寿命而成为当前研究热点，而电极材料会直接影响超级电容器的性能。在电极材料前驱体的选择中，木质素以其独特的结构特性脱颖而出。不同植物来源以及分离技术的木质素在化学组成和微观结构上存在差异，这可能会显著影响其作为超级电容器电极材料的性能。目前针对木质素基电极材料的特性研究相对较少。因此，首先介绍了不同种类和预处理方法分离所得木质素衍生多孔炭的特性及其在超级电容器中的应用，并对不同制备方法所得木质素基多孔炭的电化学性能进行了总结；随后，概述了杂原子掺杂和导电聚合物复合策略下木质素基多孔炭在赝电容器中的应用现状；最后，展望了木质素基电极材料性能提升方向及其在复合电极材料中的应用前景。

磷酸锰铁锂（LiMn_xFe_1−xPO₄, LMFP）材料具有能量密度高、安全性好、低温性能优异等优点，是锂电池正极材料的重要发展方向。然而，LMFP本征电子电导率和锂离子扩散速率较低，倍率性能较差；尤其是充放电过程中Jahn-Teller效应引起晶格畸变以及Mn离子溶出，导致电池容量衰减。设计合成了一种新型有机硅化合物[3-(N, N-二甲氨基)二氧基丙基]五甲基二硅氧烷（DSON）电解液正极成膜添加剂，可抑制Jahn-Teller效应，改善LMFP电池的电化学性能。研究发现，DSON能形成均匀稳定的正极电解质界面膜，有效抑制正极材料和电解液之间的副反应，显著提升电池在室温和高温条件下的电化学性能。与使用基础电解液的LMFP/Li电池相比，含0.2%（质量浓度）DSON电解液的LMFP/Li电池在25 ℃下以0.5 C循环200圈后，容量保持率由81.8%提升至85.3%；在55 ℃、0.5 C下循环200圈后，容量保持率由69.8%提高至83.3%。

LiMn₂O₄电池凭借其高安全性、低成本等优势，已被广泛应用于动力电池领域，但其高温循环稳定性仍面临重大挑战。设计合成了一种新型胺基功能化的三硅氧烷电解液添加剂 [3-(N,N-二甲基氨基)二乙氧基丙基]七甲基三硅氧烷（MTSON），以提升LiMn₂O₄电池的高温电化学性能。在55 ℃、1 C倍率下，添加0.5% MTSON的LiMn₂O₄/Li电池经过200次循环后，容量保持率达95.2%，而使用基础电解液的电池容量保持率为92.6%。X射线光电子能谱显示，MTSON添加剂在LiMn₂O₄电极表面形成了稳固的正极固态电解质界面膜。同时，MTSON添加剂抑制了电解液中LiPF₆盐的水解，在55 ℃下循环200次后，LiMn₂O₄/Li电池中LiMn₂O₄电极锰离子溶解量降低近80%。结果表明，MTSON是一种极具前景的电解液添加剂，可用于提高LiMn₂O₄电池的高温性能。

为明确氢气在聚合物管材中的渗透规律，提出一种基于压差法的聚合物氢渗透测试方法，并研制了相应的装置。在该装置中，高压侧罐体用于充装氢气并可调节测试压力，渗透侧罐体中安装有氢气浓度检测传感器，可实现原位实时监测氢气的渗透浓度；在室温条件下，分别对高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）在不同的氢气压力（1 ~ 4 MPa）和试片厚度（2 ~ 6 mm）下开展了氢渗透测试；采用X射线衍射表征了HDPE和PP的结晶度。结果表明，HDPE和PP的稳态氢渗透速率随着氢气压力的增加而增大，随着厚度的增加而减小；两种材料在同一厚度而不同压力下的氢渗透系数基本保持不变，所得的HDPE氢渗透系数与现有文献报道的数据在同一数量级；HDPE的结晶度高于PP，因而表现出较低的稳态氢渗透速率。研究结果验证了测试方法的合理性，可为非金属输氢管材和弹性体密封件材料的评选及设计提供技术指导。

高浓度猪粪厌氧发酵具备产生沼液量少的优势。但是，猪粪进料浓度的提高容易导致厌氧分解过程传质困难，影响有机物的分解，在传统的机械搅拌全混式发酵工艺中是否能实现较好的发酵效率还存在疑问。为解决这一问题，以总固体（TS）浓度为15%的猪粪为进料，控制水力停留时间为90 d，开展了131 d的中温全混式厌氧发酵的连续运行实验，并结合产甲烷潜能实验，探究有机物的厌氧分解特性。研究发现，猪粪中每克总固体和挥发性固体（VS）的化学需氧量（COD）分别为0.91 g和1.27 g。在连续发酵工艺实验中，进料中挥发性物质的甲烷产率达到0.31 L/g，与产甲烷潜能实验结果十分接近。VS和COD的分解率分别达到53%和55%，总挥发性有机酸浓度低于100 mg/L，系统具有较高的分解效率和运行稳定性。根据物料平衡的计算结果，猪粪中碳水化合物和蛋白质的分解率分别为52%和31%。研究结果表明，总固体浓度为15%的高浓度猪粪可以采用全混式发酵工艺，具有工业应用的可行性。

为实现碳达峰和碳中和目标，开发和利用可持续的清洁能源至关重要。其中，氢燃料电池是实现氢能源循环利用的重要系统。随着阴离子交换膜和碱性条件下阴极氧还原无铂催化剂的发展，阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）显示出巨大的应用前景，其中阳极氢氧化反应（HOR）因在碱性介质中较酸性更为缓慢的动力学，成为阻碍碱性燃料电池发展的主要瓶颈。钌（Ru）因其适宜的氢结合能、亲氧性和相对低廉的成本，在燃料电池中被视为铂的潜在替代物。因此，阐明钌基催化剂在碱性介质中HOR的催化机理对于构建高效稳定的催化剂具有重要意义。首先介绍了碱性条件下电催化HOR的基本机理。然后，从活性描述符的角度对钌基HOR催化剂的合理设计策略进行了系统的分类和总结。此外，还介绍了钌基催化剂在燃料电池中的实际应用。最后，对开发出成本低、稳定性好、效率高的钌基HOR催化剂及其合成策略等进行了展望。

为探究螺旋扁管在通风系统中的节能效果，以某洁净实验室能量回收装置为研究对象，重点分析了不同长短轴比螺旋扁管的性能特性，包括流场、换热性能、热交换效率、阻力以及能量回收装置的性能因子。采用数值模拟方法对能量回收装置性能进行了深入探讨，并通过实时测试数据对模型的可靠性进行了验证。研究发现：与普通圆管相比，螺旋扁管的传热系数提高了1.29倍，热交换效率提升了8.6%，性能因子增加了1.14倍，有效提升了能量回收效率。螺旋扁管能量回收装置在冬季和夏季的热交换效率分别达到78.5%和73.2%，为洁净实验室排风系统的设计和优化提供了一定参考和更多选择。

以2,5-呋喃二甲酸、1,4-丁二酸和1,4-丁二醇为原料，钛酸四丁酯为催化剂，亚磷酸三苯酯为稳定剂，采用直接酯化法合成不同醇酸摩尔比的聚2,5-呋喃二甲酸−丁二酸−丁二醇共聚酯（PBSF）。采用核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等表征共聚酯的结构，结果表明，原料醇酸摩尔比对PBSF结构和晶型的影响较小，PBSF的链结构主要是以含有刚性环的聚呋喃二甲酸丁二醇酯（PBF）链段为主。PBSF显示出典型的热塑性弹性体特征。所合成的PBSF的玻璃化转变温度（0.27 ~ 6.81 ℃）均低于室温，且具有良好的热稳定性，起始热分解温度高于347 ℃。原料的醇酸摩尔比对PBSF的力学性能有较大影响，随着醇酸摩尔比的增大，PBSF的杨氏模量、拉伸强度和断裂伸长率均呈现先增大后减小的趋势。当原料醇酸摩尔比为2.50时，PBSF-2.50共聚酯的力学性能最优，其拉伸强度为19.93 MPa，断裂伸长率为932.94%。优异的拉伸性能使PBSF可以应用于热塑性塑料以及弹性体或冲击改性剂等领域。

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。

氨是最重要的化工原料之一，也是一种理想的储氢材料和无碳燃料，其工业生产主要依赖于化石能源驱动的Haber-Bosch工艺。鉴于“双碳”目标的实施，发展可再生能源驱动的新型低碳合成氨工艺十分必要。机械化学合成氨是近几年开始兴起的温和条件下的合成氨技术，具有较大的发展潜力。对已报道的机械化学合成氨工艺进行介绍，通过比较工艺的可行性预测了可能的工艺路线，并对未来的发展方向做出展望，可为了解机械化学合成氨的发展现状和进一步的研究提供参考。

低空压燃料电池可用于家庭热电联供和分布式能源系统。然而，低空压燃料电池微孔层内反应气体和液态水的传输容易受阻，导致电压波动范围大，输出性能差。为强化燃料电池在15 kPa低空压下气液传输并提高其发电性能，建立了多相燃料电池三维模型，分析孔隙率、厚度、多层结构以及非均匀梯度微孔层对燃料电池气液传输和输出性能的影响，同时考虑了微孔层孔隙率和厚度对导电性的影响，并研究多参数耦合对输出性能的影响。结果显示，在15 kPa低空压条件下，当微孔层孔隙率为60%、厚度为60 µm时，燃料电池输出性能最佳。采用多层和非均匀梯度结构的微孔层可以强化传质并提高燃料电池输出性能。所搭建模型可用于低空压燃料电池微孔层开发过程的分析与预测。

地热能在双碳目标背景下优势凸显，是发展前景良好的低碳能源。近年来，人工智能技术迅猛发展，在地热领域融合应用为产业发展赋能，引起了人们的高度关注并产生深刻影响。系统总结了人工智能技术在地热勘探、开发、利用诸环节应用的最新进展和成效，指出人工智能技术正逐渐延伸应用到地热产业各主体技术方向。伴随新一代人工智能技术不断演进，人工智能与地热的融合将进一步加速，推动地热资源开发利用向实时调配、动态调整、多体系协同迈进。预计经过8 ~ 10年，将构建形成涵盖地热勘探、开发和利用的一体化智能综合体，形成“找热−采热−用热”全产业链的闭环智能系统，实现地热和多种能源互补协同、高效开发利用的新格局。

作为一种井下换热器，超长重力热管的采热性能与地下传热特性密切相关，而与之相关的大部分研究仅考虑岩层中的热传导且均采用二维轴对称模型。建立一个三维数值模型，模拟地热资源中存在含水层并有渗流时超长重力热管的采热性能，对影响系统的主要参数如地下水流速、含水层厚度以及含水层位置进行研究，并与同条件下同轴套管式井下换热器地热系统进行对比。结果表明：当地下存在含水层且有渗流时，大的渗流速度可为井下换热器壁面提供更高的温度边界，进而提高系统的采热率；含水层厚度的增大能够有效增加井下换热器的对流换热面积，从而提高井下换热器的采热性能；由于地温条件，含水层位置越靠近地底，井下换热器的采热性能越好；与同轴套管相比，在相同的地温条件下，超长重力热管具有更好的均温性能，采热率更高，且超长重力热管在运行过程中不消耗泵功，因此在地热能高效开采方面优势明显。

随着全球对清洁能源的需求不断增加，光伏发电作为一种可再生、环保的能源形式，逐渐受到重视。漂浮式光伏作为清洁能源的一种形式，由于具有更高发电效率、减少土地占用等优点，具有广阔的市场前景。半潜式浮式结构通过将部分结构潜入水中，可以减小风浪等环境因素的影响，提高漂浮式光伏的运行效率和安全性。通过Sesam软件进行数值模拟，对比不同有义波高、不同谱峰周期、不同波浪入射角对半潜式平台的水动力特性的影响。结果显示，在较低波高、较长周期、顺浪运动的情况下，半潜式平台结构具有更好的稳定性。通过数值模拟研究，为单点系泊半潜式平台的设计、性能优化等提供数值依据，进一步推动漂浮式光伏系统的发展。

水下压缩空气储能可解决大规模海上风电配储难题，但目前对水下输气管线的性能缺乏充分了解。为明确输气管线的性能，构建了储能释能过程的热动力学模型，分析输气管线直径、长度和粗糙度对系统性能的影响。研究结果表明：（1）在输气管线直径为0.5 m、绝对粗糙度为0.030 mm、储能深度为500 m时，定压和定容压缩空气储能的膨胀机发电量、能量回收效率和储能密度分别为304.72 MW∙h、65.73%、6.09 kW∙h/m³和146.87 MW∙h、59.45%、2.94 kW∙h/m³，定压压缩空气储能表现出了优异性能；（2）储能深度1 000 m，在输气管线直径0.5 m、0.7 m和不考虑输气管线阻力三种工况下，膨胀机发电量和能量回收效率分别为580.28 MW∙h、51.61%，758.55 MW∙h、68.34%，794.63 MW∙h、69.45%，表明输气管线直径对储能系统有重要影响；（3）储能深度500 m，当输气管线粗糙度从0.005 mm增加到0.250 mm时，膨胀机发电量从319.16 MW∙h降低到313.94 MW∙h，能量回收效率从69.23%降低到67.94%，表明粗糙度对性能影响不大。在水下定压压缩空气储能输气管线设计和选择时，应优先考虑管线的直径而非粗糙度。

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。

以生物质为原料开发可生物降解材料是生物质资源利用的关键策略。糠醛作为呋喃环系最重要的衍生物，具有较高的化学活性和可调节性，可以通过多种反应制备不同类型的可降解材料。开发了一种具有磁性核壳结构的新型催化剂，将这种由铂负载到类石墨烯壳上的催化剂应用于糠醛在水环境中的催化加氢。在不同条件下，实现了根据需求选择性制备糠醇、四氢糠醇、环戊酮、环戊醇。该策略为生物质废物的高值化转化提供了有效途径，能够高效合成聚合物材料及高附加值医药化学品，展现出显著的潜在应用价值。