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本項(xiàng)目為高分散負(fù)載高活性貴金屬質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑的可控制備技術(shù)。采用低成本的原位還原技術(shù)制備了高性能的非鉑基燃料電池催化劑，可用于氫-氧燃料電池，甲醇-空氣燃料電池等系統(tǒng)中。質(zhì)子交換膜燃料電池因其理論比容量高(33 kWh/kg)、電流密度大、工作溫度低、污染小等優(yōu)點(diǎn)成為最先進(jìn)的二次能源新技術(shù)。 燃料電池的核心技術(shù)是制備高效、長(zhǎng)壽命的電極材料催化劑。目前的商用催化劑主要是高負(fù)載量的鉑基催化劑。西安交通大學(xué)電信學(xué)院楊光教授及其課題組在高性能、低成本催化劑的合成和應(yīng)用上取得重大突破，開(kāi)發(fā)出了鈀基燃料電池膜電極催化劑的新型制備工藝，該制備技術(shù)所需設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝路徑易于實(shí)現(xiàn)，合成的催化劑性能類(lèi)似于目前摻加60%鉑的商用催化劑，實(shí)現(xiàn)了催化劑的無(wú)污染快速制備。該合成方法的最大優(yōu)點(diǎn)是將燃料電池催化劑的功率成本降低到目前商用催化劑成本的2%。

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡(jiǎn)介：本技術(shù)主要研究了：菌種的選育：對(duì)酵母進(jìn)行復(fù)合誘變，篩選出菌株，利用原生質(zhì)體融合技術(shù)得到遺傳性能穩(wěn)定具有兩親株特性-能直接利用生料、酒精高產(chǎn)且耐高溫的融合子。發(fā)酵的工藝條件：確定了原材料粉碎方式、調(diào)漿溫度、接種量和料液比，優(yōu)化了發(fā)酵條件。產(chǎn)蛋白飼料的工藝路線(xiàn)：確定了酒精糟固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料工藝流程，優(yōu)化了蛋白飼料發(fā)酵工藝條件。在中試放大試驗(yàn)中，確定了生料發(fā)酵工藝流程，優(yōu)化了生料發(fā)酵工藝條件。本項(xiàng)目研究成果經(jīng)湖北省科技廳鑒定為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。技術(shù)指標(biāo)：淀粉轉(zhuǎn)化率：92.1％；酒精度

成果介紹項(xiàng)目采用氮摻雜碳中空球?yàn)橹苯蛹状既剂想姵仃帢O材料，構(gòu)建了直接甲醇燃料電池器件，提高燃料電池的比能量、比功率、循環(huán)壽命。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及參數(shù)采用無(wú)模板法控制合成氮摻雜碳中，空球?qū)崿F(xiàn)分子水平上對(duì)材料構(gòu)筑過(guò)程及對(duì)該含氮多孔材料結(jié)構(gòu)、組成及其對(duì)氧還原催化活性的有效調(diào)控。市場(chǎng)前景在當(dāng)前環(huán)境下，尋找新型高效的催化劑以降低貴金屬鉑的用量，并對(duì)氧還原反應(yīng)保持較高的催化活性，已成為當(dāng)前研究的一個(gè)重要課題，該項(xiàng)目未來(lái)社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義重大。

? 重油作為工業(yè)生產(chǎn)的基本燃料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。目前，我國(guó)每年用作燃料的重油在4000萬(wàn)噸以上，節(jié)約使用重油，有著重要的節(jié)能意義。改善重油的燃燒狀態(tài)，使重油在爐內(nèi)充分燃燒，是節(jié)約使用重油的關(guān)鍵。使用乳化重油改善重油燃燒時(shí)的霧化狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)油的目的，已成為國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的普遍共識(shí)，并得到了科學(xué)的驗(yàn)證。生產(chǎn)高效、節(jié)能和環(huán)保的乳化重質(zhì)燃料的關(guān)鍵技術(shù)在于重油乳化劑的選擇，該項(xiàng)目的技術(shù)人員在分析總結(jié)國(guó)內(nèi)外多種重油乳化劑、添加劑配方的基礎(chǔ)上，采用計(jì)算機(jī)均勻設(shè)計(jì)原理開(kāi)發(fā)的重油乳化劑具有以下

成果創(chuàng)新點(diǎn) 應(yīng)用于分布式能源 1.開(kāi)發(fā)的相轉(zhuǎn)化流延技術(shù)制備的直孔新型陽(yáng)極，可有 效提升 SOFC 電池性能且降低電池制備成本 50&，同時(shí)此電 池制備技術(shù)還易于擴(kuò)展到其它種類(lèi)電池電極的制備中； 2.結(jié)合疊壓法制備的 5x5 和 10x10（cm）單電池性能穩(wěn) 定，650 度功率超過(guò) 600mW/cm2@0.7V, 已給國(guó)內(nèi)多家單位 供貨。 技術(shù)成熟度 小試中試階段

本發(fā)明屬于燃料電池領(lǐng)域，并公開(kāi)了一種固體氧化物燃料電池 多堆集成結(jié)構(gòu)，包括配氣裝置、二級(jí)配氣緩沖腔、固體氧化物燃料電 堆、排氣裝置和一級(jí)排氣緩沖腔，所述配氣裝置包括配氣總管和一級(jí) 配氣緩沖腔；每個(gè)所述二級(jí)配氣緩沖腔分別通過(guò)二級(jí)配氣支管組與所 述固體氧化物燃料電堆連接；所述固體氧化物燃料電堆連接所述排氣 裝置，所述排氣裝置的數(shù)量為兩個(gè)，每個(gè)所述排氣裝置均包括二級(jí)排 氣支管、二級(jí)排氣緩沖腔、一級(jí)排氣緩沖腔和排氣總管。本發(fā)

設(shè)計(jì)一種有效結(jié)構(gòu)來(lái)提高鉑催化劑的活性和穩(wěn)定性，切實(shí)地大幅度降低鉑金屬的用量，同時(shí)具有易于放大推廣的特點(diǎn)，對(duì)于推動(dòng)燃料電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義.本項(xiàng)目涉及專(zhuān)利2項(xiàng)。

1.開(kāi)發(fā)的相轉(zhuǎn)化流延技術(shù)制備的直孔新型陽(yáng)極，可有效提升 SOFC 電池性能且降低電池制備成本 50&，同時(shí)此電池制備技術(shù)還易于擴(kuò)展到其它種類(lèi)電池電極的制備中； 2.結(jié)合疊壓法制備的 5x5 和 10x10（cm）單電池性能穩(wěn)定，650 度功率超過(guò) 600mW/cm2@0.7V, 已給國(guó)內(nèi)多家單位供貨 

本項(xiàng)目以有機(jī)廢水為燃料，綜合環(huán)境工程、電化學(xué)、生物工程等交叉學(xué)科知識(shí)，在詳細(xì)、深入開(kāi)展單體微生物燃料電池產(chǎn)電性能基礎(chǔ)上，通過(guò)選擇不同的陰陽(yáng)極材料，控制陽(yáng)極室的不同工藝參數(shù)以及采用生物學(xué)手段提高微生物燃料電池的產(chǎn)電性能，實(shí)現(xiàn)了微生物燃料電池堆的優(yōu)化組合。目前該技術(shù)已達(dá)到小批量樣機(jī)生產(chǎn)的實(shí)用要求。該技術(shù)可用于一切需要進(jìn)行有機(jī)廢水處理的領(lǐng)域，主要包括產(chǎn)生高濃度廢水的工業(yè)（例如處理畜牧場(chǎng)或者食品加工廠的廢水等），在遠(yuǎn)離人群的駐地、工作站、艦船及極端條件下的封閉和半封閉系統(tǒng)中也具有很好的應(yīng)用前景。

我國(guó)的清潔船舶燃料油（重油型）缺口巨大，每年進(jìn)口 1000 萬(wàn)噸以上。目前，國(guó)內(nèi)外均采用調(diào)和技術(shù)生產(chǎn)船舶燃料油，國(guó)內(nèi)大部分產(chǎn)品均為中高硫燃料油（硫含量約為 1.0～3.5%）。傳統(tǒng)調(diào)和技術(shù)技術(shù)含量低、生產(chǎn)成本高，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)劣質(zhì)原料的有效利用，造成清潔型燃料油產(chǎn)能的嚴(yán)重不足。以歐盟標(biāo)準(zhǔn)的低硫（硫含量<0.1%）清潔船舶燃料油為例，其需求量大且價(jià)格昂貴，當(dāng)前國(guó)內(nèi)無(wú)生產(chǎn)企業(yè)，全部依靠進(jìn)口。2020 年，船燃硫含量標(biāo)準(zhǔn)將在全球范圍內(nèi)由現(xiàn)行<3.5%大幅提升至<0.5%。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)石油煉化每年產(chǎn)出約 2500 萬(wàn)噸油漿或渣油，大部分作為劣質(zhì)鍋爐燃料低價(jià)銷(xiāo)售，與清潔船舶燃料油之間存在巨大價(jià)差。因此，將劣質(zhì)重油轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵈叭剂嫌途哂惺种匾膽?yīng)用價(jià)值，潛在的市場(chǎng)價(jià)差每年可達(dá) 2000 億人民幣以上。 我課題組開(kāi)發(fā)的生物煉化技術(shù)可彌補(bǔ)加氫法等在重油脫硫脫氮應(yīng)用上的缺陷和弊端（如：粘度降低、催化劑中毒等），可重點(diǎn)去除高硫原油、渣油和油漿等劣質(zhì)油品中的有機(jī)硫氮以及重金屬等其它有害固雜成分，且保證油品的高粘度。已與多家企業(yè)合作完成 800 余次生物脫硫技術(shù)測(cè)試，脫硫效率可達(dá) 30～60%，并初步建立 1～5 噸的中試裝置。試制的清潔型 180#和 380#船舶燃料油產(chǎn)品經(jīng)國(guó)家權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)鑒定優(yōu)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，可替代傳統(tǒng)調(diào)和技術(shù)，為石化企業(yè)、船舶燃料油經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)提供高品質(zhì)清潔燃料油的生產(chǎn)和油品升級(jí)服務(wù)。僅需約 200～300 元/噸成本即可實(shí)現(xiàn)劣質(zhì)油漿轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)清潔船舶燃料油（價(jià)差大于 1000 元/噸），具顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益。我課題組基于生物煉化核心技術(shù)（8 項(xiàng)專(zhuān)利）已開(kāi)發(fā)以下四項(xiàng)技術(shù)，均有較好應(yīng)用效果，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。包括： 1）清潔船舶燃料油制備技術(shù)（中試） 2）油漿的生物清洗技術(shù)（中試） 3）生物乳化油制備技術(shù)（中試） 4）石油污染生物修復(fù)劑（產(chǎn)品成熟）