论氢能源和氢能源系统

本文从能源过渡观点出发论述发展氢能源的重要性，概述氢能源系统及相关的氢能制取、储存和输运和应用技术，研究了几种一次能源与氢能源的组合系统。     

中国的燃料电池技术

近几年我国燃料电池的研究开发取得长足的进展，特别在质子交换膜燃料电池方面，达到或接近了世界水平；在熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池技术等方面也取得一些进展。但在总体上，我国燃料电池仍处于科研阶段，与国外相比，水平较低。发达国家都已将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，并取得了许多重要成果，各等级的燃料电池发电厂相继建成，即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车动力。我国应集中研究力量，加大投入，大力推动燃料电池发电技术的研究开发和应用工作。     

氢和氢致马氏体导致不锈钢氢脆的定量研究

对原子氢和氢致马氏体在奥氏体不锈钢氢脆中的作用进行了定量研究. 结果表明, 当氢浓度C ₀大于临界值(30×10^-6)后就会出现氢致马氏体(e +), 它随C₀升高而升高, 即M(e + ) = 62 - 82.5exp(-C₀/102), 氢致马氏体引起的塑性损失I_δ (M)随马氏体含量线性升高, 即I_δ (M) = 0.45 M = 27.9 - 37.1exp(-C₀/102). 动态充氢引起的塑性损失I_δ 减去充氢除气试样的塑性损失就是原子氢引起的塑性损失I_δ (H) , 它随C₀升高而升高, 但当C₀>100×10^-6后, I_δ (H)趋于稳定值, 即I_δ (H)max = 40%. 随应变速率 升高, I_δ (H)逐渐下降至零, 即I_δ (H) = - 21.9 - 9.9lg . 氢致滞后断裂只和原子氢有关, 其门槛应力强度因子为K_IH = 91.7 - 10.1lnC₀. 其断口形貌和KI以及C₀有关, 当KI高或C₀低为韧断, K_I低或C₀高则为脆断. 韧断和脆断的分界线方程为K_I -54+exp(-C₀/153)=0.     

低热值燃料稳定燃烧的研究现状与进展

随着经济的持续发展,我国的能源需求不断增加.即便煤炭产量以及石油进口量都在不断刷新也难以保障能源的安全供给.因此,节约能源,扩大可利用的能源资源范围,对我国的经济建设极为重要.低热值燃料的应用能提高能源利用效率,但其热值低,稳定燃烧难以控制,需要在组织燃烧场、拓展可燃极限、稳定燃烧方面争取技术突破.本文将低热值燃烧技术分成两类进行了综述,一类是优化着火条件,一类是优化燃烧场结构,并介绍了国内外的一些低热值燃料燃烧实例,探讨了这方面的应用基础研究和技术开发现状.     

镍金属中氢掺杂的电子结构

利用第一性原理数值方法,研究了掺H, H⁺和H^-面心立方Ni的电子结构. 在所用的两个团簇模型中,H作为间隙原子（或离子）分别占据八面体和四面体中心. 计算表明,前者被优先占据. H, H⁺和H-仅与第一近邻Ni原子形成化学键,键间由于电子转移彼此差别较小.团簇掺H⁺时不足的电子和掺H-时多出的电子基本上由较远的Ni原子提供和吸收. 掺杂大大减弱了其第一近邻原子间的相互作用,却只稍稍改变第一近邻、第二近邻间的相互作用. 这是H掺杂局域作用的表现,与氢脆密切相关.     

钢的氢致沿晶断裂理论

氢通过应力诱导扩散富集在晶界降低沿晶裂纹形核表面能;与此同时通过氢促进局部塑性变形使应变局部化,从而降低塑性变形功.由此可导出氢致沿晶断裂规一化门槛值(K_(IH)/K_(IC))~2=1-0.162×10~(-3))β_HCσ(H)G_H/(2r_S-r_b-0.16×10~(-3).∑β_iC_iG_i),其中β_H和β_i是氢和其他元素在晶界的富集系数,Cσ(H)是应力诱导扩散富集的氢浓度,C_i是钢中各元素平均浓度,G_H和G_i是氢和其他元素的沿晶断裂功参数,r_s是Fe的表面能,r_b是Fe的晶界能.对油管钢,实验测出K_(IH)/K_(IC)=0.26.根据实验测出的β_i值,按上式所算出的K_(IH)/K_(IC)=0.23,这与实验值基本一致.     

氢燃料电池热特性测试平台设计和应用

国内氢燃料电池大功率、全负载的发展面临温度一致性与余热利用的热管理挑战.为了获得大功率氢燃料电池的能量转化与温度分布等热特性规律,搭建了模块化的氢燃料电池热特性测试平台,并进行应用研究,验证了该平台的功能性和实用性.该测试平台包括冷却散热模块、热特性测试模块、数据采集模块与控制模块等,能够在对热管理关键温度进行监测并对氢燃料电池产热特性进行实时测量分析的基础上,利用红外热成像与热电偶阵列对燃料电池各单元间的温度一致性进行测试与评价,旨在为余热利用、提升温度均匀性等先进热管理技术的研究提供测试手段与数据基础,对推进氢燃料电池汽车的节能化、高效化具有重要意义.     

梯度氢稀释法制备微晶硅n-i-p太阳电池的研究

采用高压RF-PECVD技术,研究了恒定氢稀释法和梯度氢稀释法对本征微晶硅薄膜纵向结构和n-i-p微晶硅太阳电池性能的影响.结果表明,采用梯度氢稀释法能够调控本征微晶硅薄膜的纵向晶化率分布和晶粒尺寸,使电池性能得到大幅度提高,获得转换效率为5.7%（Voc=0.47V,Jsc=20.2mA/cm2,FF=60%）的单结微晶硅太阳电池及转换效率为10.12%（Voc=1.2V,Jsc=12.05mA/cm2,FF=70%）的叠层太阳电池.     

氢燃烧单步反应模型和输运系数模型的建立

提出了更为合理的氢气-空气混合物的单步反应模型和输运系数模型建立方法.针对氢-空气单步反应方程式H2＋0.5O2→H2O,其反应速率模型为=1.13×1015[H2][O2]exp（46.37T0/T）mol/（cm3s）,输运系数模型为=K/CP=D=7.0×105T0.7g/（cms）.采用该模型和文献模型对ZND爆轰和自由传播层流火焰进行模拟,二者结果具有很好的一致性.另外还采有本文模型模拟了障碍通道内燃烧转爆轰过程,模拟结果与实验结果基本一致.验证了本方法和模型的正确性.     

海量遥感数据存储管理技术综述

针对海量遥感数据的存储管理问题,以NASA EOS,World Wind,Google Earth,Google Maps,Bing Maps,Microsoft TerraServer,ESA,Earth Simulator,GeoEye,天地图,中国资源卫星应用中心,国家卫星气象中心,国家海洋应用中心等13个数据存储中心或系统为例,重点从遥感数据的存储组织方式与存储架构方面,综合与分析各个数据存储管理技术的特点与优势.通过综述国内外实际的数据存储与管理技术,有利于寻求更适合于海量遥感数据存储的技术与方法,应用于我国海量遥感数据存储管理的实际工作中.     

低温燃料电池催化剂及制备技术进展

催化剂是燃料电池的关键材料，研制新型催化剂和创新制备技术是降低燃料电池成本，实现燃料电池产业化的关键。本文详细介绍了低温燃料电池用催化剂的最新研究进展，对催化剂的制备技术进行了评述。     

微电子技术的进展与挑战

微电子技术自巴丁、布拉顿和肖克莱发明晶体管至今,经历了半个世纪的发展,已经取得巨大进步,成为人类社会众多领域的关键技术,从而有力地推动,并将继续推动着人类社会全面进入信息时代。     

简评储氢与制氢研究中的问题与进展

储氢与再生氢的制备是到达氢经济时代必须解决的2个关键技术问题。通过阐述超临界温度下气体的吸附机理,指出基于吸附原理的储氢材料不可能具有工业应用前景,其它已知的储氢方法亦然,因此储氢研究必须从原理方面探索具有工业应用前景的储氢方法。虽然大多数制氢研究仍以化石燃料为制氢原料,但只有从水制得的氢才是再生氢,才具有可持续性、洁净性和能源安全性。简评了再生氢制备方法,并报告一种通过不同价态的铁氧化物之间的转换实现水不完全分解制取纯氢的实验室研究结果。     

青藏高原多年冻土区公路修筑技术之进展

青藏公路由北向南纵贯青藏高原腹地,昆仑山唐古拉山间平均海拔4500m以上,在公路沿线700多千米范围内广泛分布有全球独一无二的以高海拔高温为主要特征的多年冻土．高原气候变化无常,一日间可经历四季,遭遇雨、雪、冰雹;公路沿线环境恶劣,年平均气温-2℃～-7℃,空气中含氧量不足海平面的50％,太阳辐射量平均高达3600kJ／m^2．多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱是高原环境的基本特征．在当今全球气候升温大背景下,高原下伏多年冻土响应进程加快,近20年间冻土平均升温0．2～0.3℃,岛状多年冻土加速消失,高温多年冻土加剧退化,低温多年冻土升温明显,并由此导致冻土区公路工程病害不断发生发展．青藏公路历经50年建设和34年连续科研,通车50年来,历经数次整治改建,并开展长达30多年的连续跟踪观测研究,其作为中国高原冻土区大规模工程建设的开山之作,无疑也成为中国冻土工程研究最大的试验工程．2002年交通部在西部交通建设科技项目中安排开展《多年冻土地区公路修筑成套技术研究》,积极迎对全球气候升温变暖对多年冻土区工程影响的挑战,从冻土工程理论、勘察设计方法、工程稳定措施、冻土工程病害预防养护与工程寿命保障,到高寒缺氧恶劣环境下的生态环境保护等方面开展系统研究,创新、集成了针对中国实际的多年冻土地区公路修筑成套技术,推动了中国冻土工程领域的技术进步,进一步提升了中国公路冻土工程研究的世界领先水平．     

310不锈钢中氢致纳米空洞导致断裂的机理

对充氢的 31 0不锈钢薄膜进行TEM原位拉伸表明 ,当CH 较高时 ,氢致断裂通过纳米空洞形核 ,然后沿 {1 1 1 }面准解理扩展的方式进行 ;当CH 较低时 ,氢促进纳米空洞形核、长大和连通 ,进而导致韧断 .在此实验基础上 ,提出了一个新的模型 .该模型认为 ,位错挣脱缺陷气团的钉扎 ,并运动离开无位错区 (DFZ) ,结果沿 {1 1 1 }面产生许多空位团和氢原子簇 .氢趋于和空位团结合 ,导致纳米空洞沿 {1 1 1 }面形核 ,高密度纳米空洞来不及长大便互相连通 ,进而导致脆性扩展 ;而稀疏纳米空洞可以长大成微空洞甚至宏观空洞 ,最终导致韧性扩展 .     

氢稀释对非晶硅碳(a-SiC:H)合金薄膜生长和光学特性的影响

用PECVD方法, 以固定的甲烷硅烷气体流量比([CH₄]/[SiH₄] = 1.2)和不同的氢稀释比(R_H = [H₂]/[CH₄+SiH₄] = 12, 22, 33, 102和135)制备了一系列的氢化非晶硅碳合金(a-SiC:H)薄膜. 运用紫外-可见光透射谱(UV-VIS)、红外吸收谱(IR)、Raman谱以及光荧光发射谱(PL)测量研究了氢稀释和高温退火对薄膜生长和光学特性的影响. 实验发现氢稀释使薄膜光学带隙展宽(从1.92到2.15 eV). 高氢稀释条件下制备的薄膜经过1250℃退火后在室温下观察到可见光发光峰, 峰位位于2.1 eV. 结合Raman谱分析, 认为发光峰源于纳米硅的量子限制效应, 纳米硅被Si-C和Si-O限制.     

新安全格局下中国技术安全管制立法的检视与完善

以新安全格局保障新发展格局是党的二十大作出的重要战略部署。科技安全是总体国家安全观的重要组成部分,中国技术安全管制立法应处理好科技发展与科技安全的平衡。美国技术安全管制立法的管制重点为“新兴技术和基础技术”,通过许可例外、临时管制等制度设计实施精准管制,实行动态的、专门的跨部门技术识别程序,并采取与外商投资安全审查的联动安排,其制度经验对中国技术安全管制立法完善具有一定借鉴意义。立足于中国科技安全的保障需求,中国应以保护关键核心技术为重点对技术安全管制立法进行针对性的完善,通过建立许可例外制度、跨部门技术识别机制以及清单动态管理工作机制补齐制度短板,同时加强与外商投资安全审查立法、反制裁立法的联动安排以强化管制效果。     

氢燃料电池阳极抗一氧化碳毒化催化剂的研究进展与展望

氢燃料电池阳极侧通常使用铂(Pt)催化氢氧化反应(HOR),然而当前供应氢燃料电池的工业产氢气中通常含有少量的一氧化碳(CO)杂质,因此将导致Pt催化剂活性因CO中毒而降低.如何提升阳极催化剂的抗CO毒化能力是HOR研究领域的重要课题.本文介绍了抗CO毒化的Pt基催化剂的研究现状,总结了过渡金属及氧化物掺杂、催化剂表面修饰和载体调控及选择等合成策略,汇总了其他铂族金属催化剂与非贵金属催化剂的抗CO毒化研究进展,并对未来的抗CO毒化阳极HOR催化剂发展方向作出了展望.     

材料环境适应性评估技术及其进展

综述了材料环境适应性评估技术的发展过程和技术体系。指出应该发展中国特色的材料适应性评估技术。