1 成果简介海洋是人类赖以生存和发展的地球环境的重要组成部分，海洋为我们提供了丰富的矿产资源、食物资源、药物资源以及油气资源等，并且还提供了可以为人类所利用的潮汐能等。但是，随着近年来世界经济与工业的快速发展，污染物每年以惊人的数量排放到海水中，经过海洋生物体的富集，不但对海洋生物造成致命的威胁，如果再通过食物链进入人体的话，那么海洋污染的危害会直接作用于我们人类自身。海洋的生态环境正遭受到严重的破坏，海水环境，尤其是近海的海水正面临着日益严重的污染。海洋的环境保护，需要我们运用科学的手段对海洋环境进行监测，进而调整海洋开发和生态保护的平衡点，以实现对海洋资源的可持续利用和发展。自 2009 年开始，清华大学在多年实验和科研基础上针对测定水体中污染物的化学发光在线分析仪进行开发研制。为了满足海洋污染物现场分析的需要，研制设计船载小型、现场、实时、快速监测海水中多种有机物的化学发光检测专用分析仪。这一研究把当今国际上最先进的分离分析方法应用于海洋监测技术上，该仪器的成功研制对于推进我国海洋监测的全自动化过程起到重要的作用。研制成功的仪器，可提供各海洋监测船和沿海 各海洋监测站以及常规的海洋检测实验室的海洋监测使用。设计成功的仪器经过简单改装或改进，也可以应用于陆地环境污染水中的有机物测定，在环境监测领域也可发挥其积极的作用。2 应用说明多次参加由国家海洋局北海海洋勘测研究院组织的以向阳红 08 号为载体的胶州湾海上实验与渤海湾海上实验。实验数据表明， 当腐植酸浓度在 0.1-1.0 mg/L 范围内时，化学发光强度与腐植酸浓度是呈线性关系的，回归方程为 I=34.41+1.17x，相关系数 R=0.994； 同时腐植酸浓度在 1.0-8.0 mg/L 范围内，化学发光强度与腐植酸浓度具有线性关系，回归方程为I=35.12+0.53x，相关系数 R 为 0.993。当苯酚浓度在 0.02-0.1 mg/L 范围内时，化学发光强度与苯酚浓度有线性关系，回归方程为 I=33.52+64.48x，相关系数为 0.983；而苯酚浓度在 0.1-0.8mg/L 的范围时，化学发光强度与苯酚浓度也呈线性关系，回归方程为 I=40.25+26.14x，相关系数为 0.992； 当苯酚浓度在 1.0-10.0 mg/L 范围内，化学发光强度与苯酚浓度呈线性关系，线性回归方程为 I=75.83+1.07x，相关系数 R=0.983。 所测数据经过中国计量科学研究院和大连国家海洋环境监测中心两家权威检测机构认证，其性能符合国家标准。3 效益分析该分析仪可实现全自动、在线、现场、实时监测海水中的腐植酸和酚类物质，并通过中心控制系统远程操控的命令进行接受指令进行测定，实现了命令接收、反馈、执行、数据自动处理、存储、发送以及历史数据的自动保存等功能。从而改变了长期以来对环境监测都是采样后拿回到实验室进行测定、在海上作业的时候则需要在船上或者岸上的实验室进行分析测定，这些方法分析周期长，增加了运输成本的缺点，最重要的是若样品在分析测定之前受到污染或自身发生反应变质的话，会严重影响数据的测量结果，很难适应远洋监测的需要。

1 成果简介海洋是人类赖以生存和发展的地球环境的重要组成部分，海洋为我们提供了丰富的矿产资源、食物资源、药物资源以及油气资源等，并且还提供了可以为人类所利用的潮汐能等。但是，随着近年来世界经济与工业的快速发展，污染物每年以惊人的数量排放到海水中，经过海洋生物体的富集，不但对海洋生物造成致命的威胁，如果再通过食物链进入人体的话，那么海洋污染的危害会直接作用于我们人类自身。海洋的生态环境正遭受到严重的破坏，海水环境，尤其是近海的海水正面临着日益严重的污染。海洋的环境保护，需要我们运用科学的手段对海洋环境进行监测，进而调整海洋开发和生态保护的平衡点，以实现对海洋资源的可持续利用和发展。自 2009 年开始，清华大学在多年实验和科研基础上针对测定水体中污染物的化学发光在线分析仪进行开发研制。为了满足海洋污染物现场分析的需要，研制设计船载小型、现场、实时、快速监测海水中多种有机物的化学发光检测专用分析仪。这一研究把当今国际上最先进的分离分析方法应用于海洋监测技术上，该仪器的成功研制对于推进我国海洋监测的全自动化过程起到重要的作用。研制成功的仪器，可提供各海洋监测船和沿海 各海洋监测站以及常规的海洋检测实验室的海洋监测使用。设计成功的仪器经过简单改装或改进，也可以应用于陆地环境污染水中的有机物测定，在环境监测领域也可发挥其积极的作用。2 应用说明多次参加由国家海洋局北海海洋勘测研究院组织的以向阳红 08 号为载体的胶州湾海上实验与渤海湾海上实验。实验数据表明， 当腐植酸浓度在 0.1-1.0 mg/L 范围内时，化学发光强度与腐植酸浓度是呈线性关系的，回归方程为 I=34.41+1.17x，相关系数 R=0.994； 同时腐植酸浓度在 1.0-8.0 mg/L 范围内，化学发光强度与腐植酸浓度具有线性关系，回归方程为I=35.12+0.53x，相关系数 R 为 0.993。当苯酚浓度在 0.02-0.1 mg/L 范围内时，化学发光强度与苯酚浓度有线性关系，回归方程为 I=33.52+64.48x，相关系数为 0.983；而苯酚浓度在 0.1-0.8mg/L 的范围时，化学发光强度与苯酚浓度也呈线性关系，回归方程为 I=40.25+26.14x，相关系数为 0.992； 当苯酚浓度在 1.0-10.0 mg/L 范围内，化学发光强度与苯酚浓度呈线性关系，线性回归方程为 I=75.83+1.07x，相关系数 R=0.983。 所测数据经过中国计量科学研究院和大连国家海洋环境监测中心两家权威检测机构认证，其性能符合国家标准。3 效益分析该分析仪可实现全自动、在线、现场、实时监测海水中的腐植酸和酚类物质，并通过中心控制系统远程操控的命令进行接受指令进行测定，实现了命令接收、反馈、执行、数据自动处理、存储、发送以及历史数据的自动保存等功能。从而改变了长期以来对环境监测都是采样后拿回到实验室进行测定、在海上作业的时候则需要在船上或者岸上的实验室进行分析测定，这些方法分析周期长，增加了运输成本的缺点，最重要的是若样品在分析测定之前受到污染或自身发生反应变质的话，会严重影响数据的测量结果，很难适应远洋监测的需要。

S2 – 移动床和流量可视化罐用于两个主要研究领域。   第一个涉及对移动床情况的详细调查。这些可能与水道或土木工程结构有关。   第二个领域涉及二维流可视化。这可以使用 Ahlborn (c.1902) 粉尘指示器技术或通过任何其他合适的流动可视化方法进行。 水箱由自色牛津蓝 (BS0105) 玻璃纤维增强塑料模制而成，并带有钢筋以提供刚性。它分为三个部分制造；进水箱、工作段和排放储水箱。这些部分通过法兰 连接连接起来，并作为一个完整的组件从工厂发货。卸料罐内装有一个带有上游滤砂器的防跌落式可调溢流堰。进水箱具有多孔挡板，可将水流均匀地分布在整个 工作台的宽度上。   在进行流动可视化实验时，提供一侧为蓝色、另一侧为白色的可移动玻璃板以覆盖沙床。一对可调节的铝制仪表导轨安装在油箱顶部。它们在工作段的整个长度上延伸，一个导轨带有一个定位标尺。   提供的深度计用于测量水位并绘制锻炼期间产生的沙床的轮廓。   它配备了一个不锈钢钩和点，并包含一个能够准确确定水平的游标刻度。   该仪表设计用于安装在仪器托架组件上，该组件可以定位在工作区域的任何点上。主载体（纵向移动）设有锁定装置和光标，与仪表轨道秤配合操作。 副车（横向）在主车提供的轨道上运行。还有一个横向刻度和锁定装置。设备的正确使用在随罐提供的综合手册中进行了描述。   水流由离心泵提供，该离心泵的材料选择耐腐蚀，管道系统包括电动流量调节阀。 GRP 成型件带有泵、控制阀、刚性管道和“在线”流量计。   该组件通过柔性软管连接到油箱。电机启动器和数字仪表读数器安装在桌面机柜中，随附所需的柔性电缆。   实验台可提供可选的工作长度： 一台全功能的设备，可用于教学、方案设计和科研工作。工作段长度从2.0米到4.0米可调。 S2-2M型：工作长度2m S2-4M型：工作长度4m     实验台可用于两个领域的研究： 流动床状态下的水力学模型，例如水道或土木工程结构。 二维可视化流动应用，例如Aihborn（爱尔帮）尘埃指示器技术。

全可变气门机构（Fully Variable Valve System, 简称 FVVS）可实现气门最 大升程、气门开启持续角和配气相位三者的连续可变，对发动机的节能减排具 有重要意义。FVVS 能够采用进气门早关（EIVC）的方式控制进入气缸内的工 质数量，从而取消节气门，这种无节气门汽油机将大幅度地降低泵气损失，使 中小负荷时的燃油耗降低 10-15%。此外，全可变气门机构与增压系统匹配可实 现米勒循环（Miller cycle），大幅度改善发动机热效率；全可变气门技术可以 拓展 HCCI 运行范围，并通过发动机内部 EGR 减少有害气体的排放；因此 FVVS 技术已成为内燃机新技术的重要发展方向之一。 目前，典型的全可变液压气门机构是舍弗勒的 MultiAir 系统。该系统的工 作原理如下：由凸轮推动液压活塞，液压活塞通过液压腔与驱动活塞相连，而 液压腔则由一个开关式电磁阀控制。通过对电磁阀开闭时刻的控制，即可实现 各种不同的气门运动规律，实现全可变气门机构的功能。舍弗勒 MultiAir 系统 被美国《汽车新闻》评为“2012 年度汽车供应商杰出贡献奖”（2012 Automotive News PACE）。 山东大学车辆系多年来一直从事全可变液压气门机构的研究工作，研发了 一种配气凸轮驱动的全可变液压气门机构，简称 SDFVVS 系统。该机构通过设 置在配气凸轮与进气门之间的液压气门驱动机构驱使进气门开启，用泄油控制 机构释放液压系统中的油压使进气门关闭，并采用落座缓冲机构控制气门落座 速度。SDFVVS 系统的工作原理与舍弗勒的 MultiAir 技术基本相同，都属于电 控全可变液压气门机构。但其核心技术却有本质的区别，MultiAir 技术采用高 频电磁阀（200Hz 以上）作为液压系统的油控开关；而山大研制的 SDFVVS 系 统采用了泄油控制机构作为液压系统的油控开关。SDFVVS 系统已在北汽福田 BJ486 汽油机上已成功实现了实现气门最大升程、气门开启持续角和配气相位 三者的连续可变。

项目成果/简介:《先进高折射高色散透明陶瓷的研发与产业化》，现阶段成熟产品为：微晶/多晶蓝宝石陶瓷材料，主要用于高档珠宝和饰品行业，其基本特点包括折射率n≥1.76，硬度≥9，半透明或微透明，外观色泽类似翡翠和玉，可耐1200℃高温而无损。在天然翡翠等玉石资源日趋枯竭，价格不断上扬的背景下，这种以蓝宝石材料为基通过高温工艺制备而成的新型珠宝材料具有广泛的市场前景。 透明陶瓷是现代无机材料发展的最前沿领域，通常用于激光光学、发光材料等方面，如何将原本不透明的陶瓷透明化，是技术难点，目前国外尚未有将透明陶瓷反向微透明化用作珠宝饰品行业的报道，原因在于只有东方才有独特的朦胧审美观和玉文化，因此本项目处于较为领先的阶段。应用范围:产品已经可以量产销售，期望能有VC或PE等产业化资金介入，实现股权融资。期望投资金额在3000万人民币左右。项目阶段:批量生产效益分析:本项目的技术难点和亮点在于，如何将完全透明的单晶蓝宝石转变为微晶/多晶蓝宝石材料，形成似透非透的类似于翡翠和玉的半透明效果，同时大幅度降低单位重量成本，本项目通过特殊的高温工艺实现了这一点，并通过各种添加元素实现了材料的彩色化。目前项目技术已经成熟，可以直接进入量产销售阶段。

《先进高折射高色散透明陶瓷的研发与产业化》，现阶段成熟产品为：微晶/多晶蓝宝石陶瓷材料，主要用于高档珠宝和饰品行业，其基本特点包括折射率n≥1.76，硬度≥9，半透明或微透明，外观色泽类似翡翠和玉，可耐1200℃高温而无损。在天然翡翠等玉石资源日趋枯竭，价格不断上扬的背景下，这种以蓝宝石材料为基通过高温工艺制备而成的新型珠宝材料具有广泛的市场前景。 透明陶瓷是现代无机材料发展的最前沿领域，通常用于激光光学、发光材料等方面，如何将原本不透明的陶瓷透明化，是技术难点，目前国外尚未有将透明陶瓷反向微透明化用作珠宝饰品行业的报道，原因在于只有东方才有独特的朦胧审美观和玉文化，因此本项目处于较为领先的阶段。

储能系统在应用领域上可以分为小型无间断备用电源（UPS）和大型储能电站(ESS)。UPS在停电时给计算机/服务器、存储设备、网络设备等计算机、通信网络系统或工业控制系统、需要持续运转的工业设备等提供不间断的电力供应。储能电站的目的是“削峰填谷”，可以把用电低谷期低价的富余的电储存起来，在用电高峰电价较贵的时候再拿出来用，可以为用户节约用电成本，也能在用电高峰期缓解电网的用电压力。储能电站还可存储太阳能和风能电站产生的电能，将光能和风能与储能电站完美结合，实现可再生电能的有效储存，突破时间和气候限制，解决了太阳能和风能由于缺乏稳定性而造成的并网难题。 目前市场上的储能系统多是基于传统的铅酸电池，铅酸电池虽然价格低廉，但是它主要有由金属铅构成，对环境危害很大，而且它们寿命很短，通常2年左右就要更换全部电池。在低碳和环保背景下，用新型锂离子电池代替传统铅酸电池是大势所趋。市场上虽然有基于磷酸铁锂电池的储能系统，但是磷酸铁锂电池价格高昂，是铅酸电池的3倍以上，在市场上缺乏竞争力。本项目的目的是设计和制造基于廉价三元锂电池的储能系统，可以用于备用电源也可以用于储能电站，比基于磷酸铁锂的储能系统在成本上能降低30%以上，而且能量密度更高，重量和占地面积都显著降低。崔博士已经和敦煌力波能源科技有限公司合作在敦煌市的国家级光电基地建造了一个0.5MWH的储能电站系统，这个储能电站主要服务于一个光伏电厂，在光照不足时为辅助光伏板以产生稳定的输出功率。

燃料电池作为高节能性，环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气来源现在主要利用天然气、甲醇、DME、轻质馏分、汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中，汽油和煤油具有价格便宜、携带便利、常温下稳定性高、供给系统完善等优点，可以广泛应用于家庭、汽车、野外或者是灾害时，成为非常方便的电力供给源。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 燃料电池作为高节能性，环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气来源现在主要利用天然气、甲醇、DME、轻质馏分、汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中，汽油和煤油具有价格便宜、携带便利、常温下稳定性高、供给系统完善等优点，可以广泛应用于家庭、汽车、野外或者是灾害时，成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃油中的含硫量必须从现在的10ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫，在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫需要十分巨大的设备投资，实际上对于燃料电池用燃油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附脱硫技术也在开发中，但是吸附选择性低，使用了高价的吸附剂，处理能力也比较低。

燃料电池作为高节能性，环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气，甲醇，DME，轻质馏分，汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中，煤油具有价格便宜，携带便利，常温下稳定性高，供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭，汽车，野外或者是灾害时，成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十 ppm 减少到 1ppm 以下。 为了达到这种严格的超深度脱硫，在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话，需要十分巨大的设备投资，实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中，但是吸附选择性低，使用了无法再生的高价吸附剂，处理能力也比较低。 项目特色 本技术采用和现在的研究完全不同的想法，利用常压低温下的氧化反应，将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化，并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜，是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外，像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和，应用于燃料电池的燃料油重整器，可以很容易使燃料电池小型化，轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比，本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比，脱硫效率高数十倍，对于硫氧化物的选择吸附性高，吸附剂可以再生，吸附剂的使用量减少，可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统，制造出氢气提供给燃料电池。 项目应用前景 1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器 图 1 是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物 DBT 在催化剂及氧化剂存在下，在常压低温下很容易氧化，生成硫氧化物，然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂，通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器，然后，常温常压下通过吸附器进行吸附，除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到 0.5ppm。 2．超深度脱硫煤油的重整反应 图 2 是利用 Ru 系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成 CO2 和 H2。从结果来看，不含硫的煤油 750 度的重整反应活性达到 100%，氢气收率达到了 80%，而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。 3．项目计划 a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置，改变催化剂，氧化条件及吸附剂，将煤油中的硫磺含量减少到 0.1ppm。 b. 试做一套小型化脱硫装置，进行 1000，2000，10000 小时长期试运转实验，对催化剂，吸附剂的寿命，再生的可能性，装置的长期稳定性进行考察。 c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置，利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整，开发高活性，长寿命的重整催化剂。 d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器，利用煤油制造氢气提供给燃料电池。 e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器（Sulfur Chemiluminescence Detector），氢 火 焰 离 子 检 测 器 气 相 色 谱 （ Gas Chromatography-FlameIonization Detector），热导池检测器气相色谱（ Gas Chromatography-ThermalConductivity Detector）等