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问一下,新能源、新材料在生活中的应用情况,举几个简单的例子就行了

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2024-08-17 10:51:11
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问一下,新能源、新材料在生活中的应用情况,举几个简单的例子就行了【专家解说】:新能源与新材料 1、便携式氢能发电机项目简介:本项目的目的是开发一种基于高效能质子交换膜燃料电池的氢能

【专家解说】:

新能源与新材料

1、便携式氢能发电机

项目简介:本项目的目的是开发一种基于高效能质子交换膜燃料电池的氢能发电机、可广泛应用于多种领域的通用型质子交换膜燃料电池电源系统;主要应用对象为:军用和商用车载电源,高性能备用/应急电源,以及风电/光伏发电的蓄能-调峰电源,经产业化后可以更广泛应用于商品用备用/应急氢能发电机电源,最终取代燃油发电设备。与传统的基于铅酸蓄电池的应急/备用电源系统和柴油发电机组相比,氢能发电机应急电源系统具有许多无法比拟的优点,如:氢能发电机是一个开放的电池系统,只要源源不断地供给燃料,电池系统则可不间断的输出电源,氢能发电机能量密度高、启动快速、供电质量高、移动便利、无污染零排发等。因此,近年来基于质子交换膜燃料电池的应急(备用)电源系统的研究与开发一直是氢能发电机应用领域的热点课题。现在和未来,低碳经济、低碳生活和构建低碳社会成为人们共同追求的目标。新能源的开发和新能源技术的应用是实现这一目标的首要途径。作为绿色能源和真正零碳排放的氢能发电机应用市场前景将会更加广阔。

项目单位:台湾亚太燃料电池有限公司

项目合作方式:双方协商

2、小型聚光型太阳能发电和产热联合系统

项目简介:高效太阳能转换系统,是小型的聚光型太阳能发电和产热的联合系统。产品具有效率高、成本低、同时发电和供热、可在屋顶安装的优点。

它解决了目前太阳能利用普遍存在的效率低、成本高等问题。其综合转换效率可高达70%,其可用能量的成本则低于每瓦2.5元,可与煤炭竞争。

该产品的出现填补了国内在此领域的空白。目前,第一代产品的研发已接近尾声,进入最后测试,并筹备产业化阶段。

应用领域:它可应用于任何需要电、热能或热水的房屋建筑上,包括住宅和商业大楼。

项目单位:美国Marvel Technologies, LLC公司

项目合作方式:双方协商

3、利用太阳能风能产生氢能源的可循环能源转换生成系统

项目简介:本项目有机地将氢能和太阳能以及太阳能氢能海水污水淡化结合在一起的高新技术。本项目的技术属于国际领先的先进技术,是今后50年乃至于100年的可循环使用清洁和环保能源技术的领头产品。“氢能技术”已被列入《中国科技发展“十五”计划和2015年远景规划(能源领域)》。氢能所具有的清洁、无污染、效率高、重量轻和储存及输送性能好、应用形式多等诸多优点,赢得了人们的青睐。利用氢能的途径和方法很多,例如:航天器燃料、氢能飞机、氢能汽车、氢能轮船、氢能发电、氢介质储能与输送,以及氢能空调、氢能冰箱等等,有的已经实现,有的正在开发,有的尚在追求和探索。随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展,氢能应用范围必将不断扩大,氢能将深入到人类活动的各个方面,直至走进千家万户。

本项目主要是利用自然界里的太阳能和风能来发电,去处理海水、污水等,产生氢气、氧气和淡水。这个原理是个可逆循环的技术的另一种利用,即:利用电将海水或者污水分解为氢气、氧气和净水;需要的情况下,将氢气和氧气结合成为水并放出电。因此,该技术是人类平静使用自然界的物质来改变其形态,为人类服务。简单地说,就是利用太阳能或者其他自然能将海水或者污水变成氢气、氧气和干净水,销售这三种产品,而此三种产品都是有非常广阔的市场需求的,还可以根据不同地区的不同需要,将氢气专门输送到接受地以后,通过氢气和氧气结合再产生水和电,可以为缺水缺电的地区实现得水得电的需要。而且输送氢气到达目的地再转换为水的成本,比现在通过翻水站和输水管路输送水要便宜的多,而且氢气在目的地和空气中的氧气结合转换为水的时候,还可以发出电。因此,该技术和相对应的产品是有巨大的市场和需求的,生产和制造该技术设备,在当前国内还没有同类企业和机构,上马该项目是造福子孙后代和有着巨大的社会效益和丰厚的经济效益的好项目。

利用氢燃烧时放出的热量作为能源。氢的燃烧热为28900千卡/千克,大约是汽油燃烧热的三倍。反应产物是水,对环境没有污染,所以人们把氢称作洁净能源。用氢代替目前所用的燃料是唯一能提供既没有温室效应、也没有污染物威胁的再生能源。氢能又是一种极具潜力的“能源载体”。氢气不是一次能源,自然界中不存在纯氢,只能通过分解含氢化合物得到,地球上最多的含氢化合物就是水!那么,分解水的能量是从太阳能而来。太阳能对环境无害,但有很强的区域性和时间性。在某一时段,有的地方有太阳,有的地方却没有;即使在有太阳的地方,太阳光的强度从早晚到中午也有很大的变化。这样,我们必须在太阳光强度高的时候储存太阳能,以便在没有太阳光时再利用。储存太阳能,靠蓄电池不行,容量太小。我们的太阳-氢能系统解决了这个难题。白天太阳能转化为电,用电能来电解水生产氢(只有在商业、工厂和家庭不需要电时,才这样处理);然后用管道输送氢,就像今天输送天然气一样,直到城市和小镇,供燃料电池发电。太阳-氢能无污染,当用氢产生热或电时,副产物是清洁的水,水电解又能得到氢。所以太阳氢能是一个清洁和可循环的系统。许多自然过程是自循环的,如动物、人和植物的呼吸系统,食物链和地球的水循环等。在太阳-氢系统中,氢在太阳能(直接的和间接的)和消费者之间扮演一个中介的角色。太阳能氢能海水污水淡化,由太阳能风能和水流动能发电(专利审批中)所产生的电能将海水污水电解,生产氢和氧;然后分别存储,或用车船运送氢,或用管道输送氢,就像今天输送天然气一样,直到城市,小镇,农村和海岛供燃料电池发电。氧气可以供给医用和富氧燃烧。用电时燃料氢电池使用氢和空气产生电能和清洁的水。太阳能氢能海水污水淡化技术是我们的成熟技术。我们不仅电解了水生产氢,并且存储氢,产生电能和清洁的饮用水。该技术的最大优点还可以储存电能,白天日光的太阳电能以氢能存储,晚上用电时氢能发电,产生清洁的水。因为氢可存储、可运输、清洁,而且可无限循环利用,用之不竭!太阳能对环境无害,取之不尽用之不竭!我们的氢能和太阳能发电技术与其它各种发电科技比较,则兼有「环保、可再生、廉价、可循环」等优点,为最合时代需求的新能源。我们的太阳能氢能海水污水淡化有机地将清洁再生能源和饮用水两种世界最紧缺的物质的生产结合起来,为人类发展的方向做出贡献。

本项目的主要研究开发的氢能源的内容、关键技术、先进性和创新点在于我们的氢能源技术的四大突破。(1)使用镍,钴和铁家族过渡金属作为催化剂,取代昂贵的钯和铂(白金)催化剂,我们正在研制的镍硼酸盐催化剂的效率是铂催化剂效率的200倍。(2)使用最新的半电位技术,我们电解每立方米的氢从5度电降低到低于1度电。(3)使用硼氢化钠(NaBH4)和氢氧化钠(NaOH)作为稳定剂使我们的硼氢化钠产氢技术,安全可靠,容易方便,价格便宜。一分的硼氢化合物与两分的水反应产生四分的氢气和一分的硼酸。(4)工程工艺的突破:采用自我调节的氢气生产系统,自动调节氢燃料存储室和氢反应催化剂室的相对运动,增加了氢气生成率,减少了氢燃料存储室和氢反应催化剂室的总容量。降低了使用空间,电解电能,气液交换能,气液分离,和气液泄漏保护及封闭的成本。

项目单位:美国联合企业有限公司

项目合作方式:双方协商

4、分子催化燃料电池

项目简介:本项目是石墨烯,、硅烯纳米空间双电层准经典电场选择性分子催化燃料电池,国际上绝无仅有,是利用工业上成熟的原子层沉积设备和单原子层转移技术制造纳米空间双层石墨烯, 硅烯电极组。 从根本上免去催化剂的使用。简化反应程序,是一种通用的气体反映催化方法。利用电势的可调性,电极材料的气体分子可透过性质,选择性地催化不同的气体反应。利用了科学,技术的最新突破。 衡量指标为装置的无原子级缺陷。 电极间同等空间。

应用领域:燃料电池; 任何小分子气体催化反应; 未来太阳能仿生光合催化由二氧化碳, 水制造氢,碳氢化合物解决能源,环境问题。

项目单位:美国新墨西哥大学高技术材料中心

项目合作方式:双方协商

5、浮动海浪发电站(FWEPS)

项目简介:海浪发电,环保无污染。在可再生能源中,海浪的功率系数最高。世界上可利用的海浪能总量达100亿千瓦,是全球发电量的好几倍。本项目研制的近海浮动海浪发电站(FWEPS)——将海浪能转化为电力的装置,具有广阔的前景。FWEPS,是与外层海浪空间匹配的振荡装置,代表了海浪能转换的最佳装置。

FWEPS模块主要组件:一个内部振荡驱动器,一个发电机,一个辅助蓄能器。在海浪的作用下,FWEPS的位置不断起伏。内部振荡驱动器位于受迫振荡的作用范围内,其频率与水中浮动振荡的频率相近。该驱动器将旋转力传输至发电机主轴上。该装置包含上述蓄能器,以便提高运行效率。

FWEPS优点和特性:该装置的振荡性能与外层波浪空间相匹配,提供了最有效的能量转换模式;可在各种波长、波速与强度与方向下持续运行,适应多变的外部条件;密封壳体可保护该装置的组件,使其免受海水及其水汽的腐蚀,因此,FWEPS运行可靠且经久耐用;可直接部署于海洋中不适合人类生活或航行的地方,且FWEPS的位置可随区域海浪活动、季节或其它原因改变;避开沃土和森林,不会造成经济损失,不会排放有害废气、废物与液态污染物、气态污染物、粉尘污染物,不会造成热量污染、振动污染以及噪音污染,可消除生态系

统破坏或恶化;无需化石燃料,无需制造昂贵的净化器;易于拆装;可在无人照管的状态下运行;运行成本低。

FWEPS的应用:单一模块且输出功率为10W至50kW的FWEPS可为灯标、无线电导航台、监控传感器、通信与导航系统单元、船舶、海岸与海岛设施、应急设备等供电。由大量5_-50 kW模块组成的强大FWEPS的发电能力可达几十兆瓦。这些设备可用作偏远村落、海上设施(包括气提石油井的海上钻探平台)或船上加工工业和海岸加工工业的电源供应基地,上述加工工业包括:将海洋动植物加工成食物或满足技术需要的原材料;加工原材料和矿产资源,以便提取工业用的物质和化合物;电解海水获取氢气和氧气。

项目单位:俄罗斯创新联盟(俄罗斯国际商务合作联盟)

项目合作方式:双方协商

6、功能海浪活塞式防波堤发电厂
项目简介 :海浪拥有巨大的能量,透过适当的装置就可以将这些能量萃取、利用,本发明即是其中的佼佼者,曾经荣获「 顶尖计划甄选活动」的金质奖殊荣!它最特殊的地方  是「 开口朝上」 的设计,其原理是先将海浪的动能转换成位能将海水抬升,被抬升的海水接着进入一个超大型的U型管中形成海浪活塞,以压缩或膨胀槽中的空气形成一束强劲的气流,经过导流板的导引,以接近平行的方向推动涡轮叶片使涡轮机高速旋转,经由传动机构转动发电机而发电。

项目单位:台湾成大先进技术有限公司

合作意向:双方协商

7、城市高楼屋顶混合太阳及风能发电

项目简介:城市高楼屋顶设置洁净能源发电场有甚多好处, 较明显者为:(–)屋顶空地可加以利用. (二) 开阔的屋顶最适合太阳光伏 (solar photovoltaic) 发电. (三) 所发之电力可就近供应大楼所需, 可以节省输电及配电所需之设备, 也无因长途输电所引起之损耗。 以上优点是为城市高楼装置太阳能发电日趋普遍之主要原因. 但是日光发电只有在白天有阳光情况下方能有效, 在夜晚或阴天就无电可发。

风力发电之时机正好与太阳能发电情况相反;风力通常在夜晚及无日光时最强. 而且风速也与高度成正比, 风速愈高风力发电量愈大, 所以 若能将风能与太阳能并用於城市高楼屋顶发电可将供电时间大幅增加, 对节省能源及减少城市空气污染有极大之贡献。

一个值得探讨的问题是:〝既然高楼屋顶用以风力发电有如此优势, 为何吾人尚未看到大规模屋顶风力发电?〞我们的答案是:〝一般城市高楼丛生,杂处之高楼 互相干扰空气流通, 因此高楼屋顶有难以控制及克服之乱流 (turbulence) 的问题。〞此种乱流造成驱动风车之风力高度不稳定性, 乱流也可招至风速互相抵消, 从而减弱风力发电之可靠性及能量转换效率. 此外此种乱流也为风车结构设计产生甚多困惑因而导至过重结构而超越大楼屋顶所能承载之强度。屋顶乱流之风力也会使风车运转时制造甚大噪音难为附近居民接受。

因此,城市高楼屋顶风力发电首要克服之技术是如何〝减少〞及〝控制〞空气乱流之现象。本人之研究团队在2008/2009年度研发一种特殊之挡风叶板。此种叶板可按实际风力分布之情况下使用〝计算流体动力学〞(computational fluid dynamic, CFD) 原理而设计特殊形状及安装位置用以减弱及控制驱动风车运转之乱流风力。本研发成果经CFD反覆印证可行。现由美国加州政府之能源处资助从事实地测试本团队所研发之挡风叶板之实用效果。

项目单位:美国加州大学圣荷西分校、美国创新经济促进会

合作意向:双方协商

8、模块式风力发电装置
项目简介:垂直轴风力发电机最大的问题是很难大型化,本发明已完全克服这一问题,且具备以下3个重要特色:  1. 垂直轴式风力发电机可任意联结复数个涡轮机,节省许多成本。2.具备特殊造型的导流板,可大幅提升风力机的机械效率。3.造型美观,可与周围景物融合在一起。

项目单位:台湾成大先进技术有限公司

合作意向:双方协商

9、非晶微晶叠层薄膜太阳能电池

项目简介:近几年,在国际光伏市场需求拉动下,国内光伏产业迅速发展,截至去年,太阳能电池产量达到5000兆瓦(每兆瓦等于1000千瓦),但其中95%以上为多晶硅电池,由于价格高,90%以上只能出口,加之晶体硅提炼技术受制于发达国家,造成尽管我国太阳能产业规模己居世界前列,但“两头在外”,国内受益十分有限。而非晶硅技术属于第二代太阳能技术,在国际上己有30几年历史,光电转换率逐渐提高,目前己达到6%以上,尽管低于多晶硅15%的转换率水平,但非晶硅薄膜电池原料消耗只是多晶硅的1%,生产环节简单节能,用电量不到多晶硅的10%,并且电池片基可以是玻璃、活性塑料或不锈钢,既可单独建造电站,也可与建筑装饰连成一体,给光伏发电带来更大的降价空间,将更快接近目前常规发电水平,应用于国内市场。本项目研发的技术和常规的非晶硅薄膜技术不同,本项目使用的是目前国际上最先进的薄膜太阳能技术-非晶微晶叠层技术,通过增加一个微晶硅层形成叠层技术结构来增强光电转换效率。非晶硅能较好地吸收太阳光谱里的蓝光和绿光,微晶硅能较好地吸收光谱里的红光,非晶微晶叠层薄膜,把最先进的微晶硅薄膜与相对成熟的非晶硅薄膜技术结合起来,利用各自的优势,生产高效低成本大规模太阳能电池。这种电池结构相比目前市场上常见的晶硅太阳能电池,能更好地利用太阳的光谱,增强光电转换效率。市场上,薄膜太阳能电池的毛利率接近50%,而晶体硅太阳能电池约为15%,随着晶体硅太阳能电池受多晶硅产能的释放,成本也会下降,但薄膜电池的最终成本还是会大大低于晶体硅太阳能电池。本项目产品的市场前景相当巨大,销售价是每瓦7-15人民币,如果实现30兆瓦产能后可以每年销售额2-4亿人民币,在实现300兆瓦产能后可以每年销售额20-40亿人民币,而且公司的产能很容易提升。本项目预计在起始到盈利的1-2年时间里,所需资金约为¥4亿。

项目单位:美国留学人员科技团队李云等人

合作意向:双方协商

10、超级蚕丝及应用

项目简介:蜘蛛丝是一种高强度材料. 与大多数人造纤维相比, 具有超强的综合强度。同时, 具有很好的生物兼容性。有人做过一个估算:“一根铅笔粗的蜘蛛丝,可截拦一架飞行中的波音747飞机”。主要缺点: 由于蜘蛛无法人工饲养,因此价格十分昂贵(每毫克几千美元)。因此, 我们研制出高强度,轻质, 且具有生物兼容, 并且格价合理 “蜘蛛丝”-超级蚕丝。

主要应用:具有子弹防功能以及其它性能。超强绳索(包括特殊用途降落伞), 鱼网,钩鱼丝, 防护网,截拦网。-与尼龙绳相比,蜘蛛丝具有高强度与高延展性, 以及抗盐水等特性。生物医药:人造皮肤,伤口处理,组织工程的支架。人造血管,人造肌腱,手术缝合线,等

目前国际上的解决方案:通过基因工程的方式去生长丝素蛋自:大肠杆菌进行丝蛋白表达;转基因山羊奶。将丝素蛋白抽成丝。存在的问题:一件五磅重的防弹衣需要600加仑的转基因山羊奶--太贵!丝素蛋白抽成的丝的性能还无法与蜘蛛丝相比。

项目可行性:我们的目标:目前世界上蚕丝的产量大于12~13万吨。如果将部分蚕丝转化为特种丝,使其有蜘蛛丝性能,如具有防弹功能以及其它性能,包括在生物医药方面的应用,将是一个十分理想能选择。该特种丝将用来制造特殊功能的织物, 以及具有生物、医药功能的特殊、材料,在民用以及军事上可应用的特殊丝或绳索, 且其价格也是我们所能承受的。

项目产品特色: 超级丝。抗张强度:比一般蚕丝增加50%。强度:是原蚕丝的3~4倍,达蜘蛛丝强度。生产价格:约是原蚕丝130%。

市场展望: 世界市场,大于十亿美元!

项目单位:新加坡国立大学

合作意向:与有关企业合作,实现超级丝产业化。新产品合作开发。包括产品开发, 中试生产, 推广。现阶段目标建议:小批量生产超级,测定丝的性能(生丝生产厂及有关研究单位)--十几~几十公斤超级生丝。小试需要:RMB:2万.中试:RMB:10万。超级丝编成品(各种厚度是纹路,厚度),及性能测试。开发新产品及市场。

11、微藻生产柴油的新技术

项目简介:从植物中提炼柴油最让人鼓舞的前景之一来自对藻类的研究和开发,因为它们生长迅速,产量也高。用海水作为天然培养基可节约农业资源;比陆生植物单产油脂高出几十倍.我们的开放系统养藻新技术以及微藻收获技术,微藻减低煤发电污染技术,可大规模应用于生物燃料生产和发电减污中,有重大经济效应和环保作用.希望能在中国大规模推广.

应用领域:大规模养殖硅藻,从硅藻中提炼柴油; 培育微藻减低煤发电污染,生产柴油。

投资估算:成果产业化项目一期投资:3000万元,完成中试,小规模生产

市场前景:每亩硅藻每年产值可达5万元,利润2万元,规模达到一万亩时年利润可达成2亿元.投资回收期为3年,以技术转让费形式可有3倍的回报。

项目单位:美国国家工程院王兆凯院士、国际华人科技工商协会、美国医药生物工程公司

合作意向:双方协商

12.  新型潮汐发电机

(Isis Project No 3325)

本技术设计并试验了一种新型潮汐发电机,该发电机可通过一简单装置对潮汐资源进行扩展性开发。

海洋绿色能源

潮汐的流动给我们提供的能源显而易见,能降低我们对化石燃料的依赖度。由太阳与月亮的相对位置产生的潮流在地球地质特征的影响下可得到增强,其速度可使其提取的能量极为可观。世界上有很多这样的地点,而英国(据估计)拥有的可开发潮汐能占了全球的10%。潮流位于海洋表面以下,因此潮汐发电机的视觉冲击最小,这跟风力电厂或河流的大坝工程不同。

正在研发的绝大多数潮汐发电机都是轴流装置,该装置跟风力发电机一样,垂直于流动方向转动。该装置的大小及其所能拦截的潮流面积被海水的深度所限制,需要10套或100这样的装置才能大规模大量发电。

牛津大学的一支工程师队伍已设计、建造并试验了实验室规模的发电机,这种发电机在机械原理上比轴流装置更为简单。该取名为THAWT(横向水平轴涡轮机)的能够最大限度地拦截潮流的牛津发电机已被设计出来,这是一种可升级扩展的装置(不管其所处的水域水深如何)。

其结果是,如果新型潮汐发电机延伸至与轴流装置相同的区域,

新型潮汐发电机将具备以下优势:

更少的发电机

更少的初级密封装置

更少的基础

相应地,新型潮汐发电机将需要:

更少的资金成本

更低的维修费用

更少的运营成本

专利现状

该产品在英国申请专利,Isis愿意与所有不想错过该机会的企业展开交流。详情请联系Isis项目经理。

项目单位:英国牛津大学

合作意向:双方协商

13、PE和PP 塑料件的特种粘结胶

项目简介:该特种粘结胶能有效粘结PE,PP 等塑料件,填补了该领域国内外空白。正准备申请该特种粘结胶的专利保护。

目前仅国内每年铺设的PE管道总长度就远超过了1万公里,国内最大的塑料管道公司正在检测该粘结剂,如果通过检测,将被用来连接不同直径的PE管道,取代传统的电熔连接(传统的电熔连接存在很多问题),这将是塑料管道连接的一个里程碑。当然,除了用来管道连接,还可用来连接其它用途的塑料件,这也是一个等待开发的大市场。还有很多具有超强粘结力和其它特殊性能的粘结剂,适用于不同用途的基面粘结。

项目单位:美国DVS Training Institution

项目合作方式:双方协商


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