“中技发布”活动启航——“双碳”领域技术专场

项目简介

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一、 “充电桩智能功率调配系统及方法”项目

为有效解决电网容量有限与充电桩安装需求的矛盾，研究提出充电桩智能功率调配系统及方法，通过实时获取变压器剩余可用功率，动态调节充电桩可用台数，引导用户在用电低谷期充电。产品主要包括智能充电管理系统、交/直流充电桩、手机客户端。具有２个主要功能：（1）智能调配功率保障用户有序充电。

（2）智能调配应急用户优先充电。

二、中国科学院理化所

（一）“太阳能光热化学技术”项目

传统热化学工业高度依赖矿物燃料，需要在极端反应条件如在高温和高压下运行。本项目开发了太阳能光热化学技术，通过构建直接利用太阳能辐射的全光谱光热催化系统，可以同时利用太阳能辐射中的高能光子驱动热力学爬坡化学反应降低反应温度和压力、低能光子产生热效应减小外部热能依赖，从而构建全新的绿色低碳太阳能化学技术体系。这一技术在环境领域既可以提供全新的太阳能驱动空气净化消杀解决方案、也可以应用于水源地、养殖、种植业水污染太阳能深度净化。同时，该技术在能源领域还可以与太阳能光热电站耦合，开发高效低成本太阳能光热制氢技术。从而从根本上变革过度依赖化石资源的产业现状，为实现“碳中和”目标提供重要解决途径。

（二）“多能互补的吸收式区域低碳冷热联供技术及装备”项目

减少化石燃料使用和温室气体排放，是实现“碳中和”最有效的途径。制冷和供热过程碳排放占全国总碳排的30%以上，发展低碳制冷供热技术迫在眉睫。本项目面向集中式冷热管网无法覆盖的村镇郊区、工业园区、工商业楼宇等分布式区域的低碳制冷和供热需求，根据区域能源特征，以多能互补的形式充分利用余热及太阳能、生物质能、地热能、空气能等可再生能源，并进行-20-120℃宽温区冷热联供，满足冬季供暖、夏季供冷、冷藏冷冻、低温制冰、生活及工艺热水等多样化需求，碳减排能力突出，有明确的应用场景和巨大的应用潜力。

（三）“基于低温‘冷凝+吸附’的VOCs回收技术”项目

挥发性有机化合物（VOCs）的治理对于双碳目标的完成有重要的支撑作用，不仅具有显著的经济效应，还具有重大的社会效益，是一项民生工程。本项目基于液氮制冷的“吸附+冷凝”组合工艺，能够保证处理完的净化气达到国家严格的排放标准，还能对废气中高价值成分的物质进行回收，具有很好的经济性，设备回收期通常为1-3年。具体优势包括：（1）兼具传统吸附法和冷凝法的优点，有效拓宽了传统吸附法对浓度的限制，同时显著降低了传统冷凝法的能耗；（2）液氮制冷，温度足够低，能够处理几乎所有类型的废气；使用后的氮气可继续使用，制冷成本低；

（3）低温吸附效率高；用与来气充分热交换后的室温净化气脱附，再生成本低。

三、北京师范大学

（一）“锂离子电池正极材料用尖晶石型（镍）锰酸锂的制备技术”项目

提升正负极比容量和电池电压是进一步提升锂离子电池能量密度的重要途经。尖晶石结构的（镍）锰酸锂有利于锂离子的嵌入和脱出，在充放电过程中保持良好的循环性，此外（镍）锰酸锂的具有较高的电压平台，锰酸锂的对锂电压为4V，镍锰酸锂更是高达4.7V，因此锰酸锂已经是目前锂离子电池的实用化正极材料，而在能量密度和成本的齐声呼唤下，镍锰酸锂极有可能成为下一代正极材料首选。但是由于尖晶石结构的特殊性，制备时间较长。而本技术中，负载有锂源和锰源化合物的焙烧促进剂，置于棚板上后，送入辊道窑中进行焙烧后制作而成。本技术提供的制备方法可连续反应提高生产效率的同时，获得的是尖晶石（镍）锰酸锂的单晶，提高产品的性能。

（二）“适用于锂离子电池负极的生物质硅碳复合材料的制备技术”项目

硅碳复合材料不仅在理论容量上远高于传统石墨材料，而且电导率和膨胀系数相较于纯的硅基材料均有所改善。限制硅碳材料的广泛应用的关键因素在于成本和繁琐的制备路线。而本技术利用含硅生物质前驱体，分别使用了硅藻壳和稻壳，通过前处理和随后的煅烧，制备结构精细的多孔二氧化硅/碳复合材料。通过对生物质前驱体的前处理，可以得到孔隙度和硅碳组分具有差异的系列硅碳复合材料。例如在稻壳前驱体的研究中，保留有机物中纤维素组分的稻壳经过合适的煅烧后所得到的样品具有更高的可逆容量和更长的循环寿命。本技术的优势在于，利用生物质材料的低成本、制备方法简单易行而适合工业化生产、更重要的是该复合材料作为锂离子电池负极材料的适用性。

（三）“碳纳米洋葱的软化学制备技术”项目

作为电极材料，石墨烯和碳纳米管相比传统石墨材料具有更高的理论容量，然而石墨烯和碳纳米管面临容易堆叠团聚的问题，这使其作为锂离子负极材料的应用价值大大降低。而零维的碳纳米洋葱由于球形的结构不存在片状材料的堆积问题和管状材料的缠绕问题，因此碳纳米洋葱在新能源领域，特别是在超级电容器、锂离子电池中具有极高的潜在应用价值。本项目提供了一种碳纳米洋葱的反应条件温和的软化学制备方法，在大于等于140℃的温度下即可实现碳纳米洋葱的制备。本发明的碳纳米洋葱制备技术，所用碳源成本低，为常见化工原料，而不是传统所采用的纳米金刚石等；以水作为反应介质，对环境绿色友好；采用水热反应，工艺流程简单、易于操作和调控。

（四）“暴露特定晶面的锐钛矿型二氧化钛的制备方法”项目

设计合成高活性晶面暴露的二氧化钛（TiO2）纳米晶对于提高其光催化性能和光伏性能具有重要的影响。本项目以含层状钛酸纳米片的胶态悬浮液为前驱体，通过控制反应体系的pH，采用水热法成功合成了纯度高、粒径分布均匀、主要暴露{010}、{001}和垂直于[111]晶带轴的高活性晶面锐钛矿型 TiO2纳米晶。与传统的P25 TiO2相比，制备的高活性晶面暴露的锐钛矿型TiO2纳米晶在染料敏化太阳能电池和光催化降解有机污染物中显示出了优越的光伏性能和光催化性能，具有潜在的应用价值。

四、昆仑数智科技有限责任公司

（一）“钻井复杂事故智能专家预报警系统”项目

钻井复杂事故智能专家预报警系统通过海量的实时数据基础上，利用大数据技术建立复杂事故预测模型，并通过人工智能让计算机推演大量案例，学习专家经验，形成一套与生产情况高度吻合的识别模型，实现井漏、溢流、阻卡的自动报警，确保复杂情况发生之初便能够得到及时有效的处理和控制，防止情况进一步恶化，为安全钻井保驾护航，促进现场作业从传统钻井向智能钻井的转变，减少复杂事故的发生。

（二）“智能在线编辑”项目

智能在线编辑是一款云端协作Office产品，遵循Office Open XML协议开发在线编辑组件（无插件、无需安装Office），完美兼容Office基础套件的主流版本（包括doc、docx、xls、xlsx、ppt、pptx），保留桌面版Office的效果和功能，实现文档编制线下到线上的无缝衔接，同时提供丰富的前后台API接口和标准编辑器组件，支持各业务应用系统的集成和交互，可实现专业文档的一键生成。

五、北京城市排水集团

（一）“城市污水好氧高密度微生物颗粒技术应用研究”项目

SBR工艺相比，处理水量提高40%以上，节省占地面积30%以上，无需投加化学除磷药剂。对AGS样品进行高通量测序分析和宏基因组学分析，揭示了AGS形成过程中微生物群落结构的演变以及功能微生物的丰度和多样性变化，鉴定出了有利于AGS颗粒化的功能微生物（GAOs）。

在北京方庄再生水厂建成示范工程基地，处理规模2500m3/d，稳定运行8个月以上，形成的AGS粒径超过500μm，颗粒占比达到85%，在工程中成功培育出短程AGS，并实现稳定的短程脱氮。在北京吴家村再生水厂建设运行了国内最大的应用工程（20000m3/d），出水水质达到北京市地标B标准，水量提升25%，负荷提高35%以上，能耗节约10%以上，药耗节约30%以上，在低C/N比城市污水AGS领域达到国际先进水平。

（二） “基于厌氧氨氧化功能菌群优化的污水处理新技术研发及工程验证”项目

本项目以在工程化层面稳定实现城市污水厌氧氨氧化为导向，系统性开展小试、中试与工程实证研究，将理论研究与工程实践密切结合，在国际上首次突破了城市污水厌氧氨氧化脱氮技术瓶颈并实现工程化，为厌氧氨氧化技术在低氨氮废水领域应用奠定了坚实理论和应用基础。深度揭示了厌氧氨氧化系统中的脱氮功能菌群结构，考察了不同工况下功能菌群（厌氧氨氧化菌、氨氧化菌、反硝化菌、聚磷菌等）的群落演替规律，为厌氧氨氧化工艺的启动与运行提供理论依据。成功开发了厌氧氨氧化菌富集培养技术及专用配套设备，实现了城市污水短程硝化快速实现和稳定维持，解决了厌氧氨氧化菌在低基质环境中的持留与增殖困局，拓宽了厌氧氨氧化技术的应用范围，解决了低氨氮城市污水厌氧氨氧化的世界性难题。

本项目建成了总容积500 m3的自聚集体厌氧氨氧化菌培养基地，开发出1套载体区专用混合设备与2类新型高亲和力生物填料，并且独创性构建了“碳/磷同步去除+短程硝化+生物膜厌氧氨氧化”连续流城市污水处理新工艺体系。以“先行先试”思想，将自主开发的厌氧氨氧化技术应用于城市污水处理，建成运行北京方庄城市污水厌氧氨氧化工程，其设计规模为7200 m3/d。在无碳源与除磷药剂投加条件下，实现高效脱氮除磷。TN去除效率高达93%，年平均出水TN浓度为7.54mg/L；TP去除效率高达95%，出水中TP可稳定低于0.5mg/L；同时，可节省15%的运行能耗，节省100%外加碳源，温室气体减排90%左右。