5kW固体氧化物燃料电池热电联供系统
➤项目背景
固体氧化物燃料电池是一种全固态的能量转换装置，将天然气、煤气净化气和生物质气等燃料中的化学能直接转换为电能，发电效率可达55%，能量综合利用率更可达85%以上，而且没有污染物排放。
➤项目简介
继2013年成功实现了1kW级SOFC发电系统演示运行后，该项目近期重点突破了平板型20x20cm2大尺寸电池片、金属连接板、高温密封材料等关键部件的批量生产工艺，形成电堆组装与系统集成等核心技术，成功研制出5kW固体氧化物燃料电池（SOFC）系统，并实现演示运行。
该5kW级SOFC独立发电系统使用了190片20x20cm2单体电池，以液化天然气为燃料，输出功率为4.77 kW，发电效率为36.5％，热电联供综合能量利用率达74.6％。
➤市场前景
SOFC发电技术可应用于分布式电站、应急电源、交通运输和军事等领域，对我国的可持续发展和国防建设都具有重要意义。
新一代动力锂电池富锂锰基正极材料
➤项目背景
目前，电动汽车面临续航里程短和安全性不足等问题，制约了其大规模推广。如果电动汽车拥有与燃油车相当的续航里程（~500公里），消费者驾驶电动汽车时将不再有里程焦虑，有利于实现电动汽车的大规模推广。目前商业化的动力锂电池能量密度一般在150Wh/kg上下，要实现续航里程翻倍，动力锂离子电池的能量密度必须翻倍至300-400Wh/kg。从技术层面看，采用更高比容量的正负极材料是提高电池能量密度最为直接有效的途径。在目前已知正极材料中，富锂锰基正极材料放电比容量高达300mAh/g，是当前商业化应用磷酸铁锂和三元材料等正极材料放电比容量的一倍左右，因而被视为新一代高能量密度动力锂电池正极材料的理想之选。虽然富锂锰基正极材料具有放电比容量的绝对优势，但要将其实际应用于动力锂电池，必须解决以下几个关键科学和技术问题：一是降低首次不可逆容量损失；二是提高倍率性能和循环寿命；三是抑制循环过程的电压衰减。
➤项目简介
多年来，该项目团队一直致力于富锂锰基正极材料的研究开发，在制备方法、组分优化、充放电机理和表面改性等方面做了系列有意义的研究工作，取得了丰富的研究成果。
2013年，该研究团队发展了一种新颖的气固界面改性（CN201310416745.1，PCT/CN2013/088597），让富锂锰基正极材料颗粒表面形成均匀氧空位，从而大大提高了该材料的首次充放电效率、放电比容量和循环稳定性。此后，他们与国内外多个研究团队合作和协同创新，利用各种先进的分析表征手段和理论计算，研究了氧空位存在下的锂离子脱嵌机制。该工作首次提出了通过提高晶格氧的活性来改善富锂锰基正极材料的首次充放电效率和倍率性能，为该材料改性研究提供了新思路。
➤市场前景
该气固界面改性方法相对简单、可控且易实现工程化，这为高性能富锂锰基正极材料的工程化开发提供了新途径。
动力电池聚合物电解质材料研发
➤项目背景
随着全球能源短缺、环境污染不断加剧，大力开发以纯电动汽车为代表的新型近零排放汽车是国家确定的发展战略之一。高效、安全、可靠的动力电池是制约新型近零排放汽车产业的瓶颈，也是新能源汽车的“短板”之一。当前动力电池存在的最大安全隐患是电池热失控，青岛储能产业技术研究院在开发高安全性动力电池聚合物电解质材料体系解决该安全问题方面取得了重要阶段进展，并正快速推进其产业化进程。
➤项目简介
现有的锂离子电池液体电解质体系，不能满足动力电池对高能量、高功率和安全性等多方面的要求。本项目提出了“刚柔并济”的研发思路，开发出一系列新型聚合物电解质体系，很好的解决了上述瓶颈问题，同时大幅提升了安全使用性能。“刚柔并济”就是使用“刚”性骨架材料，如聚酰亚胺、芳纶、聚芳砜酰胺、玻璃纤维和纤维素等无纺布材料，改善电池的力学性能和尺寸热稳定性能；利用“柔”性离子传输材料，如聚环氧乙烷(PEO)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氰基丙烯酸酯和聚碳酸丙烯酯（PPC）等赋予优异的离子传导性和界面稳定性，通过“并济”即两种或多种材料复合达到多赢的效果，实现综合性能的大幅提高，进而满足动力电池的要求。
（一）“刚柔并济”的复合凝胶聚合物电解质
传统的偏氟乙烯类体系虽然具有高的稳定性和较高的电位窗口等优点，但离子导电率较低、湿态下其力学强度和热稳定性很差，为改善传统的偏氟乙烯类的凝胶聚合物电解质的性质，研究团队采用其与聚酰亚胺和聚砜酰胺等无纺布材料纳米尺度复合，刚柔并济、浑然一体，提升尺寸热稳定性和力学强度，实现其综合性能的提升；针对其锂离子迁移系数低的问题，研发了新型的单离子聚合物硼酸锂盐作为表面增强材料提高其离子迁移数和相容性，“刚柔并济、相辅相成”提升电池系统综合性能。
传统的聚丙烯腈的聚合物电解质具有较高的离子导电率优点，但物性较脆加工性能不好，研发团队采用新型的聚合物电解质基体，结合“刚柔并济”的设计理念，实现了腈基聚合物电解质加工性能等综合性能的提升。
（二）高安全性的全固态聚合物电解质
凝胶的聚合物电池在提高动力电池的安全性方面起了重要的作用，但仍采用少量易挥发和燃烧的碳酸酯类溶剂，在高温或极端条件下使用时仍存在一定的安全隐患，难易完全满足电动汽车对动力锂电池在高能量和安全性能等方面的苛刻要求。因此，开发新型高安全性全固态电解质体系对提升高能量密度动力锂电池的综合性能迫在眉睫。
针对传统的PEO体系的较低的电位窗口和较差的尺寸热稳定性和力学强度，我们采用高电位的氰基丙烯酸酯作为提升电位窗口材料；同时采用热固性的纤维素无纺膜作为刚性骨架，提供尺寸热稳定性和部分改善力学强度，开发出一款力学强度高，电化学窗口宽以及尺寸热稳定性好的高安全性全固态聚合物电解质。针对PEO的室温离子导电率较低的瓶颈问题，青岛储能院立足科学问题本身，从影响离子电导率的分子结构出发，结合离子传输机理与动力学传输的多尺度机制，设计出一款无定形的聚碳酸酯基室温全固态聚合物电解质，经表征发现：该款全固态聚合物电解质室温电导率可达到10-4S/cm数量级，电化学窗口为4.6 V,倍率性能较好，室温长循环1000圈容量保持率为90%。
➤市场前景
利用本项目技术，中天科技公司已经开发出大容量高安全动力或者储能用单体电池（能量密度达到300 Wh/kg），正在大力推进高能量高安全的全固态动力电池产业化。同时将此设计理念应用于积极探索新一代的超高能量密度的锂空二次电池的开发，且已有可喜进展。
甲醇转化制芳烃技术
➤项目背景
甲醇转化制芳烃技术即MTA技术是由甲醇出发，在分子筛催化剂的作用下，转化生成以芳烃为主的烃类混合物，该混合物采用成熟的石油化工加工技术如芳烃萃取、精馏等技术进行进一步分离加工，即可以获得芳烃产品，是以煤炭为原料生产重要石油化工产品的原始创新技术路线。
➤项目简介
项目通过调变ZSM-5分子筛的孔道结构、表面酸性以及通过活性金属修饰，可以使甲醇转化为以芳烃为主的产品，可从根本上缓解我国芳烃生产原料不足的问题。
技术指标： 项目 |
指标 |
反应压力（Mpa） |
0.1-1.0 |
反应温度（℃） |
310～480 |
甲醇重量空速（h-1） |
WHVS=0.5～2.0 |
甲醇转化率（%） |
100 |
一段液态烃收率 |
3.00% |
二段液态烃收率 |
22.99% |
液相产物中总BTX含量 |
80.07% |
LPG+C5+产物总收率 |
38.28% |
一段液相产物中BTX含量 |
41.04% |
B |
0.53% |
T |
7.20% |
X |
33.31% |
二段液相产物中BTX含量 |
85.16% |
高碱值环烷酸钙清净剂生产工艺及产品开发
➤项目背景
润滑油清净剂是现代各种发动机润滑油不可缺少的一类主要润滑添加剂，占目前使用的润滑油总添加剂消费量的20%左右。
➤项目简介
本技术以新疆克拉玛依大分子环烷酸为原料采用固-液-气三相体系在高剪切机械力作用下形成微反应混合结构体系具有高接触面积高反应均相性的原理，设计开发创新高剪切碳化法工艺，实现高碱值及超高碱值高性能环烷酸钙产品的高效制备。采用该技术可制备碱值高于300mgKOH/g及400mgKOH/g的高碱值环烷酸该清净剂，所制备的清净剂具有优异的热稳定性、油溶性、清净性、扩散性和酸中和性，可以用来调制中高档内燃机油和船用汽缸油。
➤市场前景
目前该技术已经完成中试及末试，年产2000吨的装置正在建设，预计今年下半年投产。
流化床异丁烷催化脱氢成套技术
➤项目背景
我国异丁烷资源丰富。目前国内的异丁烷绝大部分作为民用液化石油气燃料，但随着原油加工能力的增强及天然气西气东输规模的加大，异丁烷有大量的富裕。异丁烷更深层次的利用将会带来更大的经济效益和社会效益。
➤项目简介
催化剂具有优良的催化活性抗积碳能力，以纯异丁烷为原料，反应模式固定床，反应温度：570-600℃，反应压力：常压-1.0Mpa条件下可获得异丁烯收率：56-62%（转化率65-70%，选择性86-92%），以此催化剂为基础已完成流化床异丁烷脱氢催化剂制备工业技术研究，实现了工业催化剂制备，其性能与实验室小试水平相当；流化床（保证值）异丁烷转化率≥52%，异丁烯选择性≥85%。已完成流化床十万吨级成套技术工艺包编制，形成了国内自主的异丁烷脱氢成套工业技术。
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