(1)空分-液化空气储能工艺与装备和氧气循环塔内缓储工艺(空气分离与电网调峰一体化工艺)
创新成果:传统空分厂不具备存储功能,难以根据用户需求调控产量,常常造成多余气体产品的浪费。为解决这一挑战,首次提出了空气分离、液化、存储和发电一体化工艺技术与装备,具有气体产量灵活调控、电网调峰、气体-电能联供等优点,可降低空气分离能耗6%以上,缩短投资回收期至2年,研究达到国际领先水平,该工艺具有独立核心知识产权。国家重点支持新技术研发方向。预期可实现空分生产电耗降低5%-5.8%(峰谷电价差3:1时),投资回收期<2年,储能的电-电转换效率>55%。目前处于技术推广阶段
(2)空分解吸低温余热极限利用工艺。
创新成果:空分解吸过程中需要消耗大量的电能或蒸汽,低温尾气直接排放。针对低温余热利用难度大、品位低的特点,为显著减少电的消耗,该工艺与国内钢铁冶金空分生产过程进行有机结合,有效利用空分自身低温余热资源,最终为提高设备利用率、降低工业生产能耗提供了有效解决方案。可以降低空气纯化系统解吸能耗30%以上,投资回收期<1年。具有独立核心知识产权。该工艺已处于技术推广应用阶段。
(3)多式联运冷链装备系统的模块化工艺结构设计
创新成果:基于先进相变蓄冷技术的多式联运冷链装备系统创新性地采用仿生学结构原理和型材挤压工艺技术设计开发充冷与释冷结构,匹配相变传热过程各阶段传热形式的效率,实现了高效充冷与稳定释冷。此外,基于先进相变蓄冷技术的多式联运冷链装备系统创新性地采用模块化工艺结构设计,实现了不同保温温区、不同保温时长产品的灵活拓展。
(4)超低温液态空气储罐跨季节存储工艺
创新成果:大规模液态空气储能中,液态空气与环境存在200°C的巨大传热温差,导致液态空气跨季节存储存在明显的自蒸发现象,显著降低储电效率。为解决这个挑战,首次提出绝热材料、冷屏障与相变材料结合作为超低温储罐的保温结构,可使液态空气日蒸发率降低至0.3%,达到国际领先水平,可极大促进间歇性可再生能源的跨季节存储,目前处于样机研发阶段。
(5)高比容量锂离子电池硅氧负极的湿化学合成工艺
创新成果:针对锂离子电池高比容量硅氧电极材料合成工艺复杂、成本高的问题,创新性提出了湿化学低温合成工艺,材料性能优异,制备成本降低20%以上。在本领域知名期刊发表文章20余篇,获授权专利10余项,目前正在进行产业化应用开发。
(6)绿色低碳液流电池储能技术
创新成果:研发了基于有机混合电解液的液流电池耦合碳捕集储能系统,该工艺具有低成本、低能耗和高稳定性等优点,解决了传统液流电池系统造价高、不稳定以及碳捕集能耗高等诸多国际公认的技术工艺难题。实验室装置已实现电流效率大于90%条件下,碳捕集能耗低于1.5GJ/t CO2,在电流效率大于95%条件下,能耗低于1GJ/tCO2。研究成果达到国际先进水平,可有效提升我国在液流电池储能以及碳减排技术领域的研发水平。
(7)热化学储能系统
创新成果:研发了热量分级存储与高效利用的热化学储能系统。该系统具有低成本,高储热密度,存储过程无热量损失等优点。解决了传统储热系统储热密度低,建设与维护成本高,无法实现热量的跨区域跨季节存储等技术难题。北京科技大学能环学院科研团队与北京热力集团合作研发的50KW热化学储热系统,与市场主流储热产品相比,预期可实现储热密度提升30%以上。在系统规模,储热效率及储热密度等方面达到了国际领先水平。
(8)蓄热新型功能性热材料制备工艺。
创新成果:为实现拥有自主知识产权、蓄热新型功能性热材料,本成果首次提出的“纳米网络定形相变材料”设计,可一举解决固载-高导的协同强化。基于分子模拟提出的“极性匹配”界面调控思路,可实现高性能金属有机骨架系列相变材料的优选、设计与制备。
(9)抗PID高效率N型硅太阳电池及组件产业化与检测关键技术
创新成果:在全行业内首席系统探索双面发电组件PID效应理论机理,成功开发出PID-Free、近零光衰高效率N型双面组件整套生产工艺并实现量产。本成果国际上首次基于N型光伏组件金属离子电场扩散模型提出交联型聚烯烃封装设计方案,开发出转换效率大于20%的抗PID电池及组件生产工艺技术。国际上首次提出并解决正面和背面存在压致衰退(Potential Induced Degradation)难题,发掘N型双面发电优势,户外实际验证单瓦发电量增益在最高可达30%,大幅降低光伏发电成本,极大地推动了双面发电组件的推广应用。
(10)高效导电胶带双面叠瓦光伏组件关键技术及应用
创新成果:创造出整套工业化低成本导电胶带双面叠瓦光伏组件集成技术,突破了国外叠瓦组件核心专利技术封锁,填补了国内叠瓦光伏组件核心专利技术空白,实现组件功率提升13%以上的同时将预期使用寿命从25年提高到30年;开发了低温无损激光切割工艺技术,形成了自主核心知识产权体系;国际上率先建立基于导电胶带热压技术和低温无损激光切割技术的全尺寸叠瓦光伏组件光学和电学模型体系,为双面叠瓦组件达到最高设计理论功率360W提供技术路径的支撑。在国际上首次提出基于双面同步照射法和理论公式法的双面叠瓦组件测试方案,制定了双面发电组件功率测试的国际与行业标准,掌握了双面叠瓦组件标准话语权。
(11)柔性隐形金属互联光伏组件及微失配发电系统成套关键技术
创新成果:首创基于光线追迹理论的光伏组件金属互联广角度视觉隐形技术,比常规光伏组件提升发电量1%以上;攻克了基于三维空间视角系数的双面发电系统微失配损失控制技术,首次基于神经网络调制视角系数理论开发出双面发电系统微失配损失控制技术,实现了小于1.4%的光伏系统电流微失配损失;掌握了光伏组件柔性隐形金属互联及微失配发电系统成套关键技术,建立国内首条柔性隐形金属互联太阳能组件生产线,并进行了产业化推广,引领了高效高可靠性光伏组件技术的发展。
(12)新型甲醇水蒸汽重整制氢PEMFC工艺
创新成果:研发了新型的车载甲醇水蒸气重整制氢工艺,首次实现了冷态自启动时间小于3分钟,将现有冷启动时间大幅缩短了约90%。实现CO的超深度脱除,重整气中的CO含量低于0.1ppm,重整制氢效率达80%以上。该工艺成功解决了世界氢能PEMFC新能源汽车遇到的加氢难、启动慢、易中毒和成本高等关键问题,处于世界领先水平,使以甲醇作为氢源的新能源汽车具备了大规模应用的基础。在该领域已形成了具有自主知识产权的成套技术。
(13)新型低谷电储能中央空调技术
创新成果:研发了新型的低谷电储能中央空调技术,它具有储能密度大、综合能效高、实现冷热联供等优点。开发了一系列具有优良热物性的新型替代工质对,可在-15℃~240 ℃工作区间稳定工作,大幅扩大了现有商用工质对的工作温区。该技术蓄能密度可达冰蓄能的5倍以上,运行耗电量仅为基于化学电池的谷电蓄能中央空调的1/2,实现夏季制冷,冬季供暖、全年产热水。在该领域已形成了具有自主知识产权的成套技术。