作为平板结构钙钛矿太阳能电池的电荷传输层，金属氧化物薄膜对器件性能有重要影响. 系统性概述平板结构钙钛矿太阳能电池对金属氧化物薄膜形貌、电学、光学、化学及热等物理特性要求，并对目前在高效钙钛矿太阳电池制备中最有前景的金属氧化物电子传输层及空穴传输层材料特性及代表性工作进行总结. 针对大多数金属氧化物迁移率低、表面缺陷多及能级匹配差的问题，分析元素掺杂、表面改性、复合薄膜设计等手段解决的相关进展. 总结目前金属氧化物薄膜沉积技术现状及优缺点，探讨今后薄膜沉积技术发展、改进方向. 对低温沉积金属氧化物薄膜在柔性器件方面的应用进行展望.
基于实际电厂的大量脱硫数据，删除初始脱硫数据库中异常值和非稳态值，提取与输出相关系数较高的集成学习模型输入参数，采用改进的基于随机采样和聚类采样的集成学习算法，建立预测脱硫塔循环泵开启台数的集成学习模型，研究分类问题中样本不均衡、优选样本评价标准缺失和脱硫优化的问题. 结果显示，与改进前模型相比，改进后的集成学习模型总体预测准确度提升了33%，并且基于聚类的采样略优于随机采样. 此外，对单一类别预测的召回率进行分析，对比不同算法对少数类和多数类的召回率，结果显示2种改进的采样方法对少数类的预测有较大的提升，预测的召回率大于90%，对多数类的预测也有一定的提升效果. 讨论泵组合作为模型输出时，其样本分布和模型精度的差异.
采用旋转滑动弧等离子体（RGA）进行固氮实验研究. 为了考察在N2/O2气氛下放电的物理特性，利用光谱仪、高速摄影仪、示波器等进行研究，考察放电参数、气体体积流量对于氮气的振动温度、氮气的转动温度和电弧特性的影响，以及以上因素对于RGA固氮效果的综合影响. 实验结果表明，放电过程可以生产大量NOx气体，通过光谱检测可以清晰观测到NO的γ带系、氮气第二正带系和氮气离子第一负带系. 增加放电的氧气体积分数，氮气的振动温度将升高，并伴随着固氮产出的提高；在一定范围内（10%~40%），氧气体积分数提升在提升固氮效果的同时，对放电稳定性有不利影响. 综合分析表明，接近空气的放电气氛（氧气体积分数为20%）或直接采用空气放电，能够实现旋转滑动弧等离子体放电固氮的最佳效果.
为了给液态排渣锅炉安全燃烧准东高碱煤提供理论依据，在水平管式炉上利用刚玉斜坡对添加不同质量分数 SiO2、CaO、Fe2O3和MgO的准东煤灰渣在空气气氛下的流动性能进行研究. 利用XRF技术对煤灰渣的钠质量分数进行分析，并通过钠捕获效率来表征煤灰渣的固钠效果. 研究表明：SiO2和Fe2O3能够促进准东煤灰熔融.当SiO2的质量分数为10% 时，煤灰渣由结晶渣逐渐转变为玻璃体渣，流动性能大大提高；而CaO和MgO则会抑制煤灰熔融，导致流动性能降低. 随着SiO2添加比例的增加，灰渣对钠的捕获效率逐渐升高，当SiO2的质量分数达10%时，钠捕获效率由原先的23%上升至30%；而随着Fe2O3添加比例的增加，钠捕获效率缓慢降低. 因此，当SiO2的质量分数为10%时即可有效改善煤灰渣的流动性能，又能提高钠的捕获效率.
考虑电池寿命对插电式混合动力汽车全寿命周期成本的影响，以综合燃油消耗和电池寿命衰减最小为目标开展电池充放电功率的多目标优化研究. 引入权重系数将多目标优化问题转化为单目标优化问题，采用动态规划（DP）算法求解实现全局最优，并根据优化结果选择最优权重系数. 为了解决动态规划算法运算速度慢、须预知工况的缺陷，以最优权重系数的优化结果训练神经网络控制器并将其应用于控制策略中. 仿真结果表明，与以油耗为单一目标的优化相比，多目标优化可使电池寿命衰减减少13.5%，而燃油消耗仅增加0.5%，在保证燃油经济性的同时有效减少电池寿命的衰减程度；基于神经网络的控制策略有效克服了动态规划算法的缺点并能达到与其相近的运算效果，具有较好的应用前景.
设计基于磁悬浮结构的电磁能量采集装置，该装置可佩戴于使用者的腕部、肘部和脚踝处，收集人体运动过程中产生的动能. 概述现有的可用于振动能量采集的多种能量采集技术，利用惯性传感器对实验者运动时的关节加速度及角速度进行测量，对磁悬浮结构的非线性能量采集工作原理进行理论分析. 运用有限元工具对振动时结构周边的磁场分布和磁力线变化进行仿真研究，并通过振动实验平台验证装置的共振频率和电压输出范围. 当使用者佩戴该装置进行测试时，装置输出的电压及功率随运动速度的增加而增加，在8 km/h的运动条件下，腕部、肘部和踝部所能俘获的最大瞬时功率分别为0.60、0.30、0.58 mW. 实验结果表明，基于磁悬浮互斥结构的电磁能量采集装置能有效采集人体动能，并为可穿戴传感器等低功耗设备供能.
针对由垂直轴风力机运行过程中的动态失速问题所导致的功率系数较低的问题，提出双层反转构型的垂直轴风力机. 通过在传统垂直轴风力机内侧设置反转向辅助叶片的方式，改善垂直轴风力机流场，从而提高其功率系数. 将该风力机与传统垂直轴风力机进行计算流体动力学数值模拟对比分析，研究不同叶尖速比情况下两者流场特性的差异以及双层风力机内外层风轮起始运转相位差的影响. 通过计算得到的内层辅助叶片的时均扭矩系数为正，不需要额外功率输入. 外层叶片的扭矩系数结果表明，采用这种构型会降低叶片上游区域扭矩系数的峰值，同时大幅提高下游区域扭矩系数，从而实现时均发电效率的提高. 对流场中涡系结构进行分析，结果表明，功率系数提升的原因是内层辅助叶片的反向旋转抑制了主叶片的动态失速. 特别是当叶尖速比为1.85时，在初始相位差为90°的对比算例中，与传统垂直轴风力机相比，新构型下的叶片时均扭矩系数提高了43.92 %.
针对浓盐水的进一步处理和浓缩问题，基于加湿除湿（HDH）原理，设计了一套小型浓盐水脱盐系统. 选取多面空心球作为填料，扩充加湿腔内的气液接触面积，强化传热传质过程. 利用此实验系统，改变料液中盐的质量分数和体积流量，测量系统单位时间内产水量并计算系统造水比、单位体积产水能耗和脱盐率等评价参数. 利用高速摄像机记录浓盐液滴撞击聚丙烯平板时的铺展特性，进一步分析盐的质量分数对系统性能的影响. 实验结果表明：随着盐的质量分数的升高，系统单位时间内产水量显著下降，单位体积产水能耗增加，但淡水品质并没有改变，脱盐率维持在99.9%以上；对于饱和NaCl溶液，料液体积流量的增加会增加系统单位时间内产水量，但对系统造水比和单位体积产水能耗的影响不明显. 本研究拓宽加湿除湿技术的应用范围，为浓盐水的进一步处理和浓缩提供新参照.
以正十四烷（C14）为基液，表面活性剂溴化十六烷三甲基铵（CTAB）为助溶剂，采用两步法配制分别含有20、50 nm碳纳米管（CNT）的纳米燃油. 分析比较基液燃油与纳米燃油的黏度特性，采用接触角测量仪记录燃油液滴在加热平板上的蒸发变形，探究不同粒径及质量浓度的CNT对正十四烷燃油液滴蒸发特性的影响. 研究表明，纳米粒子的加入增加了基液的黏度，并且黏度随着纳米粒子质量浓度增大或粒径减小而增加. CNT纳米燃油液滴蒸发过程符合部分润湿状态下单组分液滴蒸发的一般规律. 在液滴蒸发定接触线阶段，纳米燃油导热系数增强，液滴从外界吸收的热量加快向液体内部传递，延滞了液滴边缘处（三相线处）液体分子的挥发. 纳米粒子在液滴边缘处沉积，阻滞了接触线向内收缩，增加了液滴在定接触线阶段蒸发的持续时间，纳米燃油在此阶段的蒸发速率比基液燃油低，且蒸发速率的差异随燃油中纳米粒子数量的增多而加大. 在定接触角与混合蒸发阶段，“自销钉”效应阻滞接触线收缩，液滴与底板的接触面积较大，液滴中纳米粒子质量浓度的增加使液滴吸收更多的热量，在后2个蒸发阶段，纳米燃油的蒸发速率明显加快，大于基液燃油的蒸发速率. 在整个蒸发过程中，纳米燃油的平均蒸发速率高于基液燃油.
为了改善气体分离复合膜中聚二甲基硅氧烷（PDMS）过渡层与极性分离层的界面结合，利用高极性的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰聚丙烯腈（PAN）中空纤维支撑的PDMS气体分离膜表面，以提高PDMS表面极性和亲水性并减少对气体渗透速率的不利影响. 利用X射线光电子能谱（XPS）证实利用溶液浸渍法可以将PVP接枝在PDMS表面对其修饰，并且随着浸渍时间的增加，PVP接枝量逐步增加，修饰效果逐渐增强. 实验结果表明，交联剂1,3,5-苯三甲酰氯（TMC）增强了PDMS表面的PVP接枝改性，PVP修饰使PDMS表面的水接触角降低到21.1°，显著提高了PDMS表面亲水性和极性，从而有利于PDMS层和极性分离层的紧密结合. PVP修饰使得CO2对其他气体（H2、CH4、N2）的选择性随TMC/PDMS摩尔比的增加而逐渐降低，气体选择性CO2/H2、CO2/CH4、CO2/N2的最大峰值分别为3.9、3.8、11.8.
对600 MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉在均等配风和碗式配风下的燃烧进行数值模拟，分析不同偏差程度碗式配风对炉内颗粒质量浓度场、CO体积分数场、炉膛温度、NOx生成的影响，并与试验结果进行对比. 模拟结果表明，燃烧器碗式配风改善了炉内宽度方向上的风、煤混合过程，减小了CO体积分数和煤粉颗粒质量浓度偏差，降低了炉膛出口烟气中CO的平均体积分数和飞灰中碳的质量分数，从而有效提高了前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧效率. 燃烧器碗式配风对炉膛出口烟气中NOx的平均质量浓度有不利影响，但是当碗式配风风量偏差不大于20%时，NOx平均质量浓度变化不大于3.5%. 综合燃烧器碗式配风对水平截面CO分布特征和炉膛出口烟气中NOx的平均质量浓度的影响，在燃烧常用煤种的条件下，碗式配风的风量偏差宜控制在20%以内. 炉膛出口烟气中CO的平均体积分数、飞灰中碳的质量分数、NOx平均质量浓度的模拟值与热态试验值变化趋势一致. 在实际应用中碗式配风对CO平均体积分数的降低效果更加显著，当碗式配风的风量偏差达到20%时，省煤器出口烟气中CO的平均体积分数降低幅度达95%.
为了提高微藻转化制航油的产物选择性，利用连续流水热装置提取微藻油脂，并经催化剂脱氧断键制航油. 使用亚临界水从微藻细胞中提取得到C16~C24的脂肪酸，将脂肪酸在镍基介孔Y分子筛催化剂作用下脱氧断键得到航油产物，结果显示在390 °C时航油产物的整体选择性高达50.79%，其中烷烃选择性为43.21%. 微藻水热油脂的主要成分为C16脂肪酸，其经过脱羧反应生成航油主要产物C15正构烷烃. 傅里叶变换红外光谱学结果显示航油产物出现C=C双键、?CHO醛基以及?CH2烷基的吸收峰，表明Ni/Y催化剂能有效催化微藻水热油脂脱氧断键. 元素分析结果显示使用水热油脂制备的航油产物中碳和氢元素质量分数高于利用藻粉制备的航油产物中碳和氢元素质量分数. 量子化学计算表明，C16脂肪酸中的羧基碳原子与邻位碳原子之间的键长最短（0.080 071 nm）、键能最高（361.074 5 kJ/mol），但是Ni?H能拉长这2个碳原子之间的键长，使其更容易发生脱羧反应.
锂离子电池对温度环境要求严苛，在低温下常出现失效、寿命衰退等现象. 因此，为电池包设计高效、均匀且节能的加热方案，成为电动汽车在北方环境下发展的关键. 引入计算流体动力学（CFD）的仿真计算方法，并采用多孔介质理论对电池包中电池模块进行简化分析，对电动汽车电池包在加热过程中的温升特性进行仿真分析计算，将仿真计算结果与实测数据进行对比验证，证明所采用的仿真方法及多孔介质简化模型可有效应用于电动汽车电池包的加热方案评估. 根据分析结果对加热方案提出修正，并设计分块化的加热方案，即对局部加热功率进行控制. 计算结果显示，优化后的分块加热方案，在总体功率降低167 W（约7%）的情况下，仍然可在50 min内将电池包从?13 °C加热到5 °C，并且将电池包中电池区域最大温差控制在5 °C以内.
