从废水到新能源:光催化燃料电池的优化与应用

随着经济的飞速发展,社会对能源的需求日益扩大,对工业废水的无害化处理也提出了更高的要求。光催化燃料电池 (photocatalytic fuel cell, PFC) 在燃料电池中引入半导体光催化材料作为电极,实现了有机污染物高效降解和同步对外产电的双重功能,在废水无害化与资源化利用方面具有潜在的应用价值。半导体光催化电极是PFC系统高效运行的核心组件,增强其可见光响应和光生载流子分离是提高PFC性能的关键策略。反应器结构设计和运行参数优化也有利于改善PFC性能。本文从PFC基本原理和应用入手,综述了PFC在环境污染物资源化处理中的研究进展,并详细阐述了提高PFC的污染控制性能和产电效率的优化手段,为进一步设计高效稳定的PFC系统并实现其在水污染控制和清洁能源生产中的应用提供理论指导。     

西部开发中能源配置模型的研究

开发西部丰富的能源资源,解决东部地区能源紧缺的矛盾,是东西部经济合作、优势互补、东西联动双赢战略研究的一项重要课题.在国家投资主体和市场经济条件下,以能源消费效益最大为目标,建立了基于边际效益均衡的能源空间配置优化模型;兼顾经济效益与环境效益的能源部门配置优化模型.结果显示,各地区、部门要获得更多的能源,就必须提高能源的使用效率,提高能源消费的边际效益,降低污染排放水平.     

新颖外燃式湿空气燃气轮机循环及性能研究

本文首先提出一种新型的高效燃煤燃气轮机循环一外燃式湿空气透平循环动力系统。由于外燃的特点，作功工质为洁净湿空气，从而可以实现水的回收，是对常规ＨＡＴ循环的突破；另外洁净湿空气排放不受通常烟气露点限制，从而可回收利用湿空气降温时的低温凝结潜热，提高了加湿能力，从而提高系统性能。揭示了新型循环的基本规律；推导出具有湿化特点的约束方程和系统性能简明表达式，指明影响系统性能的关键因素。在透平初温为８５０℃的工况下，系统热效率高达４８．１１％。基于能量品位梯级利用原理和系统集成方法论，通过探索充分而合理利用中低温余热的有效途径，开拓洁净煤燃气轮机总能系统的新方向。     

分布式协同关联入侵检测系统及关联语言

提出了一种完全非集中方式，将入侵建模为发生在被保护网络系统中多个节点上的事件序列，部署的各协同关联引擎自动关联入侵证据，从而得到高层的全局告警．本文为这种模式提出了一种基于XML的分布式协同关联入侵检测描述语言．     

基于域分解法的大规模有限元数值计算

描述了在微机并行计算机群上用域分解法对大规模工程问题进行有限元并行分析的方法．为了节省内存和计算时间，开发的系统使用了动态载荷配平和等级分布式数据管理技术．本系统对120万自由度以上的切口拉伸模型顺利地应用并进行了有效的静态弹性应力分析．     

利用爆磁压缩发生器产生高功率脉冲高电压

 爆磁压缩发生器产生脉冲高电压技术可以用于产生高功率微波及强电磁脉冲的实验研究。给出了利用螺旋型爆磁压缩发生器（HEMG）驱动电爆炸丝功率调节系统产生高功率脉冲高电压的实验方法和主要的结果。在利用HEMG驱动电爆炸丝断路开关（EEOS）产生脉冲高电压实验中，获得了最高电压700~800kV,功率大于20GW的脉冲输出。     

清华物理系量子信息研究的新进展

在清华大学物理系成立60周年之际,我们对近年来清华大学物理系量子信息研究的主要进展情况作一介绍,包括量子搜索算法研究,核磁共振量子计算的实验研究,量子通讯的理论与实验研究.在量子搜索算法研究方面,我们提出了量子搜索算法的相位匹配,纠正了当时的一种错误观点,并且提出了一种成功率为100%的量子搜索算法,改进了Grover算法;在核磁共振量子计算实验方面,我们实现了2到7个量子比特的多种量子算法的实验演示;在量子通讯方面,我们提出了分布式传输的量子通讯的思想,应用于量子密钥分配、量子秘密共享、量子直接安全通讯等方面,构造了多个量子通讯的理论方案.在实验室,我们实现了2米距离的空间量子密码通讯的演示实验.     

空间太阳能热动力系统的轻量化研究

为了降低系统的质量和阻力面积,运用系统分析的方法,建立了空间站太阳能热动力发电系统的物理和数学模型,提出了发射总重量的系统性能评价准则,并对不同条件下的系统部件质量进行了数值模拟,分析了不同操作参数对系统部件质量的影响规律。研究结果表明,操作参数对系统部件质量有正负两方面的影响,优化这些参数可以明显降低系统的发射总质量。     

燃料电池的应用和发展

 燃料电池(fuelcells,FCs)是继火电、水电和核电之后的第四代发电技术。它是一种将储存在燃料(如氢气)和氧化剂(如氧气)中的化学能,通过电化学反应过程直接转化为电能的电化学发电装置。它是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和模块化的动力装置,被认为是21世纪最有发展前景的高效清洁发电技术。