1、催化油浆加氢稳定及高产优质针状焦新技术（S2HN）
成果概述：
针对性化学改造重质油分子组成是重质油高值化利用重要途径，蒸馏分离是提取针状焦生产原 料馏分的通用工业方法。但是，催化油浆等裂化焦油在常规蒸馏过程中容易结焦而停工，与原油直馏渣油的特性截然不同，表明除胶质沥青质之外，还存在非常规的不稳定分子。该项新技术发现，导致蒸馏结焦的非常规不稳定分子是烯烃类化合物。通过缓和的选择性加氢处理，不但可以将烯烃键饱和，而且将高沸点的缩合芳香分子部分氢化而降低沸点，结果非破坏性蒸馏深度可显著提高，目标馏分增加，因而高值的针状焦碳材料收率和质量都得以提高。
技术特点及技术指标：
与同行业技术采用固定床加氢预处理不同，该项新技术对富碳焦油进行非裂化性浆态床加氢稳定化处理，使得 70%以上的烯烃键被饱和、部分高沸馏分沸点降低，因而非破坏性蒸馏深度可提高30℃，目标馏分产量增加 15%，最终的针状焦产量提高 6%，社会和经济效益都十分显著。
应用领域：
该项新技术面向于以富碳裂化焦油（如催化油浆、乙烯焦油、煤焦油等）制备针状焦和中间相沥青等高值碳材料的石油化工和煤化工行业，应用和推广的前景十分广阔。
投入需求：
对于配套改造的升级项目，投资低于 1 亿元，但对于新建 20 万吨针状焦产能设施的投资约为12 亿元。
2、电解水制氢装置的关键技术
成果概述：
针对 PEM 电解制氢装置的关键部件：（1）过渡金属基电解水催化剂，（2）膜电极的一体化制备。在催化剂方面，获得了能够媲美贵金属催化剂的非贵金属催化剂，未来可用于规模化 PEM 制氢。在膜电极的开发方面，优化 CCM 和 CCS 法制备工艺，其中 CCS 法的稳定性已达到达到商业
用途标准。
技术特点及技术指标：
开发的低贵金属载量和非贵金属的电催化剂可用于工业废水和海水直接电催化制氢， 催化活性达到商业化 Pt/ CRuO 2 /CC 的水平，可有效降低电解槽的运行成本。
应用领域：
电解水制氢
投入需求：
需要投入搭建小试装置，合作研发，预计 1 m2/h 电解槽需研发经费 100 万元左右。
图1：合成的催化剂在100 mA/cm2电流密度下100小时连续电解析氢时已超过商
业Pt/C催化剂的稳定性，且成本仅是商业Pt/C的1/10以下。
图2：所合成的电催化剂在阳极析氧性能全面超越商业RuO2，且在100 mA/cm2
电流密度下较RuO2性能保持优势。
3、高性能锂电池用共价封装硅碳负极材料及产业应用
成果概述：
从低成本的二氧化硅纳米颗粒出发，改进镁热还原技术、规模化制备了一种具有微纳超结构的仿绣球形态硅烯材料，其应用于锂离子电池时展现出优异的综合储锂性能（ACS Nano2017，11， 7476）。 在此基础上，研究团队提出并发展一种“植皮式”二维共价封装策略制备了硅氧碳键基绣球 状共价双烯，其表现出卓越的综合储锂性能（图 3）：即使在 20000 mA/g 的电流密度下重量比容量 仍高达 810 mAh g-1，体积比容量相比非共价封装和未封装材料分别高出 1358%和 1442%；比目前的商业化锂离子电池的比能量和能量密度均高出 40%以上（Nat. Commun. 2020，11，3826）。
技术特点及技术指标：
1. 制备公斤级硅/碳杂化材料，实现活性材料面负载量 10 mg cm-2 以上稳定循环 500 圈（面容量达到~10 mAh cm-2 以上）。
2. 通过杂原子（氧原子、氮原子等）有效桥连硅/碳界面，实现硅/碳之间稳定的化学结合，进一步优化硅/碳界面电子和锂离子传输特性，实现高负载量、高倍率性能硅/碳负极材料的宏量制备，在 5 C（20 A g-1）电流密度下放电容量为 0.1 C 的 60%。
3. 建立针对硅碳负极体系表征分析方法，明晰其电荷动力学特征，反馈优化材料与电极结构设计。实现关键材料中试化制备；攻关锂离子电池连续化制备核心工艺，获得高性能动力锂离子电池并实现连续化生产。
应用领域：
根据 2017 年 4 月发布的《汽车产业中长期发展规划》，到 2020 年，锂离子动力电池能量密度需达到 300 Wh kg-1 以上；2025 年，能量密度需达到 350 Wh kg-1 以上。锂电池要达到此规划中的能量密度，正极需要使用高比容量的镍钴锰或镍钴铝三元正极材料，同时负极也需要匹配高比容量的材料，因此结合了碳材料高电导率、稳定性及硅材料高比容量优点的硅/碳杂化材料有着巨大的发展潜力。然而，2018 年全球负极材料消费量约 27 万吨，硅基负极占比还不到负极材料总量的 3%（消费量约 6000 吨）。预计硅基负极材料需求量年均增长将超过 50%，到 2022 年我国硅基负极材料产量及消费量将达到 63000 吨，2030 年硅基负极材料将占整个负极市场 30%以上，产值达到 1700 亿元，因此，本项目所开发的硅/碳杂化材料产业化后将会有巨大的市场前景并带来巨大的经济、社会效益。
4、碳酸二甲酯/碳酸甲乙酯的绿色生产工艺技术
一、成果概述：
碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）作为无毒、环保的化工原料，在锂离子电池电解液 和油漆涂料行业得到了广泛的应用。目前工业化的 DMC 和 EMC 的生产方法为酯交换法，采用的催化剂为均相的有机碱，如甲醇钠等，甲醇钠会参与反应，对水敏感，极易失活，无法循环使用，失活后产生的强碱性固废，难以从均相反应体系中分离，且污染环境。本技术开发了固载离子液体催化剂，即可充分发挥离子液体高活性的优点，又可解决均相催化剂难分离的问题，是绿色的生产工艺技术。
二、技术特点及技术指标：
（1）环氧乙烷与 CO2 环合制碳酸乙烯酯（EC）采用自主研发的离子液体催化剂，离子液体催化活性高，可循环使用，大大降低了环合反应催化剂的单耗。
（2）EC 与甲醇酯交换制 DMC，DMC 与乙醇酯交换制 EMC 以自主研发的固载型离子液体为催化剂，并采用配套的反应精馏工艺，可解决目前生产中存在的催化剂易失活、产生大量碱性固废等问题，为绿色的 DMC/EMC 生产技术。
三、应用领域：
目前正在进行催化剂的工业测线实验与工艺包的开发工作，可新建 DMC/EMC 生产装置，也可对现有的 DMC/EMC 装置进行升级改造。
四、投入需求：
5 万吨/年的 DMC 装置投资约为 2.5 亿元；现有装置的升级改造费用约为 2000 万元
5、石油基有机液态储氢技术
成果概述：
有机液态储氢技术因储氢密度高、储运安全便捷、原料可循环使用、可利用现有油气储运管道进行长距离大规模输送等优势而被视为最有前景的储氢技术之一。该项技术利用来源广泛、成 本相对低廉的富芳石油组分创制储氢材料，能够拓展原料来源并实现石油产品高附加值利用。然而有机液态储氢技术的脱氢为强吸热过程，受低温脱氢效率低、高温催化剂易失活的严重困扰，调控快速平稳脱氢是突破该储氢技术瓶颈的关键。该项技术以高比表面碳材料为载体，通过调变载体结构设计得到低温脱氢催化剂，同时确立强化传质的反应模式，最终实现了石油基储氢材料的低温快速平稳脱氢。
技术特点及技术指标：
与目前有机液态储氢采用单一化合物进行储氢相比，该项技术使用复杂的富芳石油组分作为
储氢材料，来源广泛、价格相对低廉，该石油基储氢材料的储氢密度高于 5%。脱氢过程综合脱氢模式和脱氢催化剂的设计使脱氢温度可在不高于 280oC 下进行且脱氢过程的转化率可达到 80%。
应用领域：
该项技术面向大规模长距离储氢行业，可应用于氯碱厂等工业副产氢的有效净化和储存，以
及我国西部绿氢向东部地区的长距离大规模运输。
投入需求：
根据实际需要运输氢气的产量以及用氢处的用氢量进行投入衡算。
