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工程化学笔记范文1
关键词：培养方案；教学计划；滑铁卢大学机械工程专业；湖南大学车辆工程专业
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）30-0001-04
一、引言
随着市场经济运行的不断深入，企业的技术基础、工作手段、专业化分工、工作方式、对产品的要求及制约企业发展的主要矛盾都发生了显著的变化，这种需求的变化导致企业对大学毕业生的能力需求发生巨大的变化。目前，国内外都非常重视学生能力的培养。中国机械工程学会2012年12月的机械工程教育峰会主题就是“聚焦学生能力的培养”，大连理工大学的李志义教授提出以学生能力为导向的培养方案和课堂教学改革，从克服培养方案的十个倾向、重构培养方案的十个方面及实现课堂教学的十个转变详细地讨论了研究型大学如何以学生能力为导向来构架专业培养方案及实现课堂教学的转变。华中科技大学吴昌林教授提出改革课程教学方法、营造学生自主探究的环境。推进了基于主动实践“机械设计”课程教学改革和机械设计与制作能力培养系列Project。重庆大学的陈兵奎教授将毕业要求细化到每门课程中，采用课堂讲授+自学环节+专题作业+项目设计+小组讨论+……的过程性评价和考试环节的终结性评价的综合评价手段对课程教学过程和方法进行评价，并且在制度上保证期末考试在总成绩比例中不超过40%。国外在十多年前就提出并持续发展和倡导了全新的CDIO（Conceiving-Designing-Implementing-Operation，即构思―设计―实现―运行）工程教育理念和以能力培养为目标的CDIO大纲。这些都说明以学生能力培养为导向的高校人才培养方案和课程教学改革已提上日程。笔者受国家留学基金委资助，在滑铁卢大学进行研究和访学，能够深入院系和课堂了解该校本科教学情况。又鉴于国外大多数综合性大学本科专业只有机械工程专业没有车辆工程专业，笔者对比研究滑铁卢大学机械工程专业和湖南大学车辆工程专业的培养方案和课程设置，为各高校人才培养方案和教学计划修订提供一定的可参考的经验。
二、滑铁卢大学机械工程专业培养方案
滑铁卢大学位于加拿大滑铁卢市，是一个以数学著名、以工科为主、以产学合作教育为办学特色的综合性大学。现有本科生30000人，研究生5100余名。工程院是滑铁卢大学最大的学院，机械工程专业是工程院14个专业之一，机械工程专业本科四年的学习是在四年零八个月内完成的，每年分为秋（9月到12月）、冬（1月到4月）、春（5月到8月）三个学期，每个学期为期4个月的时间，学生需要完成八个学期的学术学期和六个学期的工作学期，没有寒暑假。学术学期的课程由核心课程、通识选修课程和专业选修课程组成。
1.核心课程。包括学位31门学分核心课程和7门非学分核心课程。31门学分核心课程主要包括两大类：（1）自然科学基础核心课程6门（1门化学领域、3门数学领域、1门力学领域和1门电学领域的课程），分别是：CHE102工程化学、MATH115工程线性代数、MATH116工程微积分1、MATH118工程微积分2、PHYS115力学、GENE123电气工程。（2）专业核心课程25门，分别是：ME100机械工程导论1、ME101机械工程导论2、ME115材料结构和属性、ME201高等微积分、ME202工程统计学、ME203常微分方程、ME212动力学、ME219固体力学1、ME220固体力学2、ME230材料行为学、ME250热力学1、ME262微处理器和数字逻辑器导论、ME269机电设备和电加工、ME303高等工程数学、ME321机械运动学和动力学、ME322机械设计1、ME340机械制造、ME351流体力学1、ME353传热学1、ME354热力学2、ME360控制系统导论、ME362流体力学2、ME380机械工程课程设计、ME481机械工程项目设计1、ME482机械工程项目设计1。（3）7门非学分核心课程分别是研讨课（ME100B、ME200A、ME200B、ME300A、ME300B、ME400A、ME400B）。这些课程内容大致包括机械工程专业的课程结构和选课方法；学校、院系的组织架构和日常运转；学生社团；就业机会；安全教育；围绕核心课程的主题讨论；机械工程前沿研究讨论及学校已做的科学研究等。*课程后面括号内的编号为课程代码，以1开头的代码是大学一年级的课程，依此类推。
2.通识选修课程。需要在技术对社会的影响、工程经济学和人文社会科学三类课程中选修4门课程。分别为：（1）技术对社会的影响类课程选修1门；这类课程有：ANTH102社会与文化人类学导论、ECE390工程设计及经济学和对社会的影响、ENVS105环境管理与伦理、ERS215环境与可持续性评价、SOC232技术和社会变革等20门。（2）工程经济学类课程选修1门；MSCI 261机械工程专业规定选修工程财务管理。（3）人文社会科学类选修2门；这类课程有哲学、政治学、历史、人文、和平与冲突、人力资源管理、音乐、心理学、国际关系研究等。
3.专业选修课程。需要在六个专业方向流体力学、机械设计与固体力学、材料工程与工艺、焊接、自动化与控制、热工程选修7门课程。大三选修3门，大四选修4门。（1）流体力学方向：ME564涡轮机、ME564空气动力学、ME564工程设计、ME567计算流体动力学和消防安全工程、ME571空气污染。（2）机械设计与固体力学方向：ME423机械设计、ME435工业冶金、ME542先进的动力学与振动、ME526疲劳和断裂分析、ME538焊接的设计制造和质量控制、ME555计算机辅助设计、ME559有限元方法。（3）材料工程与工艺方向：ME435工业冶金、ME463焊接工艺、ME526疲劳和断裂分析、ME531物理冶金应用于制造、ME533金属及复合材料、ME535焊接冶金、ME538焊接的设计制造和质量控制。（4）焊接方向：ME435工业冶金、ME463焊接工艺、ME526疲劳和断裂分析、ME535焊接冶金、ME538焊接的设计制造和质量控制、ME547机器人运动学动力学和控制：（可选）。（5）自动化与控制方向：ME435工业冶金、ME538焊接的设计制造和质量控制、ME547机器人运动学动力学和控制、ME548数控机床1、ME555计算机辅助设计、ME559有限元方法、ME561流体动力控制系统。（6）热工程方向：ME452能量转移的建筑物、ME456传热学2、ME459能量转换、ME557燃烧学1、ME559有限元方法、ME567消防安全工程、ME571空气污染。滑铁卢大学机械工程专业的定位是培养机械工程师，机械工程师需要能处理任何运动的机器，如机器人、马达、泵和车辆等。在所有的工业技术领域中，机械工程师都需要从工艺和系统的角度参与设计、制造、研发和维护机械的几乎每一个阶段。机械工程师需要理解力学和热力学基本定律、力对固体和流体的影响、热在物质内传递的规律、工程材料的性能以及针对特定的功能设计机械系统的能力。从以上的课程设置可以看出，滑大机械工程专业正是从培养一个合格的机械工程师的角度来设置课程的。从数学、力学、动力学、热学、材料学、制造工艺、机械设计学、自动化和控制这些方向完成一个机械工程师应该具备的知识结构。
三、湖南大学产学合作教育的开展情况车辆工程培养方案
湖南大学起源于中国古代四大书院之一、创建于公元976年的岳麓书院，迄今已历时千余年，故又称“千年学府”。是一所理科基础坚实、工科实力雄厚、人文学科独具深厚文化背景、经济管理学科富有特色的综合性、开放式、研究型全国重点大学。现有本科生20400余人，研究生11000余人。车辆工程专业隶属于湖南大学机械与运载工程学院，形成了以汽车车身、汽车底盘、汽车安全等核心内容见长的专业教学特色；推进产学研结合，实现高水平的专业教学与高水平的科学研究相结合，注重能力导向，培养工程创新人才。湖南大学车辆工程专业的学位课程由通识课程、核心课程、选修课程及集中实践环节组成。
1.通识课程。包括通识必修和通识选修两大类：（1）通识必修课程（思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、形势与政策、中国近现代史纲要、基本原理、大学英语、计算机基本能力测试、计算机导论与程序设计、心理素质与生涯发展、体育）。（2）通识选修课程（岳麓讲坛、文学艺术领域必选一门、社会科学领域必选一门）。
2.核心课程。包括三大类：学门核心课程、学类核心课程和专业核心课程。（1）工学学门核心课程（高等数学A、线性代数A、概率论与数理统计A、普通物理A、普通物理实验A、普通化学）。（2）机械学类核心课程（机械工程图学、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、流体力学、热力学基础、电工电子学、控制工程基础、工程中的数值方法）。（3）车辆专业核心课程[汽车构造（含发动机原理）、汽车理论、汽车设计、汽车电子技术（含嵌入式系统）、汽车制造工艺]。
3.专业选修课程。包括两大类：专业限选课程和专业方向选修课程。（1）专业限选课程选修6门[汽车导论与法规（必选）、新能源汽车基础（必选）、机械振动学（必选）、有限元分析、工程优化设计、汽车NVH技术、汽车结构CAE技术、汽车碰撞CAE技术、汽车试验学]。（2）专业方向选修课程：任选一个方向修课。①车身方向（车身结构与设计、车身制造工艺学、汽车空气动力学、汽车人机工程学、车身CAD技术）。②底盘方向（汽车系统动力学与控制、汽车悬架、液压气压与电传动、汽车底盘性能仿真）。③安全方向（汽车安全技术、人体损伤生物力学、汽车安全性实验技术、智能车辆、汽车安全仿真理论与方法）。④新能源汽车方向（电动车辆原理与构造、电动车辆设计、电动汽车动力电池技术、电驱动及控制技术、电动汽车性能仿真）。
四、对比分析
滑铁卢大学机械工程专业和湖南大学车辆工程专业教学计划对比见表1：
从以上的对比可以看出，滑铁卢大学机械工程专业的课程门数和学时数都大大少于湖南大学车辆专业，尤其是通识课程部分。滑铁卢大学每门课基本上都是每周只上3小时，可以一次上完，也可以分两次上，由教师决定。每门课程的课程大纲（SYLLABUS）包括以下8个部分：（1）Contact Info（任课教师的联系方式）：列出任课教师的姓名、办公地点、电话和邮箱地址；（2）Lectures（课程讲授）：列出上课的时间地点；（3）communication（交流）：明确学生跟老师交流的平台；老师的课件、作业、实验和课程中包括的编程代码都会以邮件的形式上传到UW-Learn平台，学生通过该平台提交作业、实验报告和编程代码；（4）Labs（实验）：明确实验的地点、时间安排、学生分组安排及实验的题目；（5）Assignments（作业）：布置作业的题目、作业要求、提交作业的时间；有些课程还有Project的要求；（6）Tutorials（辅导）：按学生的姓氏的字母排序分组安排辅导及各组辅导的具体时间和辅导的内容；（7）Final Exam（期末考试）：明确考试的要求；（8）Grading（成绩构成）：明确实验、作业和期末考试所占的比例；基本上每门课程的期末考试的比例不会超过50%、实验的比例会在20%左右、作业在30%左右。滑铁卢大学本科生的课程任务很重，课后作业量很多，并且要求很严，必须在规定时间提交作业的，否则零分计算。每门课程有完善的TA（助教）制度。
湖南大学车辆工程专业大一大二大类招生，整个机械类的课程一样，夯实数学力学和机械基础，大三重在专业核心课程，大四实施方向课程，与就业和研究方向接轨，整体知识结构合理，突出了本专业的特色。从2011年开始，湖南大学要求每门课程都要在教务处课程中心建立课程网站，上传与该课程相关的所有内容。课程大纲也必须包括以上八个部分，并且开设小班讨论和助教制度，一门课尤其是核心课程实施多位老师一起上的制度，课程要求趋于合理和规范，教学质量也大幅度上升。但也暴露了一些问题，譬如助教水平参差不齐、小班讨论内容不太明确、学生课时任务繁重等等。新一版的教学计划正在针对这些问题进行修订，相信随着制度的规范和借鉴国外的经验，本科教学质量一定会更上一个台阶。
参考文献：
[1]2012国际机械工程教育峰会：汕头大学执行校长顾佩华教授做了题为《汕头大学提升学生工程能力的举措与实践》的报告.
[2]2012国际机械工程教育峰会：美国卡罗尔.坎贝尔工程研究中心执行总监Imtiaz Haque教授的报告《案例研究：为汽车行业培养工程技术人才》.
[3]2012国际机械工程教育峰会：大连理工大学副校长李志义教授做了题为《以学生能力为导向的培养方案与课堂教学改革》的报告.
[4]2012国际机械工程教育峰会：华中科技大学机械学院吴昌林教授做了题为《学生能力为导向的培养体系设计》的报告.
[5]2012国际机械工程教育峰会：重庆大学机械工程学院副院长陈兵奎教授的报告《学生能力达成与综合评价方法初探》.
[6]康全礼，陆小华，熊光晶.国际创新型工程教育模式中国化的探索与实践[J].煤炭高等教育，2009，26（4）：4-7.
[7]查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008，（5）：16-19.
工程化学笔记范文2
基金项目：黑龙江省高等教育教学改革项目“创建三引领五平台培养模式，培养自动化学科拔尖创新人才”“大类培养体系下‘两案三型四环’新课堂教学模式探索”（编号：JG2013010203，JG2014010666）；黑龙江省高等教育学会高等教育科学研究“十二五”规划课题“基于乐- 学- 思- 创理念的自动化专业多元化教学方法研究与实践”（编号：HGJXHC110370）。
一 我国高校拔尖人才培养存在的问题
纵观我国高校理工科人才培养现状，虽然我国政府和高校做了很多努力和探索，但在拔尖创新人才培养模式和实践上仍存在一些问题：
1 知识体系陈旧，教学内容更新缓慢。我国高校的课堂教学大多照本宣科，知识体系陈旧，并且过分注重理论与公式的推导，而忽略了实际工程项目中的应用需求。
2 实践环节薄弱，科研意识有待提高。课程实验大多是验证性、仿真性的，缺乏工程应用背景，科技含量不高，致使学生对解决实际工程问题的全过程体会不深，缺少学术气氛，有碍拔尖创新人才科研意识的培养。
3 竞赛良莠不齐，学生参与动机不纯。学科竞赛作为高等教育的特殊形式已逐渐被社会和高校所认同，但近年来我国雨后春笋般出现的各种学科竞赛出现了良莠不齐的现象，虽然竞赛活动搞得轰轰烈烈，但真正和科技主题有关、科技含量高的竞赛却较少；而且高校出台的各种奖励措施导致一部分学生参赛动机不纯。
二 基于“三引领五平台”的阶梯递进式拔尖创新人才培养模式构建
本研究构建的基于“三引领五平台”的阶梯递进式培养模式如图1 所示。
这里“三引领”即以培养“学术化、工程化、竞技化”拔尖人才的培养目标为引领，“五平台”指搭建拔尖创新人才培养的“选拔平台、基础平台、提高平台、实战平台和竞赛平台”。在“宽口径、厚基础、倡个性、重创新”的人才培养基本原则的基础上，以“学术化、工程化、竞技化”作为拔尖创新人才的培养目标，构建阶梯递进式的人才培养“选拔平台、基础平台、提高平台、实战平台和竞赛平台”，探索拔尖创新人才培养新模式。
1 以培养“学术化、工程化、竞技化”拔尖人才的培养目标为引领
为什么世界顶尖学府能培养出众多高水平的、具有突出能力的毕业生？中国大学为什么培养不出杰出人才？“钱学森之问”引发了全社会对高校培养拔尖创新人才的关注和思考[1]。纵观世界一流大学的建设经验和高等教育的发展趋势，发现它们均有同一个特点，即注重学生个性化能力的培养。大学，尤其是研究型大学，不能等同于一般的教学型大学，更不是普通的技工学校，研究型大学不能仅仅以教会学生基本的书本知识为目的，而应该培养出具有突出能力的拔尖创新人才。通过对文献的分析，我们认为这里的突出能力，应该具体体现在以下三个方面：第一，学生应该具有与国际最前沿科技水平接轨的基础知识体系；第二，学生应该具有参与具体实际科研项目的工程经验；第三，学生应该具有参与各类高水平竞技大赛的比赛经历。这三个方面简单概括来说，就是“学术化、工程化、竞技化”。本研究构建的“三引领五平台”的培养模式，就是要以培养“学术化、工程化、竞技化”拔尖人才的培养目标为引领。
2 构建阶梯递进式的拔尖创新人才培养“选拔平台、基础平台、提高平台、实战平台和竞赛平台”
（1）“学术化”引领，构建基于教学模式改革的“选拔平台”课程学习是教育教学活动的中心环节，是在校学生（尤其是本科生）知识的主要来源。课程的设置、选择、教授、考核等无不直接关系着人才培养的质量。而拔尖人才除了需要拥有更多的课程选择自由度，以满足他们充分发掘自己学术兴趣与思维创造性的需求之外，也需要更加深入的专业讨论以及更高层次的学业交流，这是引导与刺激他们学术素养提升的催化剂，也是他们施展非凡创造力的理想舞台。为此，本研究以“学术化”引领，构建了基于教学模式改革的“选拔平台”。
①课堂教学与国际前沿问题接轨，实现教学内容广度与深度并举。首先，在课堂教学中使用国外一流大学的课件、课堂视频和实验视频，以此为基础结合国外高水平大学的教材，合理规划教学内容，推陈出新，保证课程内容的先进性。其次，将与课程相关的科学问题、科研问题引入课堂，采用案例式、互动式教学手段与学生一起分析和研讨，通过对实际问题的讨论帮助学生对知识点的消化吸收，实现理论与应用的融会贯通。再次，将本学科顶级期刊近几年内反映学术前沿的高水平论文作为辅助材料，有针对性的介绍给学生阅读，并且引导学生以的模式撰写读书笔记和提交报告（采取自愿完成的模式）。
采用这种高水平教材为主，顶级期刊论文为辅，同时科研成果走进课堂的方式，全面整合现有教学内容，使课堂教学水平与国外前沿发展同步，以达到提高全体学生综合学术素养的目的。
②“学术化”引领，构建基于教学模式改革的“选拔平台”。①中内容是面向全体学生的一种教学模式和教学方法的改革，其目的之一是拓宽学生视野，指引学生探索知识的途径，提高学生学术素养；而另一个目的则是利用这种变革来构建拔尖创新人才的“选拔平台”，遴选综合素质高的“好苗子”。每个学生智商、情商的个体差异会导致他们对上述教学内容实施的接受程度不同，授课教师可以从学生的课堂反映、讨论参与度、提交作业情况、学术热情等多方面进行观察和衡量，选拔知识、能力、素质突出的学生作为拔尖创新人才潜在培养对象，继续进入后面4 个平台重点培育。
（2）“工程化”引领，构建阶梯递进的“基础平台- 提高平台- 实战平台”
拔尖创新人才是科研力量的源泉，是高科技人才的后备军，拔尖人才应该在科研过程中树立科学研究和探究问题的观念，激发对科研问题的研究兴趣，从本科生教育开始抓起科研能力的培养，在学校形成崇尚学术、参与科研的良好氛围。为此，本研究依托“工程化”引领，构建阶梯递进的“基础平台-提高平台- 实战平台”，主要目的是对经由“选拔平台”选拔出的“好苗子”继续进行“锻造”。这里的“工程化”主要是指让学生参与到具有实际工程背景的科研项目中来。
①“工程化”引领，构建实现课例的“基础平台”。这里的“基础平台”可以分成两个层面，一是“实验教学中心基础平台”，这是针对全体学生开展的传统意义上教学大纲中要求的实验课程，这些实验大多是验证性、仿真性的，是对学生基本的动手能力及解决问题能力的基本要求。在这个层面上相关实验教师应当注意观察和衡量学生的综合表现，尤其是对经“选拔平台”遴选出的学生进行重点关注，从实践动手能力、分析问题解决问题能力、创新开拓能力、锐意进取精神等多个方面进行综合考察，作为对这些学生的“二次选拔”；二是“科研实验室基础平台”，对通过“二次选拔”的那些学有余力、充满科研热情且综合能力强的好苗子，可以让其进入“科研实验室基础平台”，进行基本科研素质的培养。这里的“科研实验室基础平台”设计的实验不是实验大纲中要求的所有学生必做的基础实验，而是教师在课堂授课中补充的与先进学科理论密切相关的课例，这些学术问题已经在课堂上进行过理论联系实际的讨论，而现在可以让这些选的学生在授课教师指导下，在“科研实验室基础平台”上验证和复现，进行基本科研素质和实践动手能力的进一步训练和熏陶。
②“工程化”引领，构建兴趣培养的“提高平台”。经过上述“基础平台”磨练的学生，可以让其进入实验教学中心“提高平台”，进行基于兴趣的创新能力培养。实验教学中心的专职实验教师跟学生一起根据学生的综合能力、兴趣爱好和发展潜质设计自主创新的实验内容。让学生参与从选择问题、分析问题、确定方案、制作调试和反馈修正等科学研究全过程，在实验教学中心“提高平台”上培养创新意识、锻炼创新能力、展示个人风采。在具体实施过程中要注意教学环境要民主宽松，以学生为主体充分发挥其创新思维能力。
③“工程化”引领，构建科研背景的“实战平台”。经过“基础平台- 提高平台”磨练且坚持下来的学生，可以让其进入科研项目组“实战平台”，进行具备实际科研背景的实战演练。具有实际工程背景的科研项目为学生提供了深入探索知识以及发掘思维创造性的肥沃土壤，在与科研项目组教师并肩攻关的过程中，学生的编程能力、动手能力、科研能力、创新能力、团队协作能力等综合能力都将在具体的科研项目实践中得到培养和提高。教师在实战演练过程中除了注重对学生上述能力的培养之外，还要注意对其进行科研经验的传授，充分发挥教师传道、授业、解惑的作用。
（3）“竞技化”引领，构建展示自我的“竞赛平台”
学科竞赛是在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上，以竞赛的方法培养学生综合能力，引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题，增强学生学习及研究的主动性，培养学生的竞争意识、团队协作意识和创新精神的系列化活动[2]。学生在经历了“基础平台- 提高平台- 实战平台”的历练后，可以鼓励和支持其参加国家级和国际级的高水平学科竞赛（竞赛平台），让学生的综合能力、心理素质、竞争意识、团队协作精神在竞技中得到锻炼和升华，也给学生一个展示自我风采、实现自身价值的国际舞台。在实施过程，指导教师要注意解决两个问题：一是面对当前良莠不齐的各种赛事（尤其是国内的一些赛事），指导教师要做好甄选工作，选择涉及到多领域的前沿技术集成、“含金量高”的国内外顶尖赛事参赛，为学生提供真正有价值的历练机会；二是遴选真正热爱科研、献身学术并有真才实学的学生悉心指导并推向竞技舞台，尽量避免出现“为了保研而参赛”“为了奖金而参赛”的功利性参与情况的发生。
参考文献
工程化学笔记范文3
燃料电池是一种直接将化学能转化为电流的电池，只需氢和氧两种元素，利用这两种元素通过媒介作用转化为电流。氧气可直接以空气中提取，关键是提取氢气的方法。氢气从汽油、甲醇、乙醇等燃料中提取，燃料电池也因此得名。
燃料电池作为现代汽车技术发展的方向，美欧日等发达国家十分重视燃料电池的发展。世界上第一辆燃料电池作动力的轿车是由奔驰汽车公司制造，于1996年5月在德国柏林向公众展示。这款称作“Necar”的轿车不会产生污染物，它向空中排放的是纯水蒸气，不含任何物质，甚至没有二氧化碳，使用甲醇做燃料。而美国的Abl公司开发的燃料电池是使用汽油做燃料的，这种车载燃料电池动力系统是由汽油箱、转化器、燃料电池、电动机组成。其中转化器是将汽油转化为氢气的设备，把汽油加热，直至处于汽化状态，然后输入一个有点火功能的金属反应缸内，在低氧状下通过“不完全燃烧”产生氢，然后将氢输送到燃料电池。由于燃料电池构造复杂，生产成本高昂而无法推广。直至近年进行了一系列改进，燃料电池轿车在价格上与普通轿车相比约高10%－15%，已居有一定发展价值。
近几年，我国已有一些大城市，诸如北京、上海在进行燃料电池车的探索。然而，对燃料电池的研究从未间断。作为一个新兴领域，国外有很多经验和教训可以被我们借鉴和吸取，我们也应结合自身发展把这一领域的研究推向新的台阶。
名称：高性能贮氢电极合金及Ni/MH电池技术
项目介绍：根据我国稀土资源丰富的特点，以廉价的混合稀土金属作为主要原材料的AB5型混合稀土-镍系贮氢电极合金是我国金属氢化物-镍（Ni/MH）电池大规模产业化的首选负极材料。
该项目通过对AB5型合金A侧混合稀土中La、Ce、Pr、Nd四种稀土元素的成分进行综合优化搭配，并通过对合金B侧成分的精细多元合金化以及合金组织结构和表面特性的优化控制等研究，研制出具有我国资源与技术特色的高性能AB5型混合稀土-镍系贮氢电极合金系列，并进行了中试应用开发。
该系列合金具有初始活化快（2次循环活化95％以上）、最大放电容量高（≥320mAh/g）以及循环寿命长（≥500次）等显著特点，综合性能指标居国际先进水平。
预计经济效益：年产值2000万元，利税350万元。
产品名称：燃料电池测试系统
产品型号：10W单池测试系统
产品描述：本装置由管路系统，控制系统，加湿器，加热系统，保温系统，电子负载，背压系统，安全系统等组成。反应气体通过质量流量计来测量和控制，反应气体加湿由加湿器来执行，通过调节加湿器的温度来控制反应气体的湿度，加湿器出来的湿的反应气体由保温管保温，由背压阀控制电池的压力，由电子负载来测量和控制燃料电池的电压和电流。FC2006V2.01软件测试内容 燃料气体流量、气泡发生器水温、气体温度、电池温度以及背压，全部都从电脑来操控，在长时间的耐久性评价中，可自动测量各种各样条件下的特性。此外，可用电脑来监视和记录流量和各种温度（电池温度、气泡发生器水温、出口和入口管道的温度、供给气体温度等）、以及背压。
电流-电压特性测量试验 在电流-电压特性测量试验中，测量对于负荷电流的电池电压，用塔菲尔图表示出来。另外，还可进行将气体流量控制为一个不变量的评价和将气体利用率控制为一个不变量（cc/A设定）的评价、并可通过预先设定电池面积来设定电流密度（mA/cm2）。
恒定电流测量、恒定电压测量、OCV测试 在恒定电流测量试验中，使燃料电池在恒定电流下连续进行，测量电池电压和内部电阻，记录其随时间变化的情况。这里，也可进行将气体利用率控制为一个不变量（cc/A设定）的评价、以及通过设定电流密度（mA/cm2）的评价。 在恒定电压测量试验中，使燃料电池在恒定电压下连续运行，记录负荷电流随时间变化的情况。 在OCV测量试验中，测量燃料电池的开路电压（OCV：负荷电流为0A时的电池电压），记录其随时间变化的情况。 FC2006安全保护系统 考虑到了根据各种警报，进行气体切断、净化等的安全措施。能够检测氢气泄露、电池电压异常、电池温度异常、气泡发生器水位异常、气体供给压力下降、电池压力上升、负荷装置过载、异常过热，由此自动停止运行。此外，也能够通过来自外部的停止命令和装置盘面上的紧急停止按钮，用手动方式停止运行。 根据这些停止信号，将系统强制关闭，在切断了燃料气体之后，就使净化气体流过。可以关闭后重新启动，也可以在等待到达规定的时间之前继续保持这样的状态。也可以在停电时自动停止净化动作。FC2006系统的可适用范围：详细内容将根据条件不同而有所区别。
名称：100kW燃料电池发动机（Ⅰ－A型）
项目介绍：额定输出100kW燃料电池发动机主要由电堆与其支撑系统组成。电堆分别由180节电池组成的三个电池组构成；支撑系统包括氢气系统、空气系统、水热管理系统及电控系统。氢气系统主要由氢气减/稳压装置、流量调节装置、氢气内循环装置、分/排水装置及废气排放装置等构成；空气系统主要由空气压缩机、压力调节装置、排气装置及消音装置等构成；水热管理系统由电堆水热管理、空压机泵头水热管理、空压机驱动电机热管理及空压机变频控制器热管理子系统构成。电堆水热管理子系统主要由分/排水装置、循环水泵、散热器等组成。电控系统主要由主控ECU、温度/压力传感器、单电池电压巡检装置及流量控制阀件驱动电路等构成。
该发动机操作采取了变压操作模式，发动机在不同工况下进入不同压力状态使系统的操作性与功耗更加合理。同时发动机控制采用了功率自适应模式，提高了发动机的可靠性，减小了上层ECU对发动机控制的复杂性。
燃料电池发动机的规格及性能如下：
额定输出功率：≥100kW
过载能力：≥20%（最高可达120kW）
外型尺寸：（m）
总重量；1000kg，重量比功率：92W/kg
输出电压：开路电压：550V，工作电压：300~360V
发动机效率：41%
使用氢气纯度：≥99.9%
额定电池平均电压：0.75V
适应环境温度范围：10-45摄氏度
冷却介质：去离子水
噪音：≤85dB
排放物质：纯净水
加载速度：＜0.1秒钟/kW
控制形式：功率自适应
与外部可能的通讯形式：CAN
与外部可能的通讯内容：
接受：启动、关闭
发出：总电压、总电流、堆功率、堆温度、氢气压力、空气压力、水路压力、最低单节电压
应用范围：清洁能源型大型客车动力、分散电站、公共单位热电并供。
成果形式及现有基础：本所具有自主知识产权的全套国产技术（包括核心电堆制作技术，系统元器件设计及其系统集成技术）
合作形式：我方出技术，对方出资，合作建厂。
市场预测：仅北京市就有十多万辆公交大巴，如果全部改成燃料电池发动机驱动，其用量非常巨大。
对合作者要求：首先对新技术具有充分的理解，其次对环境污染/能源枯竭具有充分的认识，最后具有风险投资意识。
名称：直接甲醇燃料电池微电源系统
项目介绍：直接甲醇燃料电池(DMFC)是直接以甲醇为燃料的一类质子交换膜燃料电池。甲醇燃料来源丰富，价格便宜，理论比能量密度高(6000 Wh/kg)，便于携带与储存。整个电池具有结构简单、方便灵活等特点。DMFC可作为偏远地区、海岛荒漠等小型独立电源；国防通讯、单兵作战电源；手机、摄像机、笔记本电脑等移动电源；军民通用的传感器件等。
该项目已申请2项美国发明专利，15项中国发明专利的自主知识产权核心技术。目前可提供DMFC关键材料和电池组制备技术。(1)关键材料：铂基电催化剂（Pt/C、PtRu/C、PtRuIr/C等，粒径可控在2－5纳米之间）；复合双极板（电导率高达120Scm-1）；新型阻醇电解质膜、MEA；(2)电池组：空气自呼吸式DMFC的玩具车、PDA和手机电源的演示系统；石墨板为双极板的15 W电池组；以不锈钢为双极板的20 W电池组；金属复合板为双极板的200W电池组。
名称：电动车用镍氢动力电池
项目介绍：该项目产品镍氢动力电池是国家863计划支持下的高科技产品，品种有6.5～150Ah系列,电池大电流充放电性能好，功率密度达300～1000W/kg,能量密度达50～70Wh/kg,寿命长，可按需要设计成不同电压等级的系统(含电池组管理系统)，性能可靠；曾在各类电动车上得到良好应用，国内领先并达国际先进水平，获部级成果二、三等奖等多项奖，获专利十余项。可应用于各类电动车、军用武器装备及各类电源需求，效益显著。
名称：燃料电池电动汽车用DC-DC变换器
项目介绍：燃料电池电动汽车用DC-DC变换器是燃料电池汽车的关键部件之一。株洲电力机车研究所在该产品研制方面积累了一定的经验，产品已在同济大学装车，目前运行情况良好。本所研制的产品具有体积小、重量轻、转换效率高、可通讯等特点。
该产品除可为燃料电池配套使用外，还可以和其他环保能源配套使用。如太阳能电池、风力发等，也可在要求直流电源变换的场合使用。
名称：碲化镉薄膜太阳电池的制造技术及中试生产线
项目介绍：该项成果是一种新产品――碲化镉薄膜太阳电池、以及相应的新工艺――以制备大面积化合物半导体薄膜为主的制造技术，并提供实施这些技术的关键设备，以建立年产0.3兆瓦的中试生产线。小面积电池的转换效率为13.38%，在国内领先，属于世界先进水平；已研制出50cm2组件，开路电压高于6.3V，输出功率0.3--0.4Wp，可作为小型电器的电源。大面积太阳电池组件的应用非常广泛，受到国家的支持和鼓励。本项成果的特点在于，除提供成套的制造技术、生产线设计以外，还提供价值900万元以上的关键设备。此项成果有很好的应用前景。预计建立中试生产线的投资规模为1600万元，年产1兆瓦的生产线的投资规模为4800万元；年产量为1兆瓦时，其成本低于14元/瓦，年毛利可达1000万元。随产量的扩大、关键材料的国产化，成本下降还有较大的空间。
名称：燃料电池产品的创新研究开发和工程化开发
项目介绍：本中心设立的主要目的是组织国家力量进行燃料电池产品的创新研究开发和工程化开发，引导培育燃料电池应用市场，培养燃料电池专业人才，交流、跟踪国际燃料电池先进技术。通过3-5年建设，形成燃料电池及氢源技术领域的产业化技术和原型产品开发能力；成为全国燃料电池及氢源技术产业化领域的技术、产品和设备的检验测试基地；成为制定全国燃料电池及氢源技术产业化领域的各种标准的中心，并成为氢能利用的示范基地。
该项目属高科技型项目，属科技开发范围，可获得市场垄断性的高附加值效益，只要开发的产品有实用价值，并能获得客户的技术认可、经济认可和价值认可，该项目具有长期的清洁能源环保的社会效益价值，可转变为良好财务收益价值。
名称：燃料电池轿车电机及其控制系统
项目介绍：（1）该课题完成的“电动汽车用高速永磁无刷电机控制技术”对于大功率、高密度、永磁无刷电机的控制具有指导意义，基本解决了车用永磁电机控制关键问题，可以用于机器人电驱动技术和轨道车辆电力牵引装备，具有较大的社会效益。
（2）该课题完成的“电动汽车用IPM驱动器电磁兼容性设计与结构设计技术”，为开发具有良好电磁兼容性能的高密度变频器产品奠定了坚实的基础，进一步推广应用该项技术，可以产生巨大的经济效益。
（3）该课题完成的“电机和电机控制器布局”对于车用电机及其控制系统的设计和布置具有很高参考价值，其在相关领域的直接应用具有较大的经济效益。
（4）对稀土永磁材料工业的推动
我国是稀土大国，蕴藏量居世界首位，稀土永磁材料本身就是同石油一样的战略性资源，可以等同于能源看待。所以稀土永磁材料在电动汽车无刷电机驱动系统的成功应用，不仅对我国的汽车工业产生良好的发展作用，对国家稀土永磁产业也产生巨大的拉动效应，产生可观的经济效益。
（5）工业控制技术的推动
课题组应用了永磁无刷电机的弱磁控制技术。这项技术应用时，应设计阻抗-电压-频率关系相互匹配的电机，以满足工业中需要在3-4倍基速恒功率输出的要求，此项技术应用，对于工业伺服驱动系统、轨道车辆电力牵引装备的国产化，有十分重要的意义。对于工业驱动，特别是对要求具有较宽的调速范围的应用场合，具有潜在巨大的经济效益。
（6）推动同行业其它电动车的发展
对于已完成的电动汽车电机及其控制系统的研究成果，可以进一步应用于其它电动车辆的电驱动系统，特别是轮毂电机传动系统，对于取消车轴的车辆传动系统，有很大的优势。同济大学汽车学院“春晖一号”、“春晖二号”、“春晖三号”四轮驱动概念车的研制成功，本课题组为其提供了驱动的心脏--无刷轮毂电机，这就是一个很好的应用典范。
名称：直接甲醇燃料电池研制
项目介绍：主要研究内容是甲醇电氧化催化剂和耐甲醇阴极催化剂的研制；质子交换膜的改性；电极和膜电极集合体制备工艺研究；新型电池组结构的研究；瓦级和百瓦级电池组研制及其性能测试。
在以上研究工作的基础上，组装瓦级和百瓦级电池组，进行性能测试、改进，探讨工作条件对电池性能的影响。
主要成果：直接甲醇燃料电池电动自行车
直接甲醇燃料电池电动自行车是我公司在国家863计划支持下开发研制的具有自主知识产权的科研成果，该车以200W级直接甲醇燃料电池为核心，包括甲醇燃料循环系统氧化剂供料系统、电堆预热系统、控制系统、直流转换模块等部分。电堆稳定输出220W，峰值可达400W，电动自行车时速20公里每小时。该车是国内首辆直接甲醇燃料电池电动自行车。
名称：直接甲醇燃料电池关键技术的研究
项目介绍：该课题以创新方法研制高效高贵金属载量催化剂和阻醇膜，研制具有高三相界面的MEA，并进行全面表征。通过解决催化剂毒化、甲醇渗透等关键技术难点及构筑立体电极降低液封问题，在此基础上研制5-100W的电池，单电池的性能达到国际水平。实验结果表明，本课题研制的电堆在90oC时的功率密度可以达到200mW/cm2。当使用自制的纳米碳化钨增强的Pt/C阴极催化剂时，Pt的含量仅为1mg/cm2，在70oC时，电池的输出功率可超过200mW/cm2。
本课题的实施从基础研究入手，以解决实际问题为前提，得到了良好的效果。取得了如下主要成果：
（1）本课题发明的交替微波法制备催化剂，其制备过程简单，方便，快速，是一种创新技术。
（2）本课题研制的氧化物增强Pd基阳极催化剂和纳米碳化钨增强非铂阴极催化剂均属国际首创。
（3）以均相流延法制备有机/无机纳米材料复合阻醇膜和自保湿膜，是一种创新技术，应用该技术可达到有机/无机材料不分相、混合均匀的目的，避免固体材料在液体相中分布不均匀的情况出现。
（4）本课题发明的膜电极制备技术达到了国际先进水平（通过广东省级成果鉴定）。
（5）自主研制了高质量的膜电极组装仪和CCM仪（膜表面直接载催化剂），这是液体燃料电池成功的关键技术
名称：直接醇类燃料电池微电源系统集成关键技术
项目介绍：直接醇类燃料电池（DAFC）使用液体燃料直接进料，无需重整改质处理，甲醇、乙醇等燃料便于携带与储存，电池比能量密度高、系统简单、方便灵活，因而受到越来越广泛的关注。本项目针对目前直接醇类燃料电池的低温醇类燃料阳极氧化动力学过程较慢；电极催化剂易被CO等反应中间体毒化；燃料甲醇、乙醇等从阳极向阴极的渗透致使电池性能不断衰减，使用寿命较短等问题，在关键材料、核心部件制备技术和系统集成诸多方面开展了研究。
该项目开发了直接醇类燃料电池微电源系统集成技术，研制成功系列重量轻，体积小，在民用小型电子移动设备，军用可移动电源等方面具有广泛应用前景的直接醇类燃料电池（DAFC）微电源系统。研制DAFC微电源系统的输出功率峰值可达20-60瓦。已申请15项发明专利，在核心技术方面拥有自主的知识产权。关键技术：
1.高担载、高分散、粒径可控，形貌/优势晶面可控的电催化剂制备技术
2.多层复合电极结构和关键组分具有一定取向的MEA制备及其批量生产技术
3.系统集成技术：主动式和被动式直接醇类燃料电池的系统集成技术
技术水平：研制的微电源系统的技术指标与国际同期同类研究水平相近。核心部件（MEA）性能经国际同行评估，达到国际先进水平。研制的关键材料催化剂的性能经英国Johnson Matthey 公司和韩国SAIT评估，结果表明，催化剂的性能达到或超过国外同类商品指标。
名称：碱性离子交换膜直接甲醇燃料电池研究
项目介绍：碱性电解质膜燃料电池（AEMFC）与目前流行的质子交换膜燃料电池（PEMFC）相比，突出的优点在于可以使用非铂催化剂，这对燃料电池的普及应用具有非常重要的意义。实现AEMFC的难点在于目前缺乏高性能的碱性聚合物电解质。目前商品化的季铵盐聚合物离子电导率较低、热稳定性差，而且无法从溶液铸膜，无法使用于燃料电池。我们在执行863课题“碱性离子交换膜直接甲醇燃料电池研究”的过程中，成功地研制出一种高性能的碱性聚合物电解质，其离子电导率大于0.01S/cm，可由溶液成膜，膜机械强度优良。目前我们已经使用这种碱性聚合物电解质成功地实现真正意义上的碱性电解质膜直接甲醇燃料电池（AEM-DMFC），国际上尚未见有相同报道。这项成果是一种重要的燃料电池关键材料，将为燃料池的研发带来一种全新的局面。
名称：50kW级天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统
项目介绍：熔融碳酸盐燃料电池开展了燃料电池电极、电解质板生产和研发基地的建设；初步建立了可进行百瓦级发电实验的基地。研制和开发了面积达0.5m2的电池电极；电解质板的面积达到了0.8m2；双极板的制作工艺研究提高了耐腐蚀性能和电池的性能。产气量为100立方米/小时的天然气外重整装置已经研制完成并安装到位；10 kW级电池组已经制造完成并进行发电试验。完成了50 kW级熔融碳酸盐燃料电池示范电站测试系统制造和调试。
通过高温燃料电池研究，已具备自主加工制造熔融碳酸盐燃料电池的各个组件的能力，成功研制和开发了10kW的电堆和50kW的系统。形成50kW级示范电站完整的自主知识产权，建立了大型熔融碳酸盐燃料电池电池组关键材料电极、电解质板、双极板的中试化制备基地，形成大型熔融碳酸盐燃料电池电池组关键材料制备技术的自主知识产权。已经具备了研制数十千瓦级熔融碳酸盐燃料电池发电系统的能力，为建立中试规模生产基地奠定了基础。
名称：5千瓦级平板型中温固体氧化物燃料电池技术
项目介绍：固体氧化物燃料电池已基本完成了各关键材料和关键技术的攻关，设计建立1000W级电池堆控制测试系统，小电池组实验运行获得成功，电池组含58片单电池，工作温度850℃ ，输出功率达到445W。平板型中温固体氧化物燃料电池数百瓦级的电池堆实验运行获得成功，为进一步优化放大奠定了基础，并具有完全的自主知识产权。在大面积阳极支撑型电解质膜，高温密封材料，合金连接板的保护涂层等关键部件的研制上取得突破，建立了千瓦级的电池堆控制系统，已经具备了研制数千瓦级固体氧化物燃料电池发电系统的能力。
名称：燃料电池轿车用高功率型锂离子动力电池组及其管理模块
项目介绍：研制的燃料电池轿车用35Ah锂离子动力电池采用新型锰系正极材料，单体电池样品已通过10V过充和穿刺两项安全试验，循环寿命已达到500次循环容量衰减5%，形成了年产150吨的生产能力。
