为应对全球变暖，控制和减少大气中的二氧化碳浓度至关重要。光催化还原二氧化碳制备燃料为解决该问题提供了方法，不仅能够对二氧化碳进行利用，而且同时生产了能源。目前为止，基于二氧化碳的半导体是在二氧化碳光催化还原中应用最为广泛的材料。因此，本篇小综述对近几年该领域的发展进行了总结。本文首先阐述了以结构工程的方法调控和提升二氧化碳催化剂性能的工作，之后描述了通过添加第二/第三种外源元素合成催化剂来改善二氧化碳催化剂的活性和选择性的工作。最后，本文介绍了基于二氧化碳的多元复合材料在二氧化碳催化还原中的应用。

金属有机框架 (metal-organic frameworks, MOFs) 材料因其具有高比表面积，可调结构，以及功能多样化等特点而备受关注。目前，MOFs在光催化还原二氧化碳领域已经崭露头角。本文综述了近年来MOFs在光催化还原二氧化碳领域的最新研究进展。此外, 本文讨论了基于MOF的光催化剂的合理设计策略 (功能化原始 MOF结构、MOF -光敏剂、MOF-半导体、MOF-金属和 MOF-碳材料复合材料) 以有效增强光催化二氧化碳还原反应，并对MOFs在光催化还原二氧化碳领域今后的发展进行了展望。

在石墨烯基纳米材料作为最广泛研究的用于提高太阳能转换应用中的器件和系统性能的时代，二硫化钼（MoS2）因具有优异的性能，在二维材料中脱颖而出。本文首先评述了MoS2的合成方法，总结了其结构和性能，并介绍了MoS2在太阳能转化领域的应用，其中包括光热水净化，光催化，和光电催化过程。

本文介绍了纳米网格系统的设计方法、项目实施和经济性。该系统的开发旨在通过实验室现场演示（FOLD）和“架通研究、开发和实施之间的鸿沟”，以使可再生技术适应印度社会。该系统由太阳能光伏（PV）（2.4 kWp）、风力发电机（3.2 kWp）和电池组（400 Ah）组成。首先，利用美国国家可再生能源实验室（NREL）开发的成熟的HOMER（电力可再生混合优化模型）软件进行了前期可行性研究。可行性研究表明，纳米电网系统的最佳容量由一台2.16 kWp太阳能光伏、一台3kWp风力发电机、一台1.44kw逆变器和一个24kWh电池组组成。系统的总净现值（TNPC）和能源成本（COE）分别为20789.85美元和0.673美元/kWh。然而，由于没有所需规格的系统组件，并且为了提高系统的可靠性，安装了由2.4 kWp太阳能光伏、3.2 kWp风力发电机、3 kVA逆变器和400 Ah电池组组成的混合系统。安装系统的TNPC和COE分别为20073.63美元和0.635美元/kWh，这两个成本在很大程度上受电池成本的影响。此外，本文还对各部件和系统的的安装细节进行了说明。另外，还讨论了系统的详细成本分解。进一步地，还对系统的性能进行了研究，并用仿真结果进行了验证。发现了在一年中来自光伏发电系统的发电量相当大，而且几乎是均匀的。与此相反，除4月、5月和6月外，一年中的风速很小，发电量也很小。本研究演示为在印度地区或类似地形地区，未来规划大规模混合能源系统或微电网提供了一条路径。

近年来，基于结构参数的圆柱腔体吸热器热效率优化研究进展颇丰。然而，大量优化研究的成果均在太阳辐射强度（DNI）为定值条件下获得。DNI为定值的优化结果仅适用于DNI在固定范围内的特定地区，无法满足设计方法全地域推广的要求。基于此，本研究构建了圆柱腔体吸热器的三维数值模型，并在模型中引入DNI这一变量。为提升模拟精度，吸热器模型还构建了螺旋盘管、压力损失和工质与盘管传热等子模型。研究结果给出了在DNI变化范围为400-800W/m²内的最佳设计方法。研究还发现，吸热器各种类型的热损失和盘管内的工质温度均随着DNI在这一范围内的上升而有些显著的增加。不同的是，吸热器的热效率却呈现出不同的变化趋势——下降幅度最低的算例也高达2.45%。总体而言，本文提出了一系列适应不同地区、不同DNI条件的拟合曲线用于指导吸热器结构参数的设计。该吸热器优化设计理论的克服了吸热器优化设计的地域局限性，并有效提升了吸热器的热性能。

本文针对太阳能光伏电池驱动的混合动力汽车，提出一种传动系统控制方法，其主要目标是优化电池管理、负载调节及太阳能光伏电池板的最大能量追踪。该传动系统控制器由两层结构组成，即多个底层控制器及顶层控制器。各底层控制器用于分别执行单一任务，例如：最大功率追踪、电池充电控制、负载调节。其中，太阳能光伏电池板的最大功率追踪由基于扰动和观测的底层最大功率点跟踪控制器实现；而电池充电控制则由底层PI控制器实现。根据电池运行状态的限制，例如：电量最高阈值、电量最低阈值、最大充电电流及最大负载等，顶层控制器做出判断，切换不同底层控制器实施相应的控制。理论仿真和实验结果均验证了该传动系统控制算法的有效性。

燃煤发电在我国的电源结构中一直占据主要地位。燃煤发电每年消耗国内煤炭生产总量的一半左右，在相当长的时间内，燃煤发电一直被认为是大气污染的罪魁祸首。随着中国政府出台了一系列越来越严苛的燃煤发电污染物排放控制政策法规，近几年来我国燃煤发电行业污染物排量开始大幅下降。基于我国燃煤发电行业污染物控制的发展过程的总结回顾，深入研究了污染物排放控制设备装机容量、污染物排放量和污染物排放绩效之间的相互影响机制。通过对不同行业分类污染物排放的系统分析，对燃煤发电行业污染物排放的作用进行了重新评估。研究发现，在过去十几年燃煤发电的污染物排放控制对我国的减排事业贡献最大；当前，我国大气污染物排放的主要源头已由煤电行业转移到其它高能耗行业，如热力、钢铁、水泥等。建议政府在保持当前燃煤发电行业排放标准的情况下（无需更严），协同制定热力、钢铁、水泥等高能耗行业的排放标准；参照Hg的控制方案将其它重金属污染的治理提上日程。

天然气脱酸工艺主要是脱除二氧化碳(CO ₂)和硫化氢(H₂S)。高能量需求和操作限制使得胺吸收过程对任何条件变化都很敏感。本文采用HYSYS稳态模拟方法，合理预测了二乙醇胺(DEA)溶剂对天然气中CO₂和H ₂ S的脱除量。产品规格取自使用甲基二乙醇胺(MDEA)溶剂的实际工厂(Gasco's Habshan)，而本模拟在相同操作条件下使用DEA。首先，用实际装置的数据对模拟进行了验证。结果表明，与工厂数据相比，该方法能准确预测二氧化碳的脱除量，对硫化氢含量的预测也在可接受范围内。进行了参数分析，以考察所有可能影响酸气脱除装置性能的参数。从脱酸后气体中CO ₂ 和H2S含量以及再沸器负荷等方面考察了操作参数的影响。

聚合物电解质膜（PEM）燃料电池是各种类型燃料电池中最具发展前景的。尽管有着广泛的应用领域，但其成本和耐久性大大阻碍了PEM燃料电池电堆的商业化。最关键也是最昂贵的部件是其气体扩散电极（GDE），GDE的衰减限制了燃料电池电堆的性能和寿命。对GDE中涉及的各种材料的结构和功能特性进行批判分析和全面理解可帮助我们解决相关的耐久性和成本问题。 本文综述了聚合物电解质膜（PEM）燃料电池电堆最关键的GDE部件，具体分析了影响GDE耐久性的根本原因。本论文还设想了新材料的作用，并给出了提高GDE耐久性的重要建议。

商业建筑在韩国建筑能源总量中占有较大比重。因此，目前已开展了一系列针对办公建筑中锅炉的热能相关研究。然而，上述研究中缺少对其部分负荷率特性和燃气能耗模式的分析。本文研究了传统变风量系统中燃气锅炉的部分负荷率和运行特性，并比较分析了不同锅炉分段方案的气耗量。结果发现，锅炉的运行时间，热负荷和能耗集中分布在部分负荷率为0~40%范围内，所以，能耗量主要受低部分负荷状态下锅炉效率的影响。此外，研究发现，顺序式锅炉分段方案可节省气耗量约7%。在年供热节能方面，3:7比例分段顺序控制策略可将锅炉效率最大化。

涪陵气田的发现到环保、高效探明，取得了页岩气勘探理论认识和评价、勘探技术方面取得系列突破性进展。通过揭示深水陆棚相页岩有机碳含量与硅质矿物含量正相关耦合规律，以及页岩气“早期滞留，晚期改造”动态保存机理，明确深水陆棚相页岩是页岩气生成、储集和压裂改造最有利的页岩类型，保存条件决定页岩气富集程度。提出以页岩品质为基础，以保存条件为关键的选区评价思路，建立了中国南方海相页岩气战略选区评价体系，形成海相页岩气“甜点”地震预测技术、页岩气层“六性”测井评价技术和页岩气水平井组优快钻井技术、水平井复杂缝网压裂技术。展望了四川盆地深层五峰组－龙马溪组页岩气、南方外围地区页岩气和我国陆相盆地页岩气勘探开发前景。

低温条件下负温度系数现象的存在使得预测具有两段着火特性的燃料着火延迟时间比较困难。本文使用了基于随机样本取样的高维模型表示方法（RS-HDMR）预测在一系列初始条件下的正庚烷/空气混合物的着火延迟时间，其中正庚烷着火过程中存在负温度系数现象。通过正庚烷详细动力学机理计算得到定压绝热系统中正庚烷/空气着火延迟时间，并通过构造两个HDMR相关函数，全局相关函数和分区相关函数，分别得到两个相关函数预测的正庚烷/空气着火延迟时间。将预测结果与计算结果进行对比，两个相关函数都展示了较好的预测结果，其中在每个分区上，分区相关函数比全局相关函数具有更高的精度。因此，HDMR相关函数可以用于预测在中低温条件下具有两段着火特性的燃料着火延迟时间。

本文针对电能计量装置因电压、电流负荷曲线畸变导致的计量误差进行了研究。研究结果表明，电能计量误差主要取决于电能表的设计及其采用的算法。当前，电能表主要有三种不同的计量原理：感应式（电气机械式）、电子静止式和数字电子式（微处理器）。这三种计算原理有其各自的测量特点。部分计量装置考虑了网络中的所有谐波畸变量以及直流分量，而部分计量装置仅测量基波功率和能量。这种差异会导致采用不同计量原理商用电能表的读数不一致。因此，计量系统的统一性会遭到破坏，并在传输和消耗的电能平衡上体现出显著误差。

在现有消费者电器中节能的潜力非常高。实现节能和提高能源使用意识的方法之一是识别各个电器的能耗。为了识别消费者电器的能量消耗，可以使用负载分解方法。非侵入式设备负载监控（NIALM）是一种负载分解方法，可将单个点的功耗总和分解为各个电器的功耗。在这项研究中，负载分解是通过电压和电流波形进行的，称为V-I轨迹。在利用主成分分析（PCA）和k-NN算法之前，分类算法进行了V-I轨迹图模板图像的裁剪和图像金字塔缩减。本文的新颖之处在于通过利用多阶段分类算法方法，建立了基于V-I轨迹的负载特征图像的负载分解系统方法。本文的贡献在于利用“k值”，即最近邻居的最近数据点的数量，在k-NN算法中有效地对电器进行分类。本文还讨论了多阶段分类算法实现的结果，并且还提出了关于未来工作的想法。

由于能源需求和全球变暖，更高效地利用动力循环已成为人类的一种责任。本文对不可逆布莱顿循环开展热力学研究，目标是要优化布莱顿循环的性能。此外，文中推出了多目标优化的四种不同方案，每种方案的效果分别加以评估。在不可逆布莱顿循环的分析中，考虑了输出功率以及熵产、能量、火用输出和火用效率的概念。在第一种方案中，为实现火用输出最大化，应用了生态学函数与生态学性能系数、多目标优化算法（MOEA）。在第二种方案中，通过应用多目标优化算法，包含火用性能准则、生态学性能系数及生态学函数的三种目标函数同时求它们的最大。在第三种方案中，为寻求火用输出、火用性能准则及生态学性能系数的最大化，多目标优化算法被采用。在最后一种方案中，应用多目标优化算法，包括火用性能准则、生态学性能系数及含火用的生态学函数等三种目标函数同时求其最大。经由基于NSGAII方法的多目标进化算法，执行了全部优化策略。最后，为了综观每一种方案的最终结果，三种熟知的决策方法被用。

回油系统在多联式空调（变冷媒流量系统）中起到重要作用，其能保证多联式空调的可靠运行。而油气分离器是回油系统中的关键部件，油气分离器的分离效率直接影响多联式系统的性能。因此本文搭建了可以测量压缩机吐油率和油气分离器效率的实验装置。因为制冷剂中声速的大小随润滑油含量的不同而变化，所以本文通过在线声速仪测量实时测量系统内的含油率，通过比较油气分离器前后的含油率，获取了油气分离器的效率。