Mining industries worldwide have inevitably resorted to exploiting resources from the deep underground. However, traditional mining methods can cause various problems, e.g., considerable mining difficulty, environmental degradations, and frequent disastrous accidents. To exploit deep resources in the future, the concept of mining must be reconsidered and innovative new theories, methods, and technologies must be applied. To effectively acquire coal resources deeper than 2000 m, new theoretical and technological concepts about deep in situ fluidized mining are required. The limits of mining depth need to be broken to acquire deep-coal resources in an environmentally friendly, safe, and efficient manner. This is characterized by ‘There are no coal on the ground and no men in the coal mine’. First, this paper systematically explains deep in situ fluidized coal mining. Then, it presents a new theoretical concept, including the theories of mining-induced rock mechanics, three-field visualization, multi-physics coupling for in situ transformation, and in situ mining, transformation and transport. It also presents key technological concepts, including those of intelligent, unmanned, and fluidized mining. Finally, this paper presents a strategic roadmap for deep in situ fluidized coal mining. In summary, this paper develops new theoretical and technological systems for accomplishing groundbreaking innovations in mining technologies of coal resources in the deep underground.

人为的气候变化是一个全球性问题，影响到每个国家和每个人，这主要是由于人类向大气中排放温室气体。通常，很大部分的温室气体排放是由一小部分人口产生的。本文重点介绍英国家庭中高排放者及其能源使用产生的二氧化碳排放量。本文采用聚类分析方法，旨在确定高排放者是否由不同集群组成，其中每个集群中的家庭具有相似的特征，但不同集群中的家庭彼此不同。数据主要基于英国的生活成本和食物调查问卷。结果表明，在等效家庭碳排放量和收入之后，高排放者可以分为六组，每组具有相似的特征，但不同组在收入、年龄、家庭组成、住所类型及大小和使用权类型却彼此不同。聚类结果表明，不同种社会经济因素组合，例如生活在至少六个房间的低收入单身女性，或拥有大型独立式住宅的高收入退休夫妇，都可能是高碳排放人群。政策制定者应针对每个高排放群体制定不同的措施，以更有效地减少家庭能源消耗产生的二氧化碳排放量。

Single wall carbon nanotube (SWCNT) additives were formulated into µm-Si-graphite composite electrodes and tested in both half cells and full cells with high nickel cathodes. The critical role of small amount of SWCNT addition (0.2 wt%) was found for significantly improving delithiation capacity, first cycle coulombic efficiency (FCE), and capacity retention. Particularly, Si (10 wt%)-graphite electrode exhibits 560 mAh/g delithiation capacity and 92% FCE at 0.2 C during the first charge-discharge cycle, and 91% capacity retention after 50 cycles (0.5 C) in a half cell. Scanning electron microscope (SEM) was used to illustrate the electrode morphology, compositions and promoting function of the SWCNT additives. In addition, full cells assembled with high nickel-NCM811 cathodes and µm-Si-graphite composite anodes were evaluated for the consistence between half and full cell performance, and the consideration for potential commercial application. Finally, criteria to assess Si-containing anodes are proposed and discussed from an industrial perspective.

在柴油乳化燃料中加入水可以减少柴油发动机的氮氧化物的排放，而无需对发动机进行任何改装。在本文中，首先利用超声波辐射法制作了含不同水配方的柴油乳化燃料。并通过实验测得了乳液中的水滴大小、多分散指数以及所制作燃料的稳定性。然后研究了单缸风冷柴油发动机在使用含不同水配方的柴油乳化燃料条件下的性能特征和废气排放情况。将响应曲面设计作为响应面法的子集，测得了含水量（按体积计，范围为5%–10%）、表面活性剂含量（按体积计，范围为0.5%–2%）以及亲水亲脂平衡值（范围为5–8）的影响。在考虑多目标优化的条件下，我们发现最佳的乳化燃料的配方为5%的水，2%的表面活性剂和6.8的亲水亲脂平衡值。最后将所得最佳乳化燃料和纯柴油在发动机性能和排放特性方面进行了对比。相比于纯柴油，所得最佳乳化燃料的氮氧化物的排放量明显减少（–18.24%）。

本文针对大气压条件下，化学计量比的二甲醚/氢气/空气预混合火焰开展了热力学第二定律分析。火焰过程的可用能损失主要来自于不同的不可逆源，如化学反应、热传导、物质扩散等，以及来自于部分燃烧产物的可用能损失。研究结果表明，无论二甲醚和氢气的混合比例如何，化学反应始终是可用能损失的主要贡献因素，其次是未完全燃烧产物和热传导，而物质扩散对可用能损失的贡献最小。随着氢气比例的提高，源自化学反应、热传导和物质扩散的可用能损失降低，这主要是由于火焰厚度的减小所致。其中，来自化学反应和热传导的可用能损失下降得更为明显，而物质扩散所导致的可用能损失下降较小。然而，来自未完全燃烧的可用能损失随着氢气比例的升高而增加，这是由于氢气和OH基团等未燃燃料和燃烧中间产物的比例上升造成的。随着氢气混合比例从0%升高至100%，二甲醚/氢气预混火焰的总可用能损失下降约5%。

超临界CO₂ 压裂被认为是页岩气、煤层气、致密砂岩气等非常规油气高效开发新方法。然而超临界CO₂ 黏度低、扩散系数高、表面张力为零等特性，带来巨大优势的同时也带来了一系列问题，如携砂困难、沿程摩阻大、排量要求高等。论文结合超临界CO₂ 压裂现场试验和室内研究，对上述问题进行了详细剖析，并给出了具体解决方案。针对管路摩阻高这一问题，可研制新型减阻剂，也可优化管柱组合，尽量选用大尺寸套管固井，以降低沿程摩阻；针对携砂性能差、易砂堵这一问题，可向超临界CO₂ 中添加增粘剂、加大注入排量以及选用超低密度支撑剂；针对滤失快、排量要求大这一问题，可以提高注入排量或向储层中注前置液。解决了上述三个难题后，便可进行大规模超临界CO₂ 压裂现场试验。研究结果可进一步推进超临界CO₂ 压裂工业化进程。

吸热器的光学性能对太阳能热发电系统的效率和稳定性有很大影响。目前大多数文献都是对吸热器的不同几何形状进行光学研究，关于吸热器的关键几何参数对光学性能影响的文章较少。在本文中，使用商业软件TracePro研究了几个会影响光学效率、最大热流密度分以及锥形腔的光线分布的因素，例如锥形腔式吸热器的锥角、螺旋管圈数以及聚光器焦点与采光口的距离。本文使用蒙特卡洛射线追踪法研究和分析了锥形吸热器的光学性能，为了使仿真结果可靠，在提出的模型中将吸热器的螺旋管紧贴到腔体的内壁上。结果表明，随着锥角的增加，到达吸热器螺旋管的光线数量增加，而光效率下降，最大热流密度增加。吸热器的螺旋管圈数的增加有助于光学效率的提高和均匀的光分布。当聚光镜的焦点在采光口平面时，锥形腔式吸热器的光学性能最佳。

镍及其化合物可以作为助催化剂提高催化剂的光催化活性，由于其价格低廉，在光催化分解水领域具有潜在的应用前景。本研究选择Ni、Ni(OH)₂、NiO、NiOx和NiS来修饰商业二氧化钛(P25)，考察不同镍物种对P25光催化产氢活性的影响。采用紫外可见光谱(UV-vis)、X射线衍射仪(XRD)、BET比表面积测试仪(BET)、透射电镜(TEM)、X射线光电能谱仪(XPS)分析表征方法，对催化剂的物理化学性质进行分析表征。研究结果表明，不同镍物种修饰都可以提高P25的光催化产氢活性，其中NiOx和NiS修饰的P25比其它镍物种修饰的P25显示出更好的光催化产氢活性，这是因为NiOx和NiS能够和P25之间分别形成p-n异质结，同时，NiOx可以通过原位光沉积选择性沉积在P25的活性位上，而NiS有利于促进H+与光生电子反应。

对于火花点火式发动机，从理论上提高压缩比可以改善热效率并且提升动力输出。然而，在实际工作过程中，伴随高压缩比产生的爆震限制了压缩比的进一步提高。本文研究的目的是基于增压米勒以及多次喷射技术，开展了高压缩比在汽油机中的应用研究。在本文研究中，研究了压缩比CR10和CR12在某型号单缸直喷式火花点火发动机中应用的优化策略。研究结果表明在高压缩比CR12中采取强米勒循环、高增压技术可实现与CR10相似的有效压缩比，以此消除高压缩比和高负载时的爆震极限。为验证高压缩比的优势，比较了CR10和CR12在全负荷和部分负荷下的燃油经济性和动力性能。结果表明，在全负荷工况下，采用强米勒和多次喷射策略，CR12可以达到与CR10相似的动力性并降低燃油消耗；在部分负荷下与CR10相比，高压缩比CR12带来的燃油经济性和动力性能都具有明显优势。

钍基熔融盐反应堆固体燃料（TMSR-SF）设计是一种创新的反应堆概念，它使用高温三结构各向同性（TRISO）燃料和低压液态盐冷却剂。 为了将来获得TMSR-SF的许可申请，有必要充分了解TMSR-SF设计的重要特征和现象，以及在事故发生时的瞬态行为。 在本文中，针对所选事件评估了安全相关现象，重要性和知识库，并基于RELAP / SCDAPSIM Mod 4.0模拟了车站停电期间TMSR-SF的瞬变。

具有显着影响但对它们的历史了解有限的现象是堆芯冷却剂旁路流量，出口气室流量分布以及冷却瞬态过高/过低的中间热交换器（IHX）。 还讨论了车站停电期间的一些热工水力参数。

在现在的应用场景中，电力系统企业主要关注智能电网技术，以实现可靠且利润丰厚的电网运行。而需求侧管理即是一种通过激励调动终端用户积极参与电力市场的智能电网技术。用户通过不同方式响应电网指令从而获得汇报。现今，居民用户热衷于采用电池等储能设备，以降低在高峰时段的用电量。本文通过优化居民用户的家用电器运行时间来降低整体电费，以此证明了智能建筑能量管理系统的有效性。进而，能量管理系统可以根据用户需求和电网参数（电价、消费限额等），通过调度电池的运行状态（充电/浮充/放电）和充放电量来有效利用电池。利用Matlab对能量管理系统进行了仿真研究，结果表明终端用户得到了显著的收益。

文莱达鲁萨兰国传统的发电多依赖于天然气和石油，目前电力公司开始考虑采用风力发电。本文研究了最容易获取的可再生能源---风能。通过测量文莱达鲁萨兰国两个不同地方的风速，利用风力发电软件Wind Power建立了风速威布尔分布模型，并据此研究了风速、风向、风场特性等。通过风向玫瑰图分析了陆上和离岸的风能密度。基于这一分析，作者发现3-5米/秒的风速出现几率为40%。此外，研究表明，在5米/秒风速条件下，文莱达鲁萨兰国这两个地方的年发电量约为1000-1500千瓦时。

在使用可再生能源替代传统能源的趋势下，使用强大的软计算方法以帮助实现这些能源的快速增长变得尤其重要。在此背景下，本文引入了一种新型结构来优化和控制由基于鼠笼异步发电机（SCIG）并接入电网的变速风力发电机而产生的能量。通过基于模糊逻辑的最大功率跟踪（MPPT）算法来实现风能发电的优化策略，并通过内模（IM）控制器实现发电机的控制策略。在矢量控制技术中并入了三个内模控制器以替代比例积分（PI）控制器，以实现所提出的优化策略。提出了将MPPT与MI控制器结合以替代传统的叶尖速比（TSR）技术，以避免诸如风速测量和风力发电机（WT）特性的不确定而引起的任何干扰。根据Matlab/Simulink中一个六风能转化系统模型的仿真结果可得，本文所提出的控制系统拓扑结构是可靠的，并能使系统保持在所期望的响应附近运行。

地热能是一种可再生的可替代能源，具有替代化石燃料和缓解全球变暖的潜力。 但是，地热能的发展具有环境，经济和社会文化方面的影响，需要事先加以预测，然后加以缓解。 因此，为了保证可持续发展，必须考虑相对的潜在影响。 从可持续性的角度来看，在本研究中，对地热能发展的后果进行了包括环境，经济，社会和文化方面的全面分析， 只有综合考虑可持续性方面，地热能产业才能繁荣。

本文介绍了一种新型的旋片式旋转压缩机（SVC），它具有显著的优势-机构简单，摩擦损失低，运行可靠并且压缩比相对较高。 基于旋片式压缩机的几何模型，热力学模型和动力学模型，本文建立了优化设计的数学模型，并进行了理论和实验研究。 汽缸的长度，转子和汽缸的半径定义为设计变量，EER的倒数定义为目标函数。 采用复杂的优化方法研究了旋片式压缩机的结构。 理论模型可以提供一种预测压缩机性能的有效方法，这也将有助于SVC的结构优化。 研究表明，通过优化设计，在给定的初始值下，压缩机的摩擦损失大大降低，EER增加了8.55％

近年来，固体氧化物燃料电池（SOFC）的电极组件的开发和制造已变得尤为重要，特别是在电极支撑的SOFC出现之后。电极的功能包括促进燃料气体的扩散，燃料的氧化，电子的传输以及电化学反应副产物的传输。在开发具有混合导电性能的替代电极材料和一些其他复合金属陶瓷方面，取得了令人瞩目的进展。在SOFC操作过程中，有必要避免渗碳和硫化问题。本论文论述了一种潜在电极材料，双钙钛矿作为SOFC中的阳极和阴极的各个方面，分析了文献中已研究的150多种SOFC电极组成。已经根据相，结构，衍射图，电导率和功率密度进行了评估，并详细提供了用于确定电极部件的质量的各种方法。这篇综述为未来的研究提出了可能的方向。

燃煤发电一直是我国电源结构的主要组成，也是过去几十年来我国节能降耗的最大贡献者。对过去几十年来燃煤发电工业节能降耗过程的定量研究发现，相较于各种各样的节能提效技术，机组结构升级对燃煤发电工业节能降耗的意义更大。其中，淘汰落后产能对燃煤发电平均供电能耗下降的贡献最大，其次是新建高效机组，二者累计贡献率占80%左右。研究发现，新建燃煤发电机组对全国燃煤发电平均供电煤耗下降的影响存在明显的周期性规律，周期大约为8年左右。在每个影响周期内，新建燃煤发电机组对全国燃煤发电平均供电煤耗的影响呈逐年下降趋势。而淘汰落后产能对全国燃煤发电平均供电煤耗的影响则相对稳定，主要受淘汰落后产能装机容量的影响。因此，建议国家有关部门持续坚持有组织地淘汰燃煤发电落后产能，以持续推动燃煤发电节能降耗。