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能源是人类社会存在与发展的基石,是经济发展与文明进步的基本制约条件,是国民经济、国家安全和实现可持续发展的重要基础。能源已经成为一个国家发展的命脉,新能源和可再生能源成为了各国发展的重点,而当前对新能源和可再生能源的研究越来越需要借助于分析测试表征手段,而科学仪器是进行分析测试的基础,分析测试表征体系建设可使科学仪器发挥更大功效。科研单位的分析测试表征体系的建设和完善,可更好满足科研工作对技术支撑条件的需求,促进科研工作的开展;同时也可拓展分析测试技术在能源领域研究中的应用。
本文以长期从事新能源和可再生能源研究的中国科学院广州能源研究所为例,制定具有专业特色的分析测试表征体系规划,编写了硬件实施方案,建立了质量保障体系,并基于已建立的分析测试表征体系进行应用实验研究。
本文在调研国内外分析测试实验室建设情况的基础上,分析科研院所的分析测试实验室建设历程,基于广州能源所的分析测试基础和研究需求,明确分析测试表征体系建设的目标和任务,构建支撑研究所科研工作的5大平台系统,包括:能源研究公共分析测试平台、生物质能专业实验平台、天然气水合物专业实验平台、太阳能专业实验平台和节能实验平台。初步建立了固体废弃物和生物质燃料测试系统、催化剂表征体系、材料表征体系、生物质热反应表征体系和专业测试表征系统。
基于已建立的分析表征系统,分别进行了以下应用实验研究:(1)通过同步热分析仪与傅里叶红外光谱仪、质谱仪联用,对生物质的热转化过程进行表征,包括:橡胶、木质素的热解过程进行分析,并研究了水蒸气气氛下的稻杆及其焦炭混合物热转化过程;(2)在同步热分析仪红外联用系统上实现了乙醇原位催化反应在线表征,通过调节传输管的温度解决了逸出气的组分分离问题,实现了对产物的选择性鉴定,为原位化学反应在线表征提供了一种有效的研究方法;(3)采用扫描电镜、X射线衍射仪、热分析系统等,对材料的形貌、晶型、成分、光学性能、热物理、热化学性能等进行了系列表征,为建立材料的系统表征体系建立提供了实验依据。
通过制度的制定和质量保障体系建设,以保证分析测试体系的规范运行和规划实现,其中构建的质量管理体系获得国家计量认证资质认定。固体废弃物和生物质燃料分析依照资质认证要求进行规范运作。