清华项目
有机固态太阳能电池
太阳能是新能源开发利用最活跃的领域。目前市场上的太阳能电池主要是单晶硅和多晶硅两种。但这两种太阳能电池最大的问题在于工艺条件苛刻，制造成本过高，不利于广泛应用。而９０年代出现的纳米ＴｉＯ２有机半导体复合太阳能电池和有机／聚合物太阳能电池，工艺条件简单，成本较低，有可能成为２１世纪太阳能电池的新贵。
清华大学自１９９８年开始染料敏化纳米二氧化钛太阳能电池方面的研究工作，我们以ＩＴＯ导电玻璃为基底，染料敏化纳米二氧化钛为光阳极，使用一种有机半导体空穴传输材料，制备了全固态染料敏化纳米二氧化钛太阳能电池。其各项性能分别为：开路电压Ｖｏｃ～６１８ｍＶ，短路电流Ｉｓｃ～０．２４ｍＡ／ｃｍ２
注入因子ｆｆ～５４．５％，电池的总光电转换效率达到了０．１０％。
清华大学自２００１年开始有机／聚合物太阳能电池项目的研究，在光强为６０ｍＷ／ｃｍ２的白光照射下，我们制备的ＩＴＯ／ＭＥＨ－ＰＰＶ
ｎｅｗ ｄｙｅ／Ｃａ／Ａｇ ｂｌｅｎｄ结构器件达到了开路电压Ｖｏｃ ＝ ０．６２Ｖ，短路电流Ｉｓｃ
＝ １ｍＡ／ｃｍ２，填充因子ｆｆ ＝ ６２％，光电转换效率ｈ ＝ ０．１％的技术指标。
废轮胎制油和超细碳黑填料的无污染生产技术
废旧轮胎是现代化社会的公害，如何使日益俱增的废旧轮胎资源得到绿色循环利用，一直是世界各国共同努力的问题。我们结合国内外先进技术，在清华大学多学科优势的基础上，与企业合作开发了新型的工艺技术，并实现废轮胎制备燃油和超细碳黑填料无二次污染加工技术的工业化。
裂解橡胶后生成炭黑主要用于汽车轮胎、制鞋和橡胶杂件等制品，用途广泛，用量很大。但该炭黑填料是通用炭黑价格的一半以下，可达到半补强碳黑的效果。因此，可大大降低橡胶制品的成本，能够占领较大的市场份额。
橡胶裂解后生成的燃油，可作陶瓷、化工等工厂的窑炉燃料，精制分馏后产品可达到精炼油国标，使用范围更广泛。在目前国际市场燃油价格居高不下，而各行各业对燃油需求又很大的情况下，这种燃油有广阔的市场前景。整个废旧轮胎加工过程无污染排放，废物全价利用，非常经济节约。
水泥企业技改转产和多品种水泥生产
随着国家产业结构调整和产品标准与国外接轨，部分中小水泥企业在现有技术水平上难以达到新的质量标准。除通过技改达标之外，转产或部分转产、增加水泥品种也是摆脱困境的一条出路。利用现有的生产系统进行技改可以生产下列市场广泛的产品。
超细高强水泥：它具有优良的抗渗透和高强性能，也用于水利或地下工程的岩基灌浆处理及油田采油作业中的堵水材料，应用前景广阔。用于混凝土的超细活性矿渣、沸石：这两种超细活性材料是制备高性能混凝土的掺和料，可提高混凝土的标号和耐久性。用于环保脱
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硫的重质碳酸钙微粉：主要用于处理大型燃煤锅炉燃烧排出的废气，随着环保要求的提高，这类超细粉的市场需求逐渐增加。用于塑料、橡胶、造纸、涂料等行业的粉体填料：该类产品的市场面广，需求量大，原料也容易获得。产品细度要求通常在６００－１２００目左右，需对原球磨机进行改造并配合超细分级机生产出合格的产品。立窑厂转产轻质碳酸钙。
本技术为中小水泥企业提供一条新的生存途径，以较小的投资转产高附加值的超细非矿产品，经济效益与社会效益均十分显著。技改投入改造费用根据不同企业特点和转产产品的种类有所差异。
中药超细包覆微粒化加工技术
利用粉体工程的高新技术，将中药材进行细胞级粉碎、表面包覆和微粒化，在保持中药的药效学物质基础的同时，提高药效。这对完善中药现代化加工技术，减少中药资源浪费，提高中药质量，增强中医药在国际上的竞争力都具有重要的现实意义。中药细胞破碎微粉技术配合表面抗氧化包覆技术和微粒化技术，使中药现代化加工技术更加实用化。清华大学已申请专利，拥有中药超细包覆和微粒化新技术的知识产权。本技术的研究得到国家计委中药现代化加工示范项目的支持。
对中药材进行有条件的超细粉碎、包覆和微粒化加工，达到保留有效成分的微粒细化（细胞破壁）目的。处理后的中药材料具有独特的小尺寸、表面或界面效应等，从而表现出许多优异的药用性能。包覆技术可以保护药物颗粒表面不易氧化破坏，延长药物的保质时间。微粒化技术减少超细药粉的飞扬，便于混合、输送和灌装胶囊。该技术是粉体技术在中药加工中的综合应用，其中包括了干燥、粉碎、混合、表面处理、灭菌、微粒和包装等系列技术。
用电力电子技术改善电能质量——有源滤波装置
与用静止无功功率补偿装置治理无功短缺相对应的就是用有源滤波装置（ＡＰＦ）解决谐波污染问题。采用无源电力滤波器（ＰＦ）来治理谐波问题是电力系统历来的策略。这种方式的问题在于随着温度变化和时间的推移，构成ＰＦ的电容器与电抗器的参数将发生变化，从而导致ＰＦ谐振频率的改变和品质因数的变化，滤波效果会越来越差。
有源滤波装置从另一个角度考虑问题。如果能够检测出系统中现有的谐波，再通过电力电子装置产生与其幅度相同相位相反的谐波，就可以使负荷不受到谐波的干扰。ＰＦ采用的是将滤波支路等效阻抗降低从而使谐波更多地分流到滤波支路上的方法，ＡＰＦ采用的则是从相位上完全抵消谐波的方法。可以看出，这种方法产生的谐波大小和相位是由系统当前状态决定的，不会随温度和时间的变化而变化。
ＡＰＦ目前已经在配电领域逐渐受到重视并由此产生了一些应用。相信随着社会对电能质量要求的逐渐提高，该装置会越来越受到重视。清华大学电机工程与应用电子技术系与锦州电力电容器有限责任公司目前正在联合研制高压直流输电系统交直流两侧有源滤波器项目。ＡＰＦ装置是对电能质量要求较高的用户的首选方案，因此投资ＡＰＦ项目的长期回报比较突出。
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汽车总装配工艺设计、仿真与优化
轿车的总装配工艺设计和优化是一个复杂的工作，涉及的方面众多，是一个多目标优化问题。本成果首先从轿车的产品结构和设计功能模型映射为整车零部件装配任务模型。其次将轿车总装配任务集合向总装配生产线分配，提出了研究装配任务的描述方法，收集整理现有总装配生产线的工艺资料，建立装配关系、工具以及设备资源等基础信息库以及数据之间的内在关系，分别按效率最高和线平衡的最佳效果为目标分配任务。第三，建立了总装工艺评价体系，为总装单元、总装配生产线的仿真提供数据，在并行开发数字化轿车工程中起到桥梁作用。建立切实可行的评价体系，针对可能出现的多种总装工艺，从全局优化的角度出发，综合考虑时间、人力、资源几大因素，制定优化标准，估算工艺成本，选择最优工艺。第四，开发了基于仿真的工艺设计、优化工具系统，解决同一产品整个装配工序的平衡问题以及在混流生产方式下不同产品使用不同装配工序时，工序间的协调和装配资源的合理分配等问题。
通过优化工艺过程和平衡生产线各工位生产任务，可将生产线的不平衡损失控制在１０％～１５％以内的水平。适用于大批量生产的轿车、轻型客车、卡车等总装配生产线的规划与设计。可显著减少生产线的工位数量，减少操作工人数量，降低生产成本，保证生产质量。
生物可降解塑料——ＰＨＡ的工程化开发和工业化生产
伴随石油化工的发展，合成塑料及其制品产量与日俱增，但是大量不可降解塑料的废弃已造成愈来愈严重的“白色污染”，日益威胁着人类赖以生存的环境。发展可生物降解的塑料已成为当务之急。目前采用生物技术生产的生物可完全降解的塑料中，研究得比较多的有两类：聚乳酸ＰＬＡ和聚羟基烷酸酯ＰＵＡ。尤其后者的物化性能与聚丙烯相近，还具有生物相容性、光学活性，压电效应、低透气性、抗紫外线和抗凝血性等许多独特的优点，使其更受青睐。
本技术利用现代生物技术——基因工程的手段，成功构建了一条制备可降解塑料的途径。本技术在产量和成本方面具有领先地位。同时在应用方面，也开发了多项应用前景良好的技术，如用于药物的控制释放、骨科康复材料、细胞和组织工程材料，食品包装材料、一次性餐具和用具等等，已具有良好的工作基础。新的应用领域和可降解塑料合金的研究工作正在进行中。
此产品的应用领域广阔，由于其可生物降解性，可用作一次性塑料制品，包装材料，对消除“白色污染”具有重大意义。同时，由于具有良好的生物相容性，在医学上可用作外科手术缝合线，骨科固定支架植入体内的固定骨钉，夹板等，医用包扎材料、止血塞、医用薄膜、外科手套涂粉等。在药学上可用作药物控制释放体系的载体，用于抗癌药、避孕药等的长效控制释放。它还具有压电性，可制作各种压电制品，如：压力传感器、点火器、声学仪器、震荡发生器、挟能元件等。
本技术已进行了八年多的研究，已通过国家“九五”重点攻关项目的验收。是通过基因工程技术，发展了一种低成本生产ＰＨＢ的技术路线，该技术已达到国际领先水平，并获得了国家专利。
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新型多孔微生物载体废水处理技术研制与应用
在发达国家，以活性污泥为代表的生物污水处理技术已相当成熟，已广泛应用到城市和工业污水处理中。我国污水处理刚刚开始，所采用的技术大都是旧式的活性污泥法，但平均处理率还不到１５％，远远低于发达国家。面对我国巨大的环境市场，在开发废水处理技术时不能光考虑满足水质的要求，更需要研究开发从源头上分解剩余污泥的先进污水生物处理新技术，从而彻底避开发达国家已经遇到的严重问题。但目前国内外还没有成功的技术研究报道。
清华大学研制的新型多孔载体微生物废水处理技术是根据捕获剩余污泥的流离原理、厌氧及好氧微生物的协同代谢原理而开发出来的，不仅能够达到污水水质达标处理，而且同时能够将剩余污泥原位分解，解决传统生物处理技术棘手的剩余污泥问题。该技术独创性强，国际领先，可广泛应用于生活、高中低浓度有机工业废水处理。
目前，我国污水的年排放总量已达到４１５亿吨，如果按８５％还未处理计算的话，今后要处理的量有３５２．８亿吨。加入ＷＴＯ和申奥成功后，随着我国经济建设步伐的加快，高效环境保护技术需求度越来越高，更急需投资和运行费用低、无二次污染、管理方便、处理出水达标的稳定可靠技术。因此，本剩余污泥分解型厌氧——好氧耦合反应器及污水处理新技术的应用势在必行，具有巨大的科学和社会意义，将产生良好的环境、社会和经济效益。
提高免疫和抗肿瘤中药的开发
本项目利用我国得天独厚的植物资源优势，吸取民间用药的经验，选择具有应用前景的植物，对特有的几种黄精属植物中的糖甙类化学成分进行系统研究，通过生物活性检测示踪的方法，发现在医药上具有免疫和抗肿瘤活性的糖甙类天然产物，并对其构效关系进行了研究。
在这些成果的基础上，可以开发出具有提高免疫和抗肿瘤活性的中药。本项目的前期研究曾得到国家自然科学基金，清华大学基础研究基金、京港三校《中医药合作计划》等研究基金的支持。本项目还集中了多学科的研究力量和先进的研究手段，相关基础研究已持续进行了五年。预计一年至三年之内可以完成新药临床报批所需的药学和药理毒理学研究资料。提供符合国家新药评审所需的全部临床前研究资料。
随着生活水平的提高，人们需要副作用小、疗效更好的提高免疫功能和抗肿瘤的药物。目前这方面还没有特别有效的中药或西药。本药物如开发成功，能具有非常好的市场前景。
相变蓄热电加热地板采暖
电采暖技术有采暖区污染小、使用方便、美观灵活等优点，能弥补煤燃烧取暖的不足。但电采暖技术也具有运行费用高，加大了电网的峰谷差等弱点。
而相变蓄热电加热地板采暖方式利用相变材料储存夜间廉价电热，白天放出给房间供暖。相变材料蓄热能力强，蓄放热过程近似等温过程。在黄河以北地区，它可作为一种采暖新形式，在黄河以南无集中供暖地区，也是解决冬季采暖的一种新方式。
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与传统散热器采暖相比，这种采暖方式有很多优点。例如，地板采暖主要利用地面辐射，人可同时感受到辐射和对流加热的双重效应，更加舒适，且清洁美观；在大跨度空间中容易布置，运行管理简单；运行费用低于无蓄热电热供暖方式，在实行峰谷电价的地区，利用低谷廉价电运行，可大大降低电采暖的电费开支，并缓解电网峰谷差；相变过程中无泄漏，安全可靠。
相变蓄热地板的应用有两种形式：被动形式和主动形式。相变蓄热地板的初投资包括绝热层、相变材料、电热膜的购置与安装费，运行费用为所耗电费。与传统采暖方式相比，相变蓄热电采暖初投资与运行费用是能够接受的，并且电加热地板采暖舒适、干净、维护简单，因此应用潜力大；与无蓄热的电采暖方式相比，在峰谷电价分计情况下，大大节省了运行费用。
芳纶纤维布补强工法
芳纶纤维是高强度，高弹性且具有良好的耐热性能的纤维 （芳香族聚乙烯氨化物纤维），民用产品被广泛使用在从宇宙飞船、航空材料到防弹背心，体育用品等各个领域。芳纶纤维布是由芳纶纤维单向或双向编织而成，在建筑物表面用树脂浸透，张贴形成纤维布层，达到对建筑物进行维修、补强的效果。
芳纶纤维布补强工法具有以下特点：高强度，抗拉强度是钢材的７倍；重量轻，重量是钢材的１／５；柔软性，如同编制衣物的纤维一样；绝缘性，不导电；耐久性，不生锈，防水耐蚀。本技术主要用在以下方面：建筑物、桥梁等柱体的抗震补强；由于荷载增加需要对建筑物的板、箱结构补强；针对承受落石等碰撞冲击荷载的结构补强；伴随混凝土劣化所需的维修和补强等。
芳纶纤维布可按设计强度要求编织，使用芳纶纤维抗拉强度２０６０Ｎ／ｍｍ２。补强设计及施工可以由技术人员指导进行。
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