压缩空气储能(CAES) 系统在释能阶段储气室中空气的压力逐渐降低，当其低于某一值后，机组无法实现额定的总输出功率，为了解决此问题，本研究提出将旁路系统应用于CAES 系统的膨胀机中。本文为某CAES 系统的膨胀机组设计了3类旁路系统：一级(3 种)、二级(3 种) 和三级(1 种) 旁路系统，共7 种。通过调节主阀和旁路阀的开度，改变部分涡轮的进出口总压，进而改变其质量流率和输出功率，实现机组额定的总输出功率。结果表明：能实现预期工作效果的共有5 种，采用三级旁路系统能实现最低的储气室中空气的终态压力，扩大机组的滑压运行范围。效果最优的为分别调控T1、T2 的二级旁路系统，能实现机组最长的发电时间和系统最高的能量密度，相比于原机组提升了71.25%。采用旁路控制的方法能延长机组的发电时间，提高系统的能量密度。

电解海水制氢被认为是未来极具发展前景的新型制氢方法。然而，阳极侧存在析氧反应(OER) 过电位高、动力学过程缓慢以及析氯反应(CER) 对电极造成腐蚀等问题，使电解海水制氢技术面临巨大挑战。近年相关研究表明，将肼、尿素、硫化物、糖类、微塑料等物质的氧化反应耦合入电解海水制氢体系的阳极侧，可替代OER，避免氯腐蚀等问题并实现更高经济效益。本文系统综述了电解海水制氢的原理、面临的挑战和相关催化剂的研究现状，重点总结了近年来电解海水耦合低电耗氧化反应在制氢领域的进展，并对电解海水制氢技术仍需突破的问题和未来的研究方向进行了展望。

针对太阳能海水淡化过程中盐资源化利用率低的核心难题，本研究设计了一种仿生离子通道氧化石墨烯/聚酰胺(GO/PA)界面蒸发器。通过调控PA 层电荷特性设计出双负电GO/PIP 膜与异质电荷GO/PEI 膜，其中，GO/PIP 膜利用Donnan效应和尺寸筛分效应实现Cl−/SO²⁻₄ 选择性分离，并通过横向离子通道诱导NaCl 在膜边缘结晶；GO/PEI 膜则在膜内部形成垂直电场驱动阴阳离子纵向迁移，从而在短期内有效抑制盐沉积。实验结果表明，GO/PA 膜的蒸发速率比纯水提高了2.6 倍以上，其中GO/PIP 膜蒸发速率最高，高达1.94 kg·h⁻¹·m⁻²。GO/PIP 膜的结晶速率达280 g·m⁻²· h⁻¹，经三次循环后NaCl 纯度达96.13%(分离系数3.5)。该研究提出的抗盐-结晶动态平衡策略，为高盐废水的零液体排放处理提供了可工程化的解决方案。

通过氨气相变的大体积变化调控浮空器的浮力和高度，是解决浮空器长期稳定驻空难题的创新思路，其核心是强化平流层环境下氨在管外的凝结换热过程。本文对6.5 kPa 下氨在七种不同薄壁丝管管束结构下的凝结换热过程进行了数值模拟。研究发现在管束排列角为98◦，管间距为2d 时，氨的管外凝结效率最佳，相较于管束排列角60° 结构下管周平均凝结换热系数提高了49.1%，凝结速率提高了1.1 倍；相较于管间距1.5d 结构下管周平均凝结换热系数提高了82.9%，凝结速率提高了89.4%。

利用丰富的太阳能资源转化为绿色清洁能源具有成本低、无污染等特点，展现出了广阔的应用前景。本文提出了一种太阳能驱动的漂浮式制氢方法，通过界面加热和传质增强，实现了光热的迅速转换以及传质速率的提升。研究结果表明，漂浮式系统在1 kW m⁻² 的光照下，利用甲酸实现了72.1 mmol g⁻¹ h⁻¹ 的制氢速率，且在5 次循环后依然维持稳定。另外，漂浮式系统在催化剂回收的过程中，节省了过滤等耗能手段，进一步证实了漂浮式系统在太阳能室温制氢中的应用潜力。