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高性能
铝
基
合金
制备及其应用
本成果为一系列铝基合金材料,包括铝硅合金、铝碳化硅梯度复合材料以及高硅铝合金壳体的成形方法和模具。将铝硅合金粉末和铝基复合材料的板坯直接铺设进行热压烧结,不需要经过冷压成型,减小热膨胀系数,易于控制铝基复合材料层的厚度和形状,确保工艺的可重复。 将铝硅合金与铝碳化硅有机结合,构成具有多层梯度结构的铝硅/铝碳化硅梯度复合材料,一方面利用铝碳化硅复合材料的高强度和高模量,为电子器件提供良好的机械性能,另一方面充分发挥铝硅合金的易加工、可镀覆、可激光焊接等优点,有利于加工成具有复杂形状的封装壳体,为高功率密度电子器件提供封装保护。本成果还提供一种加工模具,可以对高硅铝合金壳体的尺寸进行约束,使得成型后尺寸偏差小,且通过模具设计可以获得不同形状大小的封装壳体,成形后尺寸偏差小,合格率高。
中南大学
2023-08-03
耦合储
氢
单元
的
燃料电池电源
1 成果简介作为一种清洁、高效的能量转换装置, 燃料电池是各种电化学电池体系中的理论比能量“ 绝对冠军”, 而且功率密度高、电流密度大, 是最先进的能量转换技术之一。燃料电池在发电过程中,除了提供电能以外,还会产生废热。所以传统燃料电池电堆中,单片燃料电池之间通常设有冷却板,需要采用大流量的空气或者冷却水来为燃料电池散热。而燃料电池工作时需要氢气作为燃料,如果以储氢合金作为氢源,则储氢合金在释放氢气时会吸收热量。 本成果将燃料电池与储氢单元进行结构的耦合,可利用储氢合金来部分吸收燃料电池发电时产生的废热,既解决了燃料电池水管理和热管理的难题,又能解决储氢单元放氢稳定性的问题,还能降低燃料电池系统寄生功率,提高系统的功率密度和能量密度。表 1 中列出了耦合型燃料电池的性能参数。本成果耦合型质子交换膜燃料电池解决了质子交换膜燃料电池的水热管理问题,能够使燃料电池系统结构更加紧凑,能量密度和功率密度更高。 上图 耦合燃料电池的内部结构及外部结构图2 应用说明经过近十年来的电动汽车、分布式电站、电源等领域的广泛示范应用(燃料电池已经在航天、军事上得到应用,燃料电池家用电源已经在日本产业化),质子交换膜燃料电池技术的成熟度已经逐渐被用户所接受。目前,其商业化主要问题是价格较高(采用进口材料成本昂贵),而本项目利用国产原材料制备燃料电池电源,燃料电池材料供应不仅有安全保障,而且还有低成本优势,可望克服燃料电池高成本的商业化障碍。3 效益分析由于目前国内外尚无同类产品,而且各行各业对新型电源的需求比较迫切,因此本成果具有较大的推广空间。 如批量生产, 本电源价格每台约 1500 元/千瓦。 来自政府的资金补助以及军事、工业、新能源等应用领域的直接采购是使燃料电池电源商业化逐渐兴盛的主因。据美国市场研究机构 Pike Research 估计, 2016 年市场上的主力燃料电池产品功率将在 100W~2kW 之间,用于替代部分铅酸电池和柴汽油发电机,主要应用于船舶、 专用车、无人载具、 战场支持系统、 备用电源、 应急电源等。
清华大学
2021-04-13
便携式可控制
氢
技术
便携式燃料电池在单兵电源、应急电源、无人微型飞行器机载电源等领域具有广阔的应用前景,这些重要的应用领域都要求燃料电池系统配备简易、高效的制(储)氢装置。本项目以自行研制的高效、长寿命的硼氢化钠水解催化剂为核心,实现硼氢化钠溶液的可控制氢。装置核心为一微型固定床反应器,硼氢化钠溶液被微型泵可控地注入反应器,瞬间分解产氢,转化率接近100%。产生的氢气经过微型碱雾分离装置除碱后直接进入燃料电池电堆。制氢装置平时只需要携带固体硼氢化钠粉末,使用时加入普通自来水(或清洁的河水、溪水等)即可。固体硼氢化钠的重量储氢量超过10%,在不计水重量的情况下可超过20%,具有巨大的应用优势。
华东理工大学
2021-02-01
四
氢
糠醇生产技术
本技术以糠醇、氢气为主要原料,在催化剂存在下,采用釜式液相加氢合成四氢糠醇, 通过先进的连续精馏分离精制技术,最终产品四氢糠醇无色透明,纯度≥99.5%,金属含量 ≤20PPb,超过电子级标准。 对于年产3000吨四氢糠醇生产线,设备投资约600万元。主要设备包括:氢气压缩机、氢 化反应釜、配料釜、贮罐、精馏塔等。
华东理工大学
2021-04-13
太阳能分解水制
氢
氢作为二次可再生的清洁能源受到全世界的普遍关注。2019年我国首次将氢能源写入《政府工作报告》,预计2022年市场规模将达到1.8万亿人民币。目前氢气主要有两个来源:化石能源重整和水电解。其中,化石能源重整制氢是最主要的来源,占比约97%,成本低廉但二氧化碳排放居高不下。电解水制氢立足于未来碳减排,被各界寄予厚望,但电力成本居高不下,且目前其实际碳排放(约36千克)甚至高于煤制氢(约20千克)的碳排放。利用可再生能源实现低成本、低排放制氢是未来发展主要目标。 本项目通过半导体多级纳米结构的有序组装,不仅减少光电极对太阳光的反射、拓宽了光电极对太阳光谱的吸收范围;同时通过对材料结构及成分的调控实现对半导体能带的有效裁减,促进光生载流子的分离,以及表面电化学氧化还原反应动力学。进一步通过表面修饰显著提升光电极的工作寿命。本项目通过精确调控、系统优化与多功能协效,目前已经实现了无外加偏压下完全通过太阳能高效分解水制氢,其中太阳能光转化氢效率高达10%。
北京理工大学
2023-05-09
2,3-二
氢
呋喃
的
生产技术
成果与项目的背景及主要用途 2,3-二氢呋喃是一种无色透明液体,易挥发、易燃,广泛应用于电子化学品、液晶显示液,也可应用化学合成高档树脂眼镜,也是生产抗癌药依托度酸(Etodolac)、替加氟和香料等的中间体。该产品的市场在逐渐扩大,2005年国内市场每年100吨左右,国际市场每年100吨左右。 技术原理与工艺流程简介 通过1,4-丁二醇的关环反应生产2,5-二氢呋喃,通过2,5-二氢呋
南开大学
2021-04-14
车载含水乙醇低温重整制
氢
装置
已有样品/n本实用新型公开了一种车载含水乙醇低温重整制氢装置,其原理是利用汽车发动机余热将含水乙醇经过两级催化重整为富氢气体,再将富氢气体通入汽车发动机与燃油进行混合燃烧。本实用新型利用两级蜂窝钛网结构能够产生较大的催化剂接触表面积,有利于重整制氢装置的小型化,使车载在线产氢的目的成为可能;两级催化的结构实现了催化剂的相互协同作用,解决了使用单一催化剂乙醇转化效率和氢气选择性较低等问题;在低温环境下通过碱性催化剂的相互协同作用,解决了催化剂的烧结和积炭问题,提高了催化剂的使用寿命。本实用新型利用汽车尾气余热,实现了汽车在线掺氢的目的以及提高化石燃料的燃烧效率,降低了汽车发动机有害物质的排放量。
武汉理工大学
2021-04-11
生物质气化制取富
氢
燃气系统
项目简介 本成果针对农村废弃生物质资源丰富,以及秸秆禁烧国家政策的实际情况,采用感 应加热原理开发生物质气化技术,采用该技术研发的生物质气化系统具有加热均匀,节 能环保,运行连续,结构简单等优点,可利用秸秆、稻壳、锯末等生物质原料制取富氢 燃气。 性能指标 系统能耗: <10kW; 覆盖面积:100m2 ; 富氢燃气热值:>9MJ/m3 适用范围、市场前景 适用范围:适用于新能源企业开发新型节能项目,解决农场、农村秸秆或其他生物 质废弃资源处理问
江苏大学
2021-04-14
能源
装备
在线
检测平台
已有样品/n我国能源工业(水电、火电、核电和风电)装机容量和发电量已处 于世界第一大地位。能源工业属于重工业,其涉及到大量的设备,这些 设备的正常运行关系到整个能源工业的效率问题。因此,对其进行全面 完善的在线检测显得尤为必要。而专注于能源装备材料性能的在线检测 机构,全国没有一家。目前国内计量校准行业,由于检测设备原因,以 用户送样至校准机构实验室为主,而很多大型装配无法通过整机送检的 方式进行计量校准,从而采取停机、拆下相关计量部件送检的方式实施, 由此造成大量的产能损失。该项目旨在成立能源装备
华中科技大学
2021-01-12
JACS发表新
能源
学院
氢
能团队丙烷氧化脱氢制丙烯高性能催化剂最新成果
新能源学院赵学波教授领衔的氢能团队在具有工业应用前景的丙烷氧化脱氢制丙烯高性能催化剂研究方面取得新进展,相关论文《含硼金属有机框架化合物衍生的球形超结构氮化硼纳米片》(A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks)在国际化学领域顶级期刊Journal of the American Chemical Society发表。我校2016级博士生曹磊、新能源学院代鹏程副教授为该论文共同第一作者,新能源学院赵学波教授、代鹏程副教授、昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授为共同通讯作者,中国石油大学(华东)为第一署名单位。 丙烯是极为重要的大宗化工基础原料,后续衍生出的众多有机化工产品在建筑、汽车、包装纺织等领域有广泛应用。近年来随着丙烯下游产业规模的迅速扩张,传统的丙烯来源已无法满足市场需求,因而亟需开发新的丙烯来源。丙烷氧化脱氢制丙烯具有底物转化率高、工艺能耗低和无积碳不易失活等优势,极具工业应用前景。但是由于产物丙烯容易与氧化剂发生过度氧化,降低了目标产物的选择性,从而让丙烷氧化脱氢工艺一直无法达到工业化的要求。因此,开发一种高效催化剂,抑制过度氧化,提升产物中丙烯的选择性是推动丙烷氧化脱氢发展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烃选择性最高的丙烷氧化脱氢催化剂,但是单程烯烃收率离工业化需求仍有一定差距。通过可控合成提高活性物种在氮化硼表面的含量和分散度是一种提升催化性能的有效途径。构建分层的三维结构,尤其是基于二维氮化硼纳米片为基本单元的球状三维结构,有助于提高边缘活性物种的含量。除丰富的边缘活性位点外,特殊的三维球状结构促使反应混合气沿着球面进行有效地扩散并充分与活性位接触,提高催化剂的催化活性。然而迄今为止,如何控制氮化硼纳米片自组装形成三维球状超结构仍是一个充满挑战性的工作。 针对上述问题,研究人员以金属有机框架化合物(MOFs)为前驱体,通过溶剂热转换的方式制备了三维球形超结构MOFs纳米片(SS-MOFNSs),并进一步以SS-MOFNSs为自牺牲模板,制备了球形超结构氮化硼纳米片(SS-BNNSs)催化剂。 SS-BNNSs在丙烷氧化脱氢反应中表现出了优异的催化性能,510 ºC的操作温度下,产物中烯烃的收率达到了40.2%(丙烯,27.8%;乙烯,12.4%),远超商业化的氮化硼纳米片(丙烯,23.8%;乙烯,8.6%)和高比表面积的氮化硼纤维(丙烯,20.7%;乙烯,10.2%)。通过系统的表征可以发现,SS-BNNSs表面富含B-OH,让催化剂无须活化就可以直接催化反应进行,同时特殊的结构优势提高了活性物种的分散度,利于反应气与活性位点快速接触和产物丙烯的迅速脱附,提升了产物丙烯的单程收率。SS-BNNSs自组装的构造过程和结构优势带来的性能提升拓宽了催化剂的设计思路。 该研究成果获得审稿专家充分肯定,审稿专家一致认为该工作提出的含硼MOFs衍生三维超结构氮化硼纳米片具有很好的创新性,其作为丙烷氧化脱氢催化剂表现出的高烯烃收率在工业应用方面具有较大潜力,为丙烷氧化脱氢催化剂的研究提供了新的参考。
中国石油大学(华东)
2021-02-01
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