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新型稀土镍基储氢合金(AB5)电极材料及其制备方法
小型镍氢电池已产业化、商品化，大容量镍氢电池是当前电动车辆主选动力电池之一。目前国内外生产镍氢电池的负极材料，基本采用混合稀土镍基储氢合金(MmB5， Mm为混合稀土金属，B为Ni、Co、Mn、Al等金属)。 南开大学课题组首次制备了含碱金属锂（Li）新组分储氢合金[MmB5（Li）]，提高了电池负极电催化活性和延长电池寿命，并获得中、美、欧发明专利（ZL 92100029.4； US 5,242,656； EP 0554617B1）。同时
南开大学
2021-04-14
钴镍基配位聚合物的构筑及电催化析氢性能研究
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
祝涣钧
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
吴凌志
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
郑毅
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
王梓
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
覃玲
化学与化工学院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及应用研究
四、项目简介
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。
本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。
项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。
项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。
合肥工业大学
2022-07-27
一种测氢用固体电解质管的制备与成形方法
本发明公开了一种测氢用固体电解质管的制备与成形方法。该 方法采用 CaCO3、ZrO2、In2O3 原料，按照摩尔比：CaCO3：ZrO2： In2O3＝1：0.8～0.95：0.025～0.1 称取出原材料，进行湿磨混料，混 合粉料压制成直径 20～30mm，厚度为2～5mm的圆片在1000～1400℃ 下煅烧得到 CaZr1-xInxO3-α(0.05≤x≤0.2，原子比)，再将圆片压碎成 粉末，加入到熔融的石蜡、油酸和蜂蜡混合物中，用电磁搅拌器进行 搅拌，通过热压注方法成形为管状，再在高温下进行排蜡，之后在 1450～1550℃下进行最终的烧结，获得 CaZr1-xInxO3-α(0.05≤x≤0.2) 电解质管。本电解质管表面光滑、结构致密，具有较好的化学稳定性 和抗热冲击性能，能够应用于变温环境下的铝、镁合金熔体氢含量的 连续、准确测定。
华中科技大学
2021-04-13
一种绿氢耦合加氢过程在线代理模型辅助多目标优化方法
本发明提供了一种绿氢耦合加氢过程在线代理模型辅助多目标优化方法，包括：针对绿氢耦合加氢过程的绿氢‑灰氢混合波动，构建经济与碳减排多目标操作参数优化问题，对操作参数进行灵敏度分析，获取待优化操作参数及其取值范围；对加氢过程建立第一性原理模型并进行拉丁超立方采样，采用高斯过程回归建立离线代理模型；在混合氢气波动条件下，基于高斯过程生成初始在线代理模型，采用快速非支配排序优化方法求解经济与碳减排多目标优化问题，并通过周期性更新在线代理模型。本发明兼顾了投资成本与碳减排效益，实现了绿氢‑灰氢混合频繁波动下的经济效益与碳减排多目标的平衡优化。
南京工业大学
2021-01-12
上海治臻新能源装备有限公司燃料电池金属双极板
质子交换膜燃料电池因其清洁、高效、能源可再生，在新能源汽车、固定电站、通讯基站、便携式备用电源、调峰发电等领域有着广阔的应用前景。但目前以石墨为主流极板材质的高昂制造成本严重阻碍了燃料电池的快速推广和商业化应用。技术团队历经十年的科技攻关，开发出基于不锈钢薄板精密冲压成形工艺、全局激光焊接路径优化的双极板连接工艺、三维误差特征表达的双极板性能测试系统、及不锈钢双极板防腐工艺的世界领先的燃料电池双极板制造创新工艺与方法，能够降低极板制造成本75%、减轻极板重量65%，其多款双极板产品已在上汽集团、大连新源动力、南通百应能源等公司应用万余片，极大提升了燃料电池的产品性能。金属双极板是燃料电池电堆的核心部件，其高效批量化制造成为燃料电池汽车的关键技术之一，是本项目的主要产品.双极板是燃料电池核心部件，具有较高技术壁垒，国外丰田、本田、奔驰、福特都采用金属双极板燃料电池技术路线，国内多家厂商也开始采用金属双极板燃料电池进行试生产，该技术路线有很大潜力。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接！
上海交通大学
2021-04-10
可避免氢气泄放损失的液氢燃料电池汽车动力系统
本发明涉及新能源汽车领域，旨在提供可避免氢气泄放损失的液氢燃料电池汽车动力系统。该可避免氢气泄放损失的液氢燃料电池汽车动力系统包括液氢储罐、主燃料电池电堆、电气组件、电机、压力变送元件、辅燃料电池电堆、燃料电池辅助设备、蓄电池组和控制系统模块，液氢储罐的燃料出口分别连接至主燃料电池电堆和辅燃料电池电堆，主燃料电池电堆经电气组件后分别与电机和蓄电池组连接，辅燃料电池电堆经电气组件后与蓄电池组连接。本发明不仅避免了氢气的间歇性泄放，而且使挥发的氢气得到充分利用，避免了能源的浪费，蓄电池组中储存的能量可供汽车行驶一定距离，避免了液氢燃料电池汽车长期停放后因燃料挥发耗尽而无法行驶的情况。
浙江大学
2021-04-11
一种基于畸变能密度理论的燃料棒更换机械手
本发明公开了一种燃料棒更换机械手，包括芯杆、弹性夹爪和 锁紧套筒，其中芯杆用于感测燃料棒的位置，弹性夹爪具有多个夹爪， 该弹性夹爪可相对锁紧套筒轴向移动使该多个夹爪位于燃料棒外周， 使得多个夹爪可夹紧燃料棒，从而实现核燃料棒的抓取；各夹爪的与 锁紧套筒内壁接触的外侧曲面的曲率与锁紧套筒内壁曲面的曲率相 同，且在多个夹爪处于加持状态时其外侧曲面与弹性夹爪轴心平行； 各夹爪的与燃料棒接触的爪尖曲面的曲率小于燃料棒颈部曲面曲率， 且在多个夹爪处于加持状态时其爪尖曲面与弹性夹爪轴心平行。本发 明结构巧妙，使
华中科技大学
2021-01-12
燃料电池重型商用车液氢动力系统平台关键技术
亿华通是清华大学车辆与运载学院欧阳明高院士团队培育的新能源科技公司,是车辆与运载学院科研成果转化的典型代表。亿华通于 2020 年 8 月 10 日登陆科创板，被业内称为“中国氢能第一股”，专注于氢燃料电池发动机系统的研发及产业化。 2020 年 9 月 8 日，由清华大学车辆与运载学院李建秋教授团队牵头研发的燃料电池液氢电动轮重卡于服贸会正式亮相，燃料电池液氢电动轮重卡为北京市科技计划重点项目成果，由清华大学联合福田汽车、亿华通等单位共同推进。新型重卡搭载了“燃料电池重型商用车液氢动力系统平台关键技术”。据李建秋教授介绍，此项技术的载体先后历经了客车、卡车，后逐渐拓展到重型车辆。在研发过程中，李建秋教授团队先后攻克了大功率燃烧电池发动机技术、车载大容量液氢储供氢技术以及轮毂电机驱动的电动桥技术等难关，实现了重卡领域里程碑式的技术突破，使本次展出的项目成果成为全球首台同时集成这三项关键技术的重卡。另外，这款新型重卡的所有关键零部件均为国内企业自主研发、试制，代表着我国在重型车辆电动化方向的研发已达国际先进水平，站上了引领行业发展的技术制高点。
清华大学
2021-04-13
燃料电池低速微型电动车（Fuel Cell Low-speed Micro Electric Veh
南京大学氢能源电动车以模块化氢燃料电池驱动电源系统（HyBa）作为主动力电源。氢燃料电池与蓄电池、太阳能电池混合使用，使用过程中实现燃料电池和蓄电池的自动切换。电动车在运行和停止时，燃料电池根据蓄电池的状态自动给蓄电池充电。其中相关专利7项，分别为燃料电池电堆、膜电极扩散层及其制备方法、膜电极支撑层及其制备方法、质子交换膜燃料电池空气流场板、Pt-Cu纳晶催化剂、氢燃料电池独立电源系统、Pt-Cr/V合金纳晶催化剂。电能由氢气通过燃料电池转化而来，发电效率高，排放的是水，清洁无污染，所以是名副其实的
南京大学
2021-04-14
一种微生物燃料电池的复合阳极及其制备方法
本发明公开了一种微生物燃料电池的复合阳极及其制备方法。本发明复合阳极为负载季铵盐为官能 团的聚合物和导电碳粉的活性炭颗粒填料阳极，活性炭颗粒的多孔结构附着面积大、提高了负载量。通 过将用含有负载季铵盐为官能团的聚合物和导电碳粉的混合液浇铸活性炭颗粒填料阳极，烘干后即得到 复合阳极。本发明复合阳极在无任何外加 pH 缓冲盐时，季铵化阴离子交换聚合物作为一种固态 pH 缓 冲物质能加快阴离子传递到阳极，避免了阳极 pH 下降导致系统性能的下降。季铵
武汉大学
2021-04-14