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一种基于空气能和太阳能的海岛制水装置及方法
本发明公开了一种基于空气能和太阳能的海岛制水装置及方法，其包括空气能热泵组件、太阳能集热板、四通阀和栅格密封板组件，空气能热泵组件和太阳能集热板用以梯级加热装置内的循环空气，空气能热泵组件包括蒸发器、冷凝器和压缩机，冷凝器与太阳能集热板相连，太阳能集热板与四通阀相连；四通阀连接有小型气泵，小型气泵与冷凝器相连；栅格密封板组件包括分别与四通阀相连的栅格密封板 A 和栅格密封板 B，栅格密封板 A 中盛有硫氰酸铵溶液，栅
华中科技大学
2021-04-14
水制氢工艺
本项目采用了一种新型制氢工艺，该工艺主要包括四部分：1）铁氧化物与水反应得到纯净的氢气；2）一氧化碳还原铁氧化物；3）还原反应产生的二氧化碳与碳反应生成一氧化碳；4）还原气造气过程中所需碳源由煤经过高温炭化得到。整个工艺过程消耗的是煤和水，得到的产物是纯净的氢气、纯净的一氧化碳和煤炭化释放出的煤气（主要成分是甲烷、氢气和一氧化碳，可直接作为燃气使用）。该方法的优势在于：1）不把煤作为燃料，而将其作为制氢的原料，可以实现煤炭中有害物质的集中处理与转化，从而避免煤炭分散燃烧带来的环境污染和高处理成本。2）煤转化为气体燃料，其能量利用效率大大提高，如煤基氢—电联产系统效率可达75%，纯发电效率达到60%，而传统的煤燃烧发电系统的效率只有33%～35%。3）本方法中氢气和一氧化碳分别在不同的反应阶段，由不同的反应器中分别输出，可以直接得到纯净的氢气和一氧化碳，与传统的煤气化制氢工艺相比，减少了分离、净化环节，工艺更简单。4）各种煤经过高温炭化处理后都可以作为反应所需的碳源，而煤气化制氢工艺则对煤种的适应性有较大局限性。已证实了该工艺的可行性与稳定性，项目目前进入进入中试放大研究阶段。
河北工业大学
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
无膜分步法电解水制氢
传统的电解工业（电解水、氯碱工业）阴、阳极会同时产生两种气体，一般采用离子交换膜防止两种气体的混合，避免爆炸性混合气体的产生。离子交换膜的使用增加了电解的成本，此外膜内阻也增加了电解的能耗。且由于阳极和阴极室的气体压力必须通过稳定的电源输入保持平衡，很难利用风能和太阳能等不稳定的可持续能源来直接为离子膜电解池供电。另一方面，电解池中的高压气体和阳极氧化过程的中间产物也会加剧膜的老化降解，近一步增加电解成本。基于电池电极的分步法无膜电解技术有望为电池电极反应推出一个新的研究方向，随着电池工业迅速发展，电池电极的制备已经非常成熟，分步法电解技术很容易利用现有的商业化电极实现产业化。
复旦大学
2021-04-10
湿法稀磷酸制全水溶磷酸二氢钾技术
成果描述：用湿法稀磷酸制备磷酸二氢钾技术已完成5000 吨/年中试，现开始设计3万吨装置。湿法磷酸先与氯化钾反应，然后用萃取剂萃取盐酸，有机相经洗涤，用氨反萃得到氯化铵，水相经过滤、浓缩、结晶得到磷酸二氢钾。本技术的P2O5萃取率高，原料酸中80 %的P2O5进入到产品中。自动化程度高、产品质量好、可大规模工业化，适合大型磷肥企业，走肥盐结合道路。市场前景分析：磷酸二氢钾广泛应用于现代化工、农牧业、医药、食品、石油、造纸、日化等行业。目前国内磷酸二氢钾产品的年需求量约在100万吨上下，而出口量约15万吨，总需求量约在110万吨，从2008年至2012年平均23.45 %的高速增长率体现了其巨大市场前景。与同类成果相比的优势分析：产品磷酸二氢钾为无色四方晶体或白色结晶性粉末。KH2PO4含量为92 % - 98 %，相对密度2.338，熔点252.6 °C，易溶于水，1 %的磷酸二氢钾溶液的pH值为4.6。国际先进。
四川大学
2021-04-10
甲醇水液相重整制氢与燃料电池的联用
针对水和甲醇液相制氢反应的特点，采用 铂-碳化钼双功能催化剂 （其中铂以原子水平分散于立方相碳化钼纳米颗粒表面），在 低温下（150~190 ℃）无需强碱即可实现对水和甲醇的高效活化和催化重整 。在190 °C时，催化速率高达18,046 mol H2 /(mol Pt *h)，活性较传统铂基催化剂提升了两个数量级。首先比较了立方相碳化钼（α-MoC）和六方相碳化钼（β-Mo 2 C）在载体碳化钼中的不同比例对负载金属铂的结构和甲醇水液相重整制氢活性的影响。实验发现随着载体中立方相结构α-MoC比例的增长，甲醇重整活性急剧增加，Pt负载于纯α-MoC上（Pt/α-MoC）表现出了最高的甲醇重整活性。利用X-射线吸收精细结构谱和单原子分辨率的球差校正电镜对催化剂进行系统研究表征，证明在2 wt% Pt/α-MoC催化剂上存在着高密度原子级分散的铂。将Pt负载量降至0.2 wt%时，可实现所有负载金属铂呈原子级分散，极大提高了贵金属铂的原子利用率，TOF达到了18,046 mol H2 /(mol Pt *h) 。据估算，仅需含有6克金属铂的催化剂即可使产氢速率达到1 kg H2 /h，已基本达到商用车载燃料电池组的需求。而且，Pt/α-MoC具有较高的催化稳定性，经历了11次模拟类真实情况的“启动-停止-启动”循环反应仍维持原子级分散形貌和较高的催化活性。
北京大学
2021-04-11
可再生能源电解水制氢催化剂制备及其应用
在“双碳”目标的背景下，基于可再生能源电解水制氢是真正实现清洁氢气来源的“绿氢”技术。然而，目前制约电解水制氢产业发展的瓶颈之一是贵金属基电催化剂高昂的价格。近年来，研究者开发了多种廉价、高效的电解水阴极析氢非贵金属电催化剂，其中硫化钼（MoS2）基催化剂是迄今为止发现的析氢性能最好的非贵金属催化剂之一，其具有类铂活性。然而，这类高活性催化剂往往更易受到复杂催化反应环境因素的影响，导致催化剂表面发生重构并破坏其几何/电子结构，造成催化剂失活。
基于此，本团队提出了具有分子选择性的栅栏工程，解决了高活性Co掺杂MoS2析氢反应催化剂活性与稳定性之间的权衡问题。这一策略为设计高效、稳定的非贵金属基电催化剂的大规模应用提供了新思路。当将该MoS2基（Co-MoS2@CoS2）阴极催化材料与实验室自制的高活性钴镍双金属硒化物析氧反应阳极配对用于实验室自制的碱性电解水（AWE）双电极电解系统时，在电流密度400 mA/cm2下持续分解500 h没有明显的衰减。
随着我国进一步推进去碳化，电解水制氢有望成为能源变革的核心。在此背景下，只有大力推广电解水制氢，才能满足不断增长的绿氢需求。为此，需要大幅扩大电解水制氢装置规模，让电解水制氢在国民经济去碳化中发挥关键作用。
北京理工大学
2022-09-16
基于风光互补供电的无人海岛生态监测系统
集美大学
2021-04-29
变压吸附制氧制氮技术
变压吸附制氧制氮技术是近来发展起来的高心技术。它利用取之不尽的空气作原料，在有电能的条件下，可以源源不断地制取氧气和氮气。具有投资少、成本低、规模灵活、自动化程度高等显著优势，可以广泛用于冶金、化工、医疗、环保等广大领域，市场前景极好。 变压吸附制氧技术作为具有实用价值的技术概念，是70年代提出的。当时开发这一技术是满足对氧气纯度要求不高，用深冷装置气量偏小，而用低温槽车运输气量又不方便的这一类用户的要求。国外真正进入工业应用是80年代初期。我国在70年代末也开始研究，80年代末期进入工业应用。经过近30年的研究开发，进入90年代后，变压吸附装置在降低能耗，降低投资、工艺流程简化、提高可靠性方面，都有了很大的进步，使之成为成熟的高新技术。 北京科技大学热能工程系长期开展变压吸附气体分离技术研究，具有相当的研究条件和科研队伍。开发的微型变压吸附医用制氧机已由国家计委中国高新投资集团投资组织批量生产，形成了一定的市场分额。为国家西部开发重大工程——青铁路藏的世界第一隧道——海拔高达5000米风火山隧道，研制了世界上第一套5000米海拔地区制氧供氧系统。该系统为风火山隧道工程的顺利进行提供了有利保障。
北京科技大学
2021-04-13
山东同大海岛新材料股份有限公司
山东同大海岛新材料股份有限公司成立于2002年,前身为昌邑市无纺布厂,拥有30年的无纺布生产经验和技术并且自1996年开始超细纤维的研发,建成了以国产设备为主的全套超纤革生产线,成为国内较早获得超纤发明专利的企业。
公司于2012年创业板成功上市,现为全国最大的超纤研发生产企业之一,员工600余人,年产海岛超纤人工革系列产品1400万米,是国内著名的“中国超纤产业基地”,产品通过国际SGS、BV全项产品检测,产品质量及技术水平居国内领先水平。
公司通过ISO9001质量管理体系认证与ISO14001环境管理体系认证以及IATF16949质量管理体系认证并获准使用“中国生态超细纤维合成革”证明商标。拥有10项国家专利并主持及参与起草了15项国家与行业标准,荣获“中国名牌”、“国家备案高新技术企业”、“博士后工作站”、“山东省海岛新材料工程技术研究中心”、“山东省省级企业技术中心”、“泰山产业领军人才”、“鸢都学者”、中国驰名商标、中国科技名牌500强、中国纺织科技型企业、AAA等级信用企业等诸多殊荣,完成多项国家重点建设项目和重点新产品。产品获国家科学技术进步二等奖以及20余项省部级科技奖。
产品广泛应用于休闲鞋、劳保鞋、沙滩鞋、运动鞋、鞋内里、劳保手套、运动手套、各式箱包、沙发、家具、室内装饰、汽车内饰、服装服饰、体育用品等诸多领域。公司目标是确保国内第一、向世界第一迈进,全力打造成为全球超纤重要供应商。
山东同大海岛新材料股份有限公司
2021-08-31