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空冷、自增湿式质子交换膜燃料电池发电机
1 成果简介作为一种清洁、高效的能量转换装置, 质子交换膜燃料电池的理论比能量高达32940Wh/kg( 在地面上使用时可不计空气的质量),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。现在世界各国正在加速其在民用领域的产品开发。 利用质子交换膜燃料电池国产关键原材料,创新膜电极制备方法(“热定型” CCM 制备法)和优化制备工艺,开发出了高性能、大面积的国产材料膜电极批量制备技术。并在模块化燃料电池设计和计算机模拟仿真的基础上,研制出了空冷、自增湿式质子交换膜燃料电池发电机。该成果获得全国第十九届发明展览会发明金奖。空冷、自增湿式质子交换膜燃料电池发电机,主要由燃料电池、供气轴流风扇、阳极间歇式排气电磁阀、 DC/DC 稳压器和控制电路板等组成,燃料电池采用阴极与大气贯通的开 放设计和高效的自增湿专利技术,能实现宽功率范围的自增湿发电。在电化学发电过程中,无需进行复杂的热管理和对反应气体进行预加湿,大大地减化了系统结构,提高了系统比功率( 265W/kg、 211W/L),并降低了成本,是一种实用性很强的新能源发电机。该发电机采用普氢燃料,发电效率可达到 50%以上,功率密度可达到 300mW/cm2 以上,无污染。在分布式电站、交通动力和便携式电源方面具有广泛的应用前景。 燃料电池发电机技术指标: 上图: 1.3 千瓦 空冷、自增湿式燃料电池发电机 (43 cells)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,燃料电池备用电源和燃料电池家用电站正在开始商业化), 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成本较高(采用进口材料成本昂贵), 而本项目采用“ 863” 计划“ 全国产材料燃料电池发电机” 成果,利用国产原材料制备燃料电池电堆,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 应用说明本项目属新能源发电机领域。在分布式电站、交通动力和便携式电源方面具有广泛的应用前景。4 效益分析目前,质子交换膜燃料电池的先进制造水平为:电极催化剂载量为 0.5 毫克/平方厘米(电极)左右,电极性能可以在常压空气条件下达到 0.62V、 1A/cm2 (0.62W/ cm2)。如在批量生产的情况下, 1 千瓦的质子交换膜燃料电池电堆仅需要使用约 2 克的 Pt 催化剂、 0.2 平方米的质子交换膜、 0.4 平方米的碳纸扩散层和约 0.24 平方米模压双极板。考虑国产燃料电池材料的批量生产,估计能实现的经济指标: 1500 元/平方米(质子交换膜)、催化剂 400 元/克( Pt)、 300 元/平方米(碳纸)、 600 元/平方米(模压石墨板)。 1 千瓦全国产材料燃料电池堆的关键材料成本可控制在 1500 元以下,这与目前进口材料燃料电池 26000 元/千瓦的成本相比, 国产材料燃料电池堆具有十分诱人的前景,这一批量生产的经济指标已经远远低于电站成本要求 8000 元/千瓦,距离交通动力 500 元/千瓦的产业化目标也为时不远。
清华大学 2021-04-13
整体热浸锌防腐的高效节能节材扭曲管中冷器
本项目利用我们在高效节能设备研制和产业化方面的成功经验,自主研制的新型扭曲管中冷器,并实现扭曲管中冷器的制造产业化。通过采用扭曲管可以使空气冷却器传热能力增加10%-20%,壳程阻力下降50%-70%,充分体现了扭曲管中冷器的节能潜力,实现节能20%-35%。扭曲管中冷器的研发提升了我国新型高效节能设备在气体压缩机领域的整体技术水平和市场竞争力。本项目中冷器的碳钢管束芯体和管板在与壳体、封头、管箱装配前整体热浸锌处理,显著提高壳程、管程的抗腐蚀能力,用以取代传统的铜管光管中冷器,大大减少了压缩机中间冷却系统的制造成本。可降低制造成本20%-40%,增加生产利润20%-30%。本项目中冷器,由于扭曲管具有多点自支撑结构,省去了传统换热器的折流板(支撑板),壳程流道变为传逆流,壳程压降降低20%-60%,进而减少泵工的消耗30%-50%,达到节能的效果,提高了换热器的抗诱导振动以及强化传热的性能,有效防止了压缩机由于排气温度过高而引起的内壁温升大、润滑油变质、气缸磨损、“积碳”等现象的发生。由于本项目中冷器流速均匀、无流动死区,而且管壁温度比较均匀,大大降低了结垢的可能性。为振动、少结垢,从而延长了维修周期,降低了压缩机中间冷却系统的的维修费用。本项目中冷器不改变换热器的外形结构,保留管壳式换热器的特点,结构简单,采用横截面为椭圆形或扁圆形的螺旋扭曲管,其余均采用传统的管壳式换热器的基本结构形式,易于推广,成本较低,具备较好的压缩机中间冷却系统的工业应用前景。
华东理工大学 2021-04-11
一种金属零件的增减材复合制造装备及方法
本发明公开了一种金属零件的增减材复合制造装备及方法。该装备包含增材制造组件、减材制造组件、气氛调控组件和控制系统。所述增材制造组件用于对待加工零件实施激光选区熔化;减材制造组·826·件用于对已熔化成形的金属零件切片层实施机械加工;气氛调控组件用于在零件制造过程中为激光辐照区域提供保护气体和清除激光辐照区域产生的金属烟尘;控制系统用于处理待成形金属零件 CAD 模型,生成增材制造组件与减材制造组件的加工
华中科技大学 2021-04-14
一种应用于水产养殖的投饵增氧一体装置
本实用新型提供一种应用于水产养殖的投饵增氧一体装置,包括氧气浓度传感器、单片机、增氧泵 开关、增氧泵、投饵装置、供电系统,所述氧气浓度传感器连接到单片机,所述增氧泵通过增氧泵开关 连接到单片机,所述投饵装置包括储存室、若干投饵阀门,所述投饵阀门呈网状分布在所述储存室底部, 投饵阀门连接到单片机。当水体的氧气浓度低于预设的阈值时,单片机向增氧泵开关发送指令,控制增 氧泵开启运行向池塘水体供氧,当单片
武汉大学 2021-04-14
一种A级防火增韧热固性甲阶酚醛树脂及其制备方法
本发明公开了一种A级防火增韧热固性甲阶酚醛树脂及其制备方法,其特征在于:原料包括苯酚、甲醛、氢氧化钠、氢氧化钡、复合交联剂、纳米复合阻燃剂和氨水;其制备方法是首先在碱性催化剂作用下,苯酚和甲醛加热发生缩聚反应,得到初级甲阶酚醛树脂;再加入复合交联剂和纳米复合阻燃剂,经交联反应和阻燃处理,提高了甲阶酚醛树脂的阻燃性和交联度,最后经中和、脱水后,制得产品。本发明所得产品的燃烧氧指数达到72%以上,发泡保温板的粉化率在16%以下,3~10毫米板材垂直燃烧性能达到欧洲UL-94标准V0级,综合防火性能达到国
安徽建筑大学 2021-01-12
基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理策略改进
本项目拟进一步技术升级转化的核心技术科技成果“基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理策略”来源于“十二五”863计划《燃料电池轿车动力系统技术平台研究与开发》(2011AA11A265)项目。围绕该核心技术,项目申请人已申请发明专利7项,其中4项已授权,发表相关学术论文二十余篇,并与上海大众汽车有限公司开展了初步的技术转化合作。1 技术简介  针对燃料电池电动汽车具有多个车载能量源这一特点,申请人从综合考虑动力蓄电池和燃料电池增程器协调工作的角度出发,提出了一种源于ECMS策略(等效燃料最小策略)的基于损失功率最小算法(minimum loss power algorithm,MLPA)的瞬时优化能量管理策略。该策略算法思想为,基于试验得到的各关键部件效率特性图,构造动力蓄电池、燃料电池、DC/DC等关键部件在每一时间步长内的损失功率函数,这些部件损失功率函数在每一时间步长内的线性叠加构成了多能量源动力系统损失功率指标函数,通过使该指标函数在每一时间步长取值最小(系统效率最高)来确定燃料电池增程器功率输出。图1为该控制策略导出的燃料电池实时功率输出优化控制曲面。 通过仿真及实车转毂试验台验证发现该策略具有以下优点,如图2-3所示:1)该MLPA瞬时优化能量策略对工况适应性强,多种常见工况下(NEDC,UDDS,HWFET,匀速工况)经济性优于传统能量策略。2)多种常见工况下,该MLPA瞬时优化能量管理策略均能够控制燃料电池功率输出变化平缓,实现了“浅充浅放”,有利于燃料电池以及蓄电池的寿命保护。
同济大学 2021-04-11
一种抗高温氧化耐磨钴基合金丝材及其制备方法
本发明公开了一种抗高温氧化耐磨钴基合金丝材及其制备方法。合金刷丝成分为Cr 13~17%、Ni 11~15%、W 10~14%,Mo 2.4~4.3%、Al 1.2~1.6%、Ti 2.8~3.6%,Nb 0.1~0.5%、Ta 1.2~1.8%、Re 0.03~0.06%、Ce 0.01~0.05%、C 0.02~0.1%、B 0.005~0.015%、Zr 0.02~0.07%、Co为余量。该合金的制备工艺路线为:真空熔炼?重熔?锻造?热轧?拉拔?固溶处理?时效处理。将原材料按质量百分比配料熔炼
东南大学 2021-04-14
一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统及其控制方法
本发明公开了一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统及其控制方法, 所述系统包括收卷装置、监测装置、纠偏装置、预收卷装置和控制模 块,所述监测装置的图像采集器实时采集收卷辊两侧边缘刚刚收卷区 域的图像并将其传输给控制模块,控制模块根据接收到的图像判断收 卷带材是否跑偏,若跑偏,则控制模块控制收卷电动机停转,同时控 制预收卷装置和纠偏装置运作完成纠偏过程,最后由控制模块控制预 收卷装置和纠偏装置回到正常收卷时的位置。本发明能够对
华中科技大学 2021-04-14
一种用于制造片材与柔性薄膜复合叠层的热压设备
本发明公开了一种用于制造片材与柔性薄膜复合叠层的热压设备,该设备包括:由上下两个热压头共同组成的热压装置,位于热压装置的外侧用于将片材提供给真空拾放装置的上料装置,用于从上料装置的片材料盒中取料并将片材输送至下热压头上的相应叠合位置的真空拾放装置,位于柔性薄膜的输送路径上用于将输送中的柔性薄膜撑起一定高度的撑膜装置,以及分别用于对柔性薄膜的输送位置和片材上料位置等信息进行检测和反馈的薄膜检测装置和上料检测装置。通过本发明,能够同时实现热压、上料、拾取和转移等多种功能,结构紧凑,便于控制和操作,并利用视觉定位技术和独立的热压装置支撑框架来进一步保证薄膜叠层的精度。
华中科技大学 2021-04-11
一种用于内燃发电增程式电动车的整车能量管理控制器
本发明公开了一种用于内燃发电增程式电动车的整车能量管理控制器。本发明中的微控制器MCU利用自身功能端口,通过ICE负荷调整电路检测和控制内燃机ICE,通过ISG整流与逆变电路检测和控制起动发电一体机ISG工作;通过蓄电池SOC、驱动需求功率检测电路读取当前蓄电池充放电状态、驱动电机及其控制器放电状态;通过双向DC/DC电路调整增程器和蓄电池两端电压比,优化增程器内燃机运行工况;控制器电源调整电路为控制器中各模块提供所需工作电源。本发明可根据当前蓄电池的剩余电量水平和整车驱动需求功率起停增程器、调整增程器输出功率和运行工况、协调蓄电池充放电管理,在整车能量管理上实施最优控制。
浙江大学 2021-04-11
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