200610112778本发明涉及一种固体氧化物燃料电池用封接材料及其制备方法，属于燃料电池技术领域。其特征在于所述材料主要组成为ＢａＯ１５～８０ｗｔ％、ＭｇＯ０～３０ｗｔ％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］０～１５ｗｔ％、ＳｉＯ↓［２］３～４５ｗｔ％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０～２５ｗｔ％、ＭｇＦ↓［２］０～１５ｗｔ％、Ｋ↓［２］Ｏ０～１０ｗｔ％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］０～１０ｗｔ％、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］０～１ｗｔ％，优选该组成为：ＢａＯ１７～６０ｗｔ％、ＭｇＯ２～１８ｗｔ％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］７～１２ｗｔ％、ＳｉＯ↓［２］１０～４０ｗｔ％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０～１７ｗｔ％、ＭｇＦ↓［２］２～１４ｗｔ％、Ｋ↓［２］Ｏ０～５ｗｔ％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］０～７ｗｔ％、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］０～０．５ｗｔ％；其制备方法包括压制素坯，在空气气氛下加热熔融，骤冷获得玻璃熔块，破碎、分级等，或采用其它方法得到玻璃粉。该材料与氧化铈基电解质材料、镓酸镧基电解质材料在浸润性能、热膨胀系数和化学稳定性方面匹配良好，适用于封接金属、陶瓷部件，特别适用于封接固体氧化物燃料电池的玻璃基封接材料。

一种燃料电池一体化单元模块及其电池堆，涉及一种燃料电池模块化单元及其电堆。该一体化单元模块主要包括膜电极组件、阳极石墨极板４ａ、阴极石墨极板４ｂ，所述的膜电极组件被密封材料封装在两块石墨极板的内侧，每块石墨极板与膜电极接触的表面上至少有一条以上的流道，形成具有阳极室、阴极室和膜电极封装的一体化燃料电池单元模块。该燃料电池单元模块外表面还具有散热结构和密封组件，由多块所述燃料电池单元模块紧固叠加串联可形成燃料电池堆，可大大地简化燃料电池电堆的装配过程，并提高电堆组装速度，降低电堆组装成本。同时由于电堆单元模块化的特点，也使得更换电堆单元的操作十分便利，有利于电堆的维护和检修，并具有长寿命的功效。  

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。

本发明公开了一种基于 dSPACE 的固体氧化物燃料电池热电特性模拟系统，包括仿真单元、仿真控制单元、传感器测量单元。仿真单元包括 PC 和 dSPACE 及接口板。仿真控制单元包括电压可调电源、电堆热模拟系统以及负载。传感器测量单元包括电压测量模块、电流测量模块、K 型热电偶以及 PLC。其中电压可调电源输入是 220V 交流市电，输出为 0-30V 可调，电堆热模拟系统通过均匀分布在电池片上的电热丝来模拟输入氢气

本团队采用独特的从“0 到 1”的原创水相体系制备技术路线，实现铂载量从 30-60%不同系列铂碳催化剂的小规模批量制备。以典型的50%铂碳催化剂为例，催化剂粒径 2.5nm，均匀分布，BET 面 积 260m2/g，电化学活性面积 80 m2/g，初始质量活性 0.25 A/mg@0.9V；按照 DOE 测试标准，3 万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减 35%。小规模量产的铂碳催化剂一致性偏差小于5%，且制备过程环保、成本低、性价比优良。以此铂碳催化剂制备的膜电极功率密度大于 1.1W/cm2@0.65V。 铂基合金催化剂包括铂镍碳和铂钴碳，催化剂中活性组分含量大于45%，平均粒径 3.6nm，BET面积305 m2/g，电化学活性面积 65 m2/g，初始质量活性 0.55 A/mg@0.9V；按照DOE测试标准，3万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减30%。    

近日，中国科学技术大学高敏锐教授课题组与杨晴教授课题组合作，通过引入少量钴改良钼镍合金催化剂，创制出一种低成本、CO耐受性好的非贵金属氢氧化催化剂。

燃料电池作为高节能性，环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气来源现在主要利用天然气、甲醇、DME、轻质馏分、汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中，汽油和煤油具有价格便宜、携带便利、常温下稳定性高、供给系统完善等优点，可以广泛应用于家庭、汽车、野外或者是灾害时，成为非常方便的电力供给源。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 燃料电池作为高节能性，环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气来源现在主要利用天然气、甲醇、DME、轻质馏分、汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中，汽油和煤油具有价格便宜、携带便利、常温下稳定性高、供给系统完善等优点，可以广泛应用于家庭、汽车、野外或者是灾害时，成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃油中的含硫量必须从现在的10ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫，在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫需要十分巨大的设备投资，实际上对于燃料电池用燃油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附脱硫技术也在开发中，但是吸附选择性低，使用了高价的吸附剂，处理能力也比较低。

燃料电池作为高节能性，环境负荷小的能源技术受到注目。燃料 电池的氢气源现在主要利用天然气，甲醇，DME，轻质馏分，汽油和 煤油等进行水蒸气重整开发。其中，煤油具有价格便宜，携带便利，常温下稳定性高，供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭，汽车， 野外或者是灾害时，成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池 的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十 ppm 减少到 1ppm 以下。 为了达到这种严格的超深度脱硫，在现在既存的石油加工厂通过加氢 精制脱硫的话，需要十分巨大的设备投资，实际上对于燃料电池用燃 料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除 器正在开发中，但是吸附选择性低，使用了无法再生的高价吸附剂， 处理能力也比较低。 项目特色 本技术采用和现在的研究完全不同的想法，利用常压低温下的氧 化反应，将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化，并通过常压常 温下的选择吸附除去硫的氧化物砜，是一种新的低价脱硫法。无论在 国内国外，像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的 硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常 温和，应用于燃料电池的燃料油重整器，可以很容易使燃料电池小型 化，轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比，本技术是在 温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比，脱硫效 率高数十倍，对于硫氧化物的选择吸附性高，吸附剂可以再生，吸附 剂的使用量减少，可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱 硫法应用于燃料电池的重整系统，制造出氢气提供给燃料电池。 项目应用前景 1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器 图 1 是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤 油中的难脱硫化合物 DBT 在催化剂及氧化剂存在下，在常压低温下 很容易氧化，生成硫氧化物，然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂，通过自然滴落在常压下送进填充了催化 剂的固定床流通式氧化反应器，然后，常温常压下通过吸附器进行吸 附，除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫 法可以将煤油中的硫磺含量减少到 0.5ppm。 2．超深度脱硫煤油的重整反应 图 2 是利用 Ru 系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重 整反应的结果。其反应是煤油和水生成 CO2 和 H2。从结果来看，不 含硫的煤油 750 度的重整反应活性达到 100%，氢气收率达到了 80%， 而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。 3．项目计划 a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置，改变催化剂，氧化条件及 吸附剂，将煤油中的硫磺含量减少到 0.1ppm。 b. 试做一套小型化脱硫装置，进行 1000，2000，10000 小时长期 试运转实验，对催化剂，吸附剂的寿命，再生的可能性，装置的长期 稳定性进行考察。 c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置，利用超深度脱硫煤油进 行水蒸气重整，开发高活性，长寿命的重整催化剂。 d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器， 利用煤油制造氢气提供给燃料电池。 e.所需的仪器设备 硫磺化学发光检测器（Sulfur Chemiluminescence Detector）， 氢 火 焰 离 子 检 测 器 气 相 色 谱 （ Gas Chromatography-Flame Ionization Detector）， 热导池检测器气相色谱（ Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector）等

研究领域 以企业的生产需要为出发点，以研发新产品、新设备、新工艺为目标，进行光机电一体化成套设备及新技术的研究与开发，解决企业发展过程中的瓶颈问题。围绕创新制造工艺、机电控制及自动化，开展绿色化、系统化智能机电一体化技术及其在生产过程中的应用研究。主要研究方向有：（1）绿色新能源生产技术及设备（2）特种加工机械（3）新型包装机械（4）根据企业实际需求定制光机电一体化成套设备（生产线）的研发。科研成果及简介 所承担主要项目： 锌空燃料电池极片干嵌法成形过程控制的理论与技术(国家自然基金) ·高速水墨柔性印刷模切机CL1224 （国家科技部） ·机械软起动控制系统的开发（天津市教委） ·柔性传动行星轮差速机构的研究 （河北省教育厅） ·机械液压自动控制软启动系统（石家庄科技局） ·自动分页装订机的开发研究（河北省教委） 横向课题： 纸管机开发（天津巨业衣架制造有限公司） 盘料螺纹钢滚丝机（天津市天鹏建筑器材有限公司） 五金平台自动机械手的研制（庆辉五金制品有限公司） 乒乓胶皮海绵上料系统的研发（天津七二九体育器材开发有限公司） 电池极片卷绕设备（海裕百特锂能设备有限公司） 锂电池极片轧制卷绕线 ； 流延膜挤压收卷装置及控制系统的合作研发； 瓦棱机生产线控制系统的研制； KSQ-500电池极片卷绕设备开发 木工挖船机（威卢克斯有限公司） WS-260卫生巾生产线获奖与专利一种布料机                  发明专利           专利号：200910068754.x一种双向水泥土搅拌桩机      发明专利           专利号：200910069172.3一种双向水泥土搅拌桩机      发明专利           专利号：200910069171.9一种双向水泥土搅拌桩钻杆    发明专利           专利号：200910069170.4一种收获机                  发明专利           专利号：200910069269.4可转让项目 可承担（合作开发）科研项目与技术合作光机电一体化成套设备（生产线）的研发

2019年上海市技术发明特等奖 燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下： 1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。 2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。 3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。 4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。 本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。 金属双极板 金属双极板连续冲压成形   金属双极板多工位连续激光焊接 金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备 金属双极板生产