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高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
项目成果/简介: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知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等
上海交通大学
2021-04-10
洁净能源汽车及燃料电池轿车高压氢气加气站和供氢技术 研发
同济大学在燃料电池轿车整车集成开发技术、电电混合驱动燃料电池动力系统技术、 车用燃料电池发动机技术、车用燃料电池发动机技术、汽车电动辅助系统技术研究等方 面有突破型进展，与此同时还在氢能源设施、氢气加注站、充电站方面进行配套研究， 也取了进展。已研制三代燃料电池轿车开发平台，“超越一号” 燃料电池轿车样车上 的多项技术填补了国内空白，并获“2003 年上海工博会创新奖”；“超越二号”、“超 越三号” 燃料电池轿车分别在第六、七届“必比登”国际清洁汽车挑战赛上的 7 项测 试中获 5 项 A 级好成绩。并装载于上海大众、上汽集团、奇瑞汽车的整车产品，2005 年组成示范运营车队。2005 年燃料电池轿车被评为中国高等学校十大科技进展。
同济大学
2021-04-13
一种面向海洋浮标的固体氧化物燃料电池能量管理系统
本发明公开了一种面向海洋浮标的固体氧化物燃料电池能量管理系统，包括固体氧化物燃料电池(SOFC)系统、DC/DC 功率变换模块和能量储存管理模块，能量储存管理模块包括蓄电池和超级电容；DC/DC 功率变换模块将 SOFC 发出的直流电转换为 14V 和 24V 直流电，24V 电源为 SOFC 系统自身供电，14V 电源为海洋浮标供电；超级电容和蓄电池接到 14V 直流母线上，超级电容为其海洋浮标提供瞬时峰值功率，蓄
华中科技大学
2021-04-14
一种固体氧化物燃料电池阴极气体流场板及其制备方法
本发明公开了一种固体氧化物燃料电池阴极气体流场板，用于 均匀分配氧化气和收集阴极电流，其由多个相互平行连接且尺寸相同 的齿形波纹块构成，齿形波纹块由两个错开距离(7)后平行排列连接的 齿形波纹条(3，4)构成，齿形波纹条(3，4)由多个相互交替连接的平顶 凸台(2)和平板(1)构成，平顶凸台(2)呈齿形轮廓状，平板(1)连接所述平 顶凸台(2)的根部，以形成齿形波纹状，平顶凸台(2)横截面形状为等腰 梯形去掉下底边后
华中科技大学
2021-04-14
一种半密封式固体氧化物燃料电池阴极的测试夹具
本发明公开了一种半密封式固体氧化物燃料电池阴极的测试夹 具；包括固定部分、活动部分和底座；固定部分包括用于通气的内管、 用于排气的外管、套筒以及用于收集电流的第一铂线和第一铂网；活 动部分包括连接管，位于内管与外管之间，且与外管同轴设置；底座 包括陶瓷管、端盖、第二铂线、第三铂线、第二铂网和第三铂网；第 二铂线与第二铂网连接，第三铂线与第三铂网连接，第一铂网与待测 样品的工作电极即阴极连接，第二铂网与待测样品的对电极
华中科技大学
2021-04-14
东南大学张袁健团队在燃料电池催化剂评估方面取得重要进展
近日，东南大学化学化工学院、江苏省富碳材料器件工程实验室张袁健教授课题组报道了快速、准确和全面评估燃料电池电催化剂的新方法，相关成果以“Elucidating Electrocatalytic Oxygen Reduction Kinetics via Intermediates by Time-Dependent Electrochemiluminescence”为题在化学领域国际权威学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.以Hot Paper形式在线发表。
东南大学
2023-03-09
一种锑阳极直接碳固体氧化物燃料电池电堆及其制备方法
本发明公开了一种锑阳极直接碳固体氧化物燃料电池电堆及其 制备方法，属于燃料电池领域。锑阳极直接碳固体氧化物燃料电池呈 管状，其内壁为阴极或者负载有阴极的阴极支撑体，其外壁为电解质 或者负载有电解质的电解质支撑体，阳极位于电解质表面或者负载有 电解质的电解质支撑体表面。电堆包括电堆腔体和封装集成在电堆腔 体中的多个单电池。电堆的制备方法包括：S1 制备单电池中间体；S2 制备电堆中间体；S3：先设置阴极侧集流线和阳极侧
华中科技大学
2021-04-14
一种燃料电池膜电极热压头上表面贴片的纠偏补偿方法
本发明公开了一种燃料电池膜电极热压头上表面贴片的纠偏补偿方法。传统的机器视觉采图后摆动气缸翻转，然后贴片，不能保证GDL 的贴装精度，另外，由于 GDL 料盒比 GDL 本身尺寸稍大，不能保证每次真空拾取机构吸取 GDL 的中心轴线都与旋转轴的中心轴线重合，因此翻转后也会有误差。本发明主要解决这两个误差的计算和补偿方法，实现热压头上表面的准确贴片。本发明基于现有的 GDL 热压装备实现，首先对相机进行标定，标定两个相机各自的像素坐标系和世界坐标系的关系，分别根据是由安装误差引起的贴片纠偏或者是由轴线
华中科技大学
2021-04-14
基于天然纤维素制备微生物燃料电池的三维阳极材料研究
微生物燃料电池（MFCs）是利用微生物的新陈代谢氧化化学物质并释放电子，把化学能转化为电能的一种电化学装置。MFCs由于具有去污和产电双重功能，是一种“绿色”能源。其最具潜能的应用是污水处理，即利用微生物分解污水中的有机物，并将转化为可用的电能。且整处理过程不用曝气，可节省大量的耗能。目前，微生物燃料电池的发展和应用中最大的障碍是材料的成本和性能。
本研究利用低成本的天然木质纤维素为原料，采用直接碳化的方法来制备三维大孔碳材料作为微生物燃料电池的阳极材料，并取得突破性进展，。 相关系列研究结果2012年分别发表在Journal Material Chemistry, ChemSusChem 以及Energy & Environmental Science等国际权威杂志上。特别地，基于天然纤维制备的波纹层状三维碳阳极，阳极电流密度提高了10倍，达到了200 A m-2，该结果2012年已发表在能源环境领域顶级杂志Energy & Environmental Science上，影响因子9.61.
该研究成果制备的材料成本低，性能优异。该研究成果结合我们的阴极氧气还原催化剂的研究成果，以及后续的隔膜研究成果，将可微生物燃料电池的在污水处理中的规模化应用。
江西师范大学
2021-05-05
一种锑阳极直接碳固体氧化物燃料电池电堆系统及制备方法
本发明公开了一种液态循环锑阳极管式直接碳固体氧化物燃料 电池电堆系统及其制备方法，属于燃料电池领域。电池电堆系统包括 电池电堆、氧化锑收集池、燃料池、燃料加载装置，电池电堆顶部设 置有电池电堆出口，并底部设置有电池电堆入口；氧化锑收集池顶部 设置与电池电堆出口相连通的氧化锑收集池入口，并其底部设置有供 氧化锑流出的氧化锑收集池出口；燃料池顶部设置有燃料加载装置， 该顶部同时还设置有与氧化锑收集池出口相连通的燃料池入口
华中科技大学
2021-04-14