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高容量柔性锌—空气燃料电池技术
节能和环保是绿色社会的主要议题,发展取代化石燃料的新能源技术迫在眉睫。锌-空气电池是一种化学能转换为电能的装置,由于其理论能量密度高、安全性高、价格低廉以及环保等优势有望弥补锂离子电池的缺陷而成为下一代新能源电池。柔性可穿戴电子器件是5G时代先进制造业的重点研究方向,尤其是便携式电子产品正朝着超薄、集成、灵活的可穿戴设备方向发展。作为一个新兴领域,柔性锌-空气电池符合可穿戴电子设备的要求,发展潜力巨大。 柔性电池是一个复杂的系统,柔性锌空气电池的容量和能量密度等关键参数很大程度上取决于催化剂和正极材料。团队瞄准电池正极材料这一难题,积极自主研发,致力于发展具有完全自主知识产权的下一代新型高容量柔性锌空气电池。目前,团队制备的高容量/耐低温柔性锌空气电池可用于穿戴的智能电子产品,病人植入式监测、追踪和定位的医疗器械、物联网智能标签、环境传感器、助听器等等。
中南大学 2023-07-18
耦合储氢单元的燃料电池电源
1 成果简介作为一种清洁、高效的能量转换装置, 燃料电池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。燃料电池在发电过程中,除了提供电能以外,还会产生废热。所以传统燃料电池电堆中,单片燃料电池之间通常设有冷却板,需要采用大流量的空气或者冷却水来为燃料电池散热。而燃料电池工作时需要氢气作为燃料,如果以储氢合金作为氢源,则储氢合金在释放氢气时会吸收热量。 本成果将燃料电池与储氢单元进行结构的耦合,可利用储氢合金来部分吸收燃料电池发电时产生的废热,既解决了燃料电池水管理和热管理的难题,又能解决储氢单元放氢稳定性的问题,还能降低燃料电池系统寄生功率,提高系统的功率密度和能量密度。表 1 中列出了耦合型燃料电池的性能参数。本成果耦合型质子交换膜燃料电池解决了质子交换膜燃料电池的水热管理问题,能够使燃料电池系统结构更加紧凑,能量密度和功率密度更高。 上图 耦合燃料电池的内部结构及外部结构图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,燃料电池家用电源已经在日本产业化),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价格较高(采用进口材料成本昂贵),而本项目利用国产原材料制备燃料电池电源,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 效益分析由于目前国内外尚无同类产品,而且各行各业对新型电源的需求比较迫切,因此本成果具有较大的推广空间。 如批量生产, 本电源价格每台约 1500 元/千瓦。 来自政府的资金补助以及军事、工业、新能源等应用领域的直接采购是使燃料电池电源商业化逐渐兴盛的主因。据美国市场研究机构 Pike Research 估计, 2016 年市场上的主力燃料电池产品功率将在 100W~2kW 之间,用于替代部分铅酸电池和柴汽油发电机,主要应用于船舶、 专用车、无人载具、 战场支持系统、 备用电源、 应急电源等。
清华大学 2021-04-13
燃料电池堆膜电极检测仪
1 成果简介燃料电池应用于军事、汽车、移动设备和家庭等领域。对于新生产的燃料电池堆,或在用的燃料电池堆,常需要了解电池堆内各节燃料电池的一致性和膜电极情况,但是国内外一直缺少检测燃料电池堆膜电极的技术和测量装置。 课题组研究出一种可方便检测燃料电池堆膜电极状况参数的方法和仪器。该测量仪具有如下功能和特点:可同步测量膜电极的催化剂有效活性面积、双电层电容、氢渗透电流和阻抗;数据自动采样,结果自动处理;可用于测量燃料电池单体和燃料电池堆,解决了以往即使检测燃料电池单体膜电极也需要多台测试仪器的问题,填补了燃料电池堆膜电极检测仪器的空白。测量仪可用于科研中对燃料电池内部不一致性的检查和原因辨析,可用于对各种场合的燃料电池堆进行现场检查和老化诊断,可用作燃料电池堆初装过程中的成组选配检测工具。查新表明,国内外目前尚未发现有相似原理的仪器,具有较大的推广使用空间。测量仪包括硬件部分和软件部分。研究组已开发出测量仪的初级版,参见下图。初级版的测试软件基于 Labview 编写,界面简单易操作,通过配合电脑完成测量。研究组现在正进行开发测量仪器的升级版,期望其能够脱离电脑单独测量,更美观,更实用。  上图 初级版电池堆膜电极检测仪2 应用说明研究组应用该方法和测量仪进行了多次测量和研究,成果在国际国内会议的宣传推广中得到了许多同行的好评,并表示有购买意向。
清华大学 2021-04-13
燃料电池关键材料和组装工艺
燃料电池技术应用的关键在与新材料的开发,基于材料的优化得到更好的燃料电池产电输出性能。项目团队基于固态离子理论,设计了一系列燃料电池电极新材料及新结构,以提高电池输出性能为目的,开发了一系列高性能的阳极功能材料,阴极层材料与新结构。项目取得完整知识产权,申请发明专利15件,授权发明专利8件。
南京工业大学 2021-01-12
季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物的制备方法及用途
本发明公开了季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物的制备方法及用途。首先采用溶液滴定络合的方式制备季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物,后将其溶解在有机溶剂中,将其涂覆在支撑层上,烘干得到季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物渗透汽化优先透醇膜。季铵盐型阳离子聚电解质-阴离子表面活性剂复合物内部的离子交联结构能够有效抑制该渗透汽化透醇膜在醇/水料液中的过度溶胀,保持膜的稳定性;同时,表面活性剂的疏水长链和聚电解质的疏水主链,能提供膜对醇的优先选择吸附。因此,该类优先透醇膜制膜方法简单易行、成本低廉,具有良好的工业化应用前景。
浙江大学 2021-04-13
新质生产力大家谈 | 产学研深度融合赋能新质生产力学术交流活动
新质生产力大家谈 | 产学研深度融合赋能新质生产力学术交流活动
中国高等教育学会 2024-04-10
重污染行业水污染物减排技术集成
化工、制药、印染、造纸等行业废水排放量大、污染物浓度高,并且这些重污染行业排放的废水一般都含有难降解生物、甚至有毒害作用的污染物质,常规的物化、生化处理工艺很难把这些行业的废水处理到国家一级排放标准。为此,很多企业不得不通过稀释手段来实现COD达标排放的目标。但是,随着节能减排计划的实施,各地都加大了对COD总量的控制力度。同时,地方政府也给企业下达了COD减排任务。此外,一些地方政府还颁布了高于国家废水排放标准的地方标准。为了完成COD减排任务或达到更加严格的废水排放标准,大部分企业都必须对现有污水处理设施进行技术改造。华东理工大学环境工程研究所针对化工、制药、印染、造纸等行业废水的特点,研究开发了多项难降解有机废水处理技术,包括各种预处理技术、生物处理技术、深度处理技术,及多项处理技术的组合与集成。目前,这些技术已成功应用于多个化工、精细化工、制药企业的废水改造工程或新建工程,为这些企业解决了高COD、高盐分、高氨氮废水处理的难题,使企业在较低的成本下实现了达标排放的目的,并超额完成了COD减排任务。(1)处理有机废水的BCB组合工艺,授权发明专利,专利号:ZL200510024414.6(2)一种氧化反应催化剂可循环使用的废水处理方法,授权发明专利,专利号:ZL200610030562.6
华东理工大学 2021-04-11
低重稀土耐高温烧结钕铁硼永磁及其制备技术
北京工业大学 2021-04-14
低重稀土耐高温烧结钕铁硼永磁及其制备技术
北京工业大学 2021-04-14
一种云数据隐私保护安全重加密方法
一种云数据隐私保护安全重加密方法,包括数据拥有者把明文数据进行加密后放置到云端,云服务 提供商对密文进行存储和相关操作;数据使用者得到访问授权后,对数据进行请求,云服务提供商得到 数据请求后反馈给数据拥有者;数据拥有者获得数据使用者的数据请求信息参数,产生重加密密钥,并 发送给云服务提供商;云服务提供商用重加密密钥加密数据拥有者放置在云端的密文数据,得到重加密 密文;数据使用者从云平台上下载重加密密文,根据自己的私钥解密重加密密文,得到所需的明
武汉大学 2021-04-14
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