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一种燃料电池一体化单元模块及其电堆
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。  
清华大学 2021-04-13
醇基燃料高性能引射式自适应配风燃烧技术
本成果属于能源与动力工程技术领域,涉及节能、燃烧、传热学、热力 学、环境保护等等多个相关学科。 成果针对醇基燃料工业燃烧过程中存在积碳堵塞气化管道、燃烧效率 低、燃烧稳定性差、醇基燃料工业燃烧技术及装置不成熟等问题,创新研发了 60-350kW额定功率下负荷大范围变动(25%-120%)醇基燃料引射式自适应配风 燃烧技术: ①  首次开发了醇基燃料引射式自适应配风技术,获得了负荷大范围变动下引 射式自适应配风技术、关键工艺参数,燃烧中能根据热负荷大小自动调节燃烧所 需的配风量,实现燃料完全燃烧; ②  成功首创了低于醇基燃料析碳温度条件下促使其气化的恒温实时预气化 技术,能够在燃烧器的功率调节范围内,实现醇基燃料完全气化,且未见过热积 '③基于自主研发的醇基燃料引射式自适应配风技术、液体燃料无析碳恒温气 化技术,首创了具有自主知识产权的醇基燃料高性能引射式自适应配风燃烧技术, 解决了负荷大范围变化(25%-120%)时的自适应配风、无析碳实时气化、气化管 道堵塞、燃烧效率低、燃烧稳定性差、污染物排放较高等难题,燃烧效率达99. 9% 以上,且完全燃烧后,无粉尘排放,主要污染物排放(CxHy<lppm, C0<lppm, N0x<10ppm)远低于国家标准; ④应用本研究成果提出了适合于中小型燃煤、燃油工业炉的燃烧系统与装置, 并进行了工业应用,可将现有燃煤熔炼炉等中小型工业炉的热效率由25%-30%提 高至80%以上。
重庆大学 2021-04-11
高性能液流电池双极板及系统集成技术
液流电池储能系统是一种安全、高效的电化学储能技术。在光伏、风能等新能源并网、智能电网、微电网、分布式能源系统、无电地区供电工程以及未来能源安全方面都将发挥巨大作用。具有能量和功率独立(设计灵活)、深度放电、大电流放电不损坏电池、使用寿命长等优点。 本项目组在全钒液流电池方面经过十余年的研究和产学研合作,积累了丰富的理论研究成果和实践经验,取得了多项独创性成果。在电池关键材料(双极板、电解液)和电堆结构设计等方面具有多项专利技术,拥有设计、制造25kW 单堆电池和液流电池储能系统的集成技术。 在电堆设计和系统集成方面,项目组针对大型液流电池电堆和系统进行了系统的研究:采用模拟仿真技术,优化流场设计,使电堆结构更加高效、可靠;优化的管路设计方案可减小管路系统中的旁路电流损失,提高能量转化效率;电池系统循环运行过程中的先进热量管理技术为电池体系长期稳定运行提供了保障。 双极板是液流电池关键零部件,对电池性能、寿命和成本有重要影响。高性能、长寿命、低成本的双极板是液流电池领域高度期待的关键材料。目前已成功开发了新型液流电池双极板并申请国家发明专利。研制的双极板具有电导率高、稳定性好、强度高、耐腐蚀、成本低的突出优点,各项指标达到国际领先。高性能双极板的成功研制,将大幅提高液流电池能量效率和使用寿命,同时可显著降低储能成本,将有力推动液流电池在储能领域的大规模应用。目前已与新能源企业签订了合作协议,将为我国百兆瓦级的全钒液流电池大规模储能项目提供高性能双极板,将实现双极板经济效益3亿元。  具有自主知识产权的液流电池双极板大规模制造技术 液流电池储能系统优化设计 液流电池电堆设计和制造技术 液流电池储能系统集成技术
上海交通大学 2021-05-11
高性能液流电池双极板及系统集成技术
项目成果/简介:液流电池储能系统是一种安全、高效的电化学储能技术。在光伏、风能等新能源并网、智能电网、微电网、分布式能源系统、无电地区供电工程以及未来能源安全方面都将发挥巨大作用。具有能量和功率独立(设计灵活)、深度放电、大电流放电不损坏电池、使用寿命长等优点。本项目组在全钒液流电池方面经过十余年的研究和产学研合作,积累了丰富的理论研究成果和实践经验,取得了多项独创性成果。在电池关键材料(双极板、电解液)和电堆结构设计等方面具有多项专利技术,拥有设计、制造25kW 单堆电池和液流电池储能系统的集成技术。在电堆设计和系统集成方面,项目组针对大型液流电池电堆和系统进行了系统的研究:采用模拟仿真技术,优化流场设计,使电堆结构更加高效、可靠;优化的管路设计方案可减小管路系统中的旁路电流损失,提高能量转化效率;电池系统循环运行过程中的先进热量管理技术为电池体系长期稳定运行提供了保障。双极板是液流电池关键零部件,对电池性能、寿命和成本有重要影响。高性能、长寿命、低成本的双极板是液流电池领域高度期待的关键材料。目前已成功开发了新型液流电池双极板并申请国家发明专利。研制的双极板具有电导率高、稳定性好、强度高、耐腐蚀、成本低的突出优点,各项指标达到国际领先。高性能双极板的成功研制,将大幅提高液流电池能量效率和使用寿命,同时可显著降低储能成本,将有力推动液流电池在储能领域的大规模应用。目前已与新能源企业签订了合作协议,将为我国百兆瓦级的全钒液流电池大规模储能项目提供高性能双极板,将实现双极板经济效益3亿元。 具有自主知识产权的液流电池双极板大规模制造技术液流电池储能系统优化设计液流电池电堆设计和制造技术液流电池储能系统集成技术知识产权类型:发明专利 、 软件著作权技术先进程度: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:科技部重大专项计划
上海交通大学 2021-04-10
高性能钒液流电池隔膜及其制备技术与应用
利用辐射技术研制电池的离子交换隔膜,最早从日本原子能研究所开始,出发点是代替Nafion的工艺,制备性价比更高的膜材料。电离辐射技术,特别是基于电子加速器的电子束辐射加工技术,不使用催化剂/引发剂,室温操作,高效快速, 适合大量生产。目前辐射加工技术已广泛应用于各种工业材料的生产,如电线、电缆、轮胎、发泡材料、热收缩材料等行业。本项目是在早期辐射接枝技术制备离子交换膜的基础上,在工艺体系中使用功能化离子液体代替含有阴阳离子一般离子交换功能基团,成功制备出具有更高耐热、化学稳定性、良好导电性、极为优异抗钒离子渗漏的两性离子交换膜(HUST-IL膜),并且在钒液流电池中的实际电池测试实验中电池效率优于Nafion系列膜。需要特别指出的是,本项目在制备工艺方面取得了重要突破,不需要一般阳离子交换膜中的磺化工艺,非常环保,并且在工艺上成功发展出替代传统固液接枝反应的工艺体系,避免了接枝反应的复杂工艺和质量控制问题;本项目的工艺技术,使电池隔膜的辐射制备工艺从传统的辐射接枝转变为辐射交联工艺,通过铺膜和固体膜辐照即可完成制备,与现有电线电缆片材的辐射交联工艺通用,工艺简单,极易量产和推广。 【技术优势】 (1) 本项目所得到的HUST-IL隔膜产品,其钒离子渗透率比Nafion膜(Nafion115,117)降低约1200倍,导电率提高3倍以上,电池效率实现了对Nafion膜的超越; (2) 在制备工艺方面的重要突破:不需要一般阳离子交换膜中的磺化工艺,非常环保,并且在工艺上成功发展出替代传统固液接枝反应的工艺体系,避免了接枝反应的复杂工艺和质量控制问题; (3) 本项目电池隔膜的辐射制备工艺从传统的辐射接枝转变为辐射交联工艺,通过铺膜和固体膜辐照即可完成制备,与现有电线电缆片材的辐射交联工艺通用,工艺简单,极易量产和推广。 【技术指标】 HUST-IL隔膜产品:钒离子渗透率比Nafion膜(Nafion115,117)降低约1200倍,导电率提高3倍以上,电池效率实现了对Nafion膜的超越。
华中科技大学 2023-07-19
一种高性能silicalite分子筛膜的制备方法
本发明公开了一种高性能silicalite分子筛膜的制备方法。该方法包含以下步骤:选取合适硅铝比的ZSM-5分子筛作为晶种;利用浸泡+擦涂的方法将适量晶种涂覆在载体上,干燥后形成晶种层;配制合成silicalite分子筛膜的合成液,室温搅拌陈化4小时;将带有晶种层的载体放入高压合成釜,并将陈化后的合成液逐滴加入后进行晶化;晶化完成后,用水洗涤、干燥,煅烧去除模板剂,得到silicalite分子筛膜。本发明首次使用ZSM-5分子筛制备晶种层,可以提高分子筛膜层与载体的结合力,减少膜层缺陷,显著提高分子筛膜的渗透汽化分离性能,具有良好的工业应用前景。
浙江大学 2021-04-13
双膜法生物燃料技术
乙醇回收渗透汽化膜是由无机材料经过高温烧制制备而成的基膜为支撑层,在支撑层表面经过特殊制备工艺制备而成的致密膜为分离层的非对称结构的管式复合膜,膜表面平整无缺陷,膜层厚度均匀;分离膜与基膜结合完好,具有抗污能强,使用寿命长的特点,可以用来富集低浓度的含醇溶液的富集。主要应用方向有:燃料乙醇发酵液、丁醇发酵液、低浓度含醇溶液中的醇类物质的富集。
南京工业大学 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
一种基于 dSPACE 的固体氧化物燃料电池热电特性模拟系统
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
华中科技大学 2021-04-14
燃料电池铂碳和铂基合金催化剂的批量化制备技术
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%。    
华南理工大学 2023-05-08
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