氢能专利库

本申请提供了一种CO2加氢合成烯烃催化剂及其制备方法，其制备方法包括：(1)将硝酸铁和硝酸锌溶解于水中，得到铁盐锌盐混合液；(2)将铁盐锌盐混合液和无水碳酸钠水溶液加入到反应容器中，进行老化反应，得到悬浊液，老化反应的条件为：将老化反应的pH维持在8～10，在20℃～90℃下搅拌反应6h～24h；(3)将悬浊液进行固液分离；(4)将分离后的固体干燥；(5)将干燥后的固体在无水碳酸钠水溶液中浸渍；(6)将浸渍后的固体焙烧，得到催化剂前驱体；(7)将催化剂前驱体活化，得到活化后的CO2加氢合成烯烃催化剂；活化条件为：在纯氢气气氛中，200℃～400℃下活化1h～5h。

本申请提供了一种CO2加氢制烯烃方法，其包括以下步骤：将CO2加氢合成烯烃催化剂加入到CO2加氢制烯烃反应器中，在CO2加氢制烯烃反应器中通入反应气进行CO2加氢制烯烃反应；反应气包含CO2、H2和C2H4。催化剂包括锌元素、铁元素和钠元素，基于催化剂的质量，锌元素的质量百分含量为25％～60％，铁元素的质量百分含量为35％～70％，钠元素的质量百分含量为0.01％～5％，催化剂的主晶相为α‑铁和氧化锌，催化剂还包括钠离子。反应气中CO2、H2和C2H4的摩尔比为1:(2～3):x，x满足：0.09≤x≤1。

本发明提供一种电解水制氢的亲水性隔膜制备方法及其浆料，所属有机材料隔膜技术领域，隔膜制备包括有机膜布清洗活化、表面功能化和浆料涂覆制膜等。浆料包括高分子树脂、亲水性高分子物质、改性助剂、致孔剂、复合亲水纳米材料和水性消泡剂等；改性助剂的成分包括聚乙二醇‑聚丙二醇嵌段共聚物和瓜儿胶羟丙基三甲基氯化铵；复合亲水纳米材料为勃姆石、二氧化铈和热固性酚醛树脂烧结得到。本发明对有机膜布进行表面功能化处理通过引入氨基活性位点，让涂层与基底之间的结合更为稳固；复合亲水纳米材料与其他成分协同作用，不仅提升了亲水性和离子传导能力，还通过交联反应增强了涂层的稳定性，使得隔膜在长期使用过程中能够保持良好的性能状态。

本发明涉及一种氢能源项目在城市建设中的适用性评估方法，包括以城市每年的年总成本最小为目标，构建当前城市的城市低碳能源系统全生命周期优化模型；获取当前氢能源项目对应的氢势评估数据，并将氢势评估数据输入到城市低碳能源系统全生命周期优化模型中，得到当前氢能源项目对应的城市每年的年总成本最小值；根据当前氢能源项目对应的最小化年成本，得到用于衡量城市向未来低碳能源系统过渡时的二氧化碳减排的平准化成本；基于当前氢能源项目对应的平均氢价、当前氢能源项目对应的平均氢价和二氧化碳减排的平准化成本对当前氢能源项目在城市建设中的适用性进行评估，从而能够提高评估效率。

本发明公开一种微孔层、其制备方法和饱含该微孔层的燃料电池。制备方法包括：形成浆料，所述浆料包括导电材料、粘结剂、制孔剂和溶剂；以及将所述浆料涂覆在基底表面后，60‑350℃下焙烧至所述制孔剂完全分解，之后焙烧得到所述微孔层。本发明的制备方法可以精确控制微孔层中值孔径为32±5nm，可以有效地调控孔径大小。采用本发明方法制备的微孔层中值孔径为32±5nm，用于连接催化层和气体扩散层可以减小接触电阻，实现有效排水，提高气体传输效率，使气体透过和排水功能达到平衡，从而实现高达1.572W/cm2的输出功率。本发明的制备方法操作简单、重复性高、质量可控、成本低。

本发明公开了一种金属或金属氢化物和甲醇蒸汽重整耦合制氢的方法，包括以下步骤：将用于甲醇、水的混合蒸汽重整制氢的催化剂A与能够发生水解反应的金属或金属氢化物B进行复合，得到A‑B复合物；将A‑B复合物装入反应器内，加入甲醇、水的混合物，控制反应器内的温度和压力，将产生的氢气引出反应器，经过设定的反应时间后，停止加热所述反应器。耦合反应中甲醇蒸汽重整过程中产生的副产物CO2可以被金属或金属氢化物水解产生的氢氧化物吸收，促进甲醇重整和水汽转化反应的正向移动，具有更高的氢气纯度；此外，耦合反应中金属或金属氢化物水解放出的热量可以供给甲醇重整，不需要额外提供热量。

本申请适用于氢气应用技术领域，提供了一种地下储氢气泄漏速度测量方法及测量装置，其中，地下储氢气泄漏速度测量方法包括：建立氢气从地下储氢气空间泄漏口到测量点的能量守恒模型，建立氢气流动与地下储氢气空间的侧面发生撞击对氢气能量的影响的数学模型；建立氢气在地下储氢气空间泄漏口处的泄漏流量的数学模型，建立氢气在测量点的速度与氢气在测量点的直径的数学模型，进而计算氢气在测量点的速度，通过考虑到风速、速度摩擦力等对氢气泄漏速度的影响，建立相应的数学模型，能够解决现有的氢气泄漏计算模型复杂，且测量结果不准确的问题。

本申请适用于氢气应用技术领域，提供了一种储氢罐内温度测量方法以及测量装置，储氢罐内温度测量方法包括：建立氢气从加注枪口到储氢罐入口处的能量流动方程模型计算出进入储氢罐中的氢气的温度，然后计算储氢罐中原有氢气受压缩后的温度，建立储氢罐内热量与储氢罐进行热量交换损失的热量数学模型；建立储氢罐内热量与外界环境进行热量交换损失的热量数学模型，计算储氢罐中损失热量之前的总热量；计算储氢罐内剩余总热量；根据储氢罐内剩余总热量计算储氢罐中充装完成的有效温度。能够解决现有的在充装氢气时不能准确的测量储氢罐上升的温度，存在因为储氢罐温度过高而发生危险的问题。

本发明属于燃料电池阴极催化剂领域，涉及一种结构有序的高熵合金催化剂、其制备方法和作为氢燃料电池阴极催化剂的应用。所述高熵金属间化合物包含：Pt、Ir、Fe、Co、Cu五种金属元素；所述高熵金属间化合物中，Pt原子、Ir原子、Fe原子、Co原子和Cu原子所占的原子百分比均为5％～45％。本发明还公开了该负载型高熵金属间化合物纳米颗粒材料的制备方法，制备方法简单，成本低廉。本发明还公开了阴极材料中包含该材料的氢燃料电池。该材料组分可控、电催化性能优越、稳定性强，非常适合于作为氢燃料电池的阴极材料，在氢燃料电池方面有良好的应用前景。

本发明提供了一种用作质子交换膜的石墨烯膜的制备方法，包括：将多孔基底的石墨烯样品放入法拉第笼，然后放入等离子体真空腔，将腔内气压抽至0.1pa以下，通入含氮气源，气体流量10‑200sccm，并通过质量流量计将气压控制在5‑50Pa；开启等离子体处理机，将起辉功率控制在1‑20W，温度为15‑30℃，处理时间为30s‑120s，得到石墨烯膜。本方法得到的石墨烯膜制备方法简单，成本低，适于放大生产，相比传统高聚物膜，质子通量高出2‑3个数量级，同时质子/甲醇选择性高出1‑2个数量级。

本发明公开了一种用于燃料电池金属双极板的薄膜及其制备方法，该薄膜由氧化物掺杂氮化物组成，氧化物为Al2O3、TiO2、ZrO2、SiO2中一种或两种以上物质混合而成，氮化物为CrN、TiN、NbN、ZrN中的一种；该薄膜中氧化物的百分含量为1‑5at％，其余为氮化物。该方法包括如下步骤：步骤一：清洗金属衬底，打磨金属单质靶材；步骤二：将金属衬底、金属单质靶材和氧化物靶材安装于磁控溅射镀膜机内，进行预溅射；步骤三：将金属衬底接入负偏压，通入氮气和氩气；步骤四：进行磁控溅射，金属衬底表面沉积氧化物和氮化物，形成薄膜。本发明的薄膜具备优异的耐腐蚀性和导电性并且寿命长，疏水性佳，各项指标均满足DOE标准。

本发明公开了一种Mg‑C纳米复合储氢材料的制备装置和制备方法，Mg‑C纳米复合储氢材料的制备装置，包括一个管式炉系统，管式炉内设有石英管，石英管内部设有一个石墨套管用于放置镁，在石英管上靠近气体出口的一侧外套有电感线圈，电感线圈连接有射频电源，石墨套管内放置镁的位置与套有电感线圈的位置之间为产品收集区域；Mg‑C纳米复合储氢材料的制备方法，包括以下步骤：在石墨套管内放入镁，使用氩气冲洗石英管；石英管内通入氩气—烃类气体—氢气的混合气体；启动管式炉系统，加热石英管，使石墨套管内产生镁的蒸气；启动射频电源，烃类气体分解产生碳，产品收集区域处实现镁与碳的均匀复合，形成Mg‑C纳米复合储氢材料。

本发明公开了一种光热直接诱导固态氨硼烷制氢的方法，将光热材料与氨硼烷固体粉末均匀混合，然后施加光照，光热材料基于其光热转换性质受光照之后温度升高，当局域温度达到氨硼烷的热分解温度时，氨硼烷发生分解反应并释放氢气。本发明实现了温和条件下太阳能光热驱动的氨硼烷高效热解产氢，室温下通过光照即可实现氨硼烷中2当量氢的快速释放，光热材料还可以回收利用，具有优异的循环性能基全太阳光谱响应性。该方法无需外界加热，显著减少了制氢能耗，进一步与氨硼烷热解促进剂联用，在质子交换膜燃料电池工作温度条件下引入1个标准太阳光的光照强度即可实现氨硼烷的高效脱氢，展示了其在燃料电池为能量载体的移动工具中实际应用的潜力。

本发明公开了一种高压储氢合金及其制备方法，所述储氢合金具有以下通式所示组成：TiaCrbFeyMncAx，其中，A为Al、Ni或稀土金属中的一种或多种，a的范围为：1.00≤a≤1.05；b的范围为：0.90≤b≤1.10；c的范围为：0.20≤c≤0.40；x的范围为：0≤x≤0.1，且y的取值满足以下条件：0.65≤x+y≤0.75。本发明所公开的储氢合金，容易活化，具有较高的储氢容量和吸放氢坪台压，适合最高使用压力为45～90MPa的不同加氢站贮氢使用。

本发明公开了一种高性能储氢合金及其制备方法。储氢合金Pd@Mg-Y是由Pd包覆Mg100-xYx(x＝20～25)合金颗粒形成的，合金颗粒粒度为50～150微米，Pd膜厚度为5～30nm。其制备方法为：采用真空熔炼法制备Mg100-xYx(x＝20～25)母合金锭，再经机械破碎处理制成粒度为50～150微米储氢合金内核颗粒，然后采用磁控溅射镀膜技术在Mg100-xYx(x＝20～25)内核颗粒表面均匀涂镀Pd膜。实验结果表明：用以上方法制备的Pd@Mg77Y23储氢合金的吸放氢速率明显快于Mg77Y23颗粒且更快于相同尺度的纯Mg的吸放氢速率。由此得出大粒度Pd@Mg77Y23储氢合金在储氢材料方面以及简化制备工艺方面具有良好的应用前景。

本发明公开了一种利用太阳能提高效率的微生物燃料电池体系及其构造方法。本发明在阳极室和阴极室外，串联p-n结半导体太阳能电池，构造一个太阳能电池和微生物燃料电池协同作用的微生物燃料电池体系，二者发生了协同效应，大大增加了微生物燃料电池的产电量；太阳能电池光催化作用的引入改善了“太阳能电池-微生物燃料电池”体系阴极的接受电子能力，并使得阳极提供电子的能力得到最大限度的发挥；太阳能电池促进了新型微生物燃料电池体系效率的提高，实现了与微生物燃料电池的协同作用；本发明结构简单，微生物燃料电池和太阳能电池光催化技术能够实现优势互补，功能相互协调，共同完成污水处理和发电的双重功效。

本发明公开了一种稀土—镁基储氢合金及其制备方法，利用低温真空感应熔炼、多靶磁控溅射掺杂以及退火处理等技术制备颗粒尺度为微米级的经Ni-Al合金纳米晶掺杂改性的La-Mg系储氢合金。结果表明：此方法制备的Ni-Al@La-Mg储氢合金的吸放氢速率明显快于La-Mg母体合金颗粒并具有很好的活化性能、容量保持性和循环稳定性，在放氢量方面也得到了极大的改善。表明微量金属合金纳米晶掺杂催化技术在提高储氢合金性能方面具有良好的应用前景。

本发明公开了一种新型的高容量储氢薄膜及其制备方法。储氢薄膜为有Pd覆盖层的MgxY100-x合金薄膜（其中10≤x≤90）。其制备方法为：以Mg和Y为靶材，在基体上通过磁控溅射共溅射的方法制备Mg-Y合金薄膜，并进一步在Mg-Y合金薄膜上溅射一层Pd层以保护Mg免遭氧化并催化氢的解离。实验结果表明：此方法制备的Pd/Mg78Y22薄膜不用活化即能获得1590.3mAh/g的电化学放电容量，显著高于纯镁薄膜的放电容量，并且具有良好的吸放氢动力学特性。合金薄膜在343K温度下，10分钟内达到完全放氢，表明Pd/Mg-Y薄膜在储氢材料方面，特别是作为镍氢电池的负极材料方面具有良好的应用前景。

本发明提供了一种利用活泼金属粉末水解制氢的方法。该方法首先将和参与反应的金属具有相同阳离子的可溶性强酸盐配成盐溶液，然后在室温下将金属粉末与上述盐溶液混合，显著提高了放氢速率，并可使金属粉末与水完全反应。本发明可大幅度提高金属粉末与水反应制氢的速率和产量，所需的添加剂为固体金属盐，便于携带，价格低廉，对容器不会造成明显腐蚀，是一种简便的便携式制氢方法。本发明将对便携式燃料电池的应用起到积极的效果。

本发明公开一种燃料电池用非贵金属电催化剂以及其制备方法。该电催化剂为Co-Mo/载体合金或MoCo-N/载体合金，其制备方法为：1）将含钼的前驱体、含钴的前驱体以及载体分散于邻二甲苯溶液中，以邻二甲苯为溶剂和还原剂在温度控为140-155℃的条件下反应2.5-4.5h，过滤、洗涤和干燥后制得MoCo/载体合金的前驱体；2）将制备的MoCo/载体合金的前驱体在还原气氛下进行低温热处理，得到负载型MoCo/载体合金和/或MoCo-N/载体合金。本发明的合金在碱性条件下对氧还原具有较好的电催化活性、稳定性以及耐甲醇性能，且制备工艺简便易行，适合质子交换膜燃料电池阴极电催化剂的要求。