氢能专利库

本发明涉及一种模块化甲醇重整及高温膜燃料电池耦合的热电联供系统，包括：模块化甲醇重整制氢系统、模块化高温膜燃料电池发电系统及电控系统，模块化甲醇重整制氢系统包括：甲醇重整制氢模块、甲醇水溶液总管道和尾气总管道，甲醇重整制氢模块的数量为多个，甲醇水溶液总管道分别与各甲醇重整制氢模块相连，甲醇重整制氢模块将获取的重整氢气输送至高温燃料电堆模块；高温膜燃料电池发电模块将依据重整氢气产生的电能进行供电；电控系统与甲醇重整制氢模块连接，设有温度报警值及启动温度值，在甲醇重整制氢模块的实际温度超过温度报警值，关闭甲醇重整制氢模块，在实际温度低于对应的启动温度值，重新启动甲醇重整制氢模块，可以降低供电成本。

本申请涉及一种甲醇重整与低温/高温膜燃料电池双耦合热电联供系统，属于甲醇重整制氢和燃料电池发电的新能源技术领域。该双耦合热电联供系统包括甲醇重整制氢模块、氢气纯化模块、低温膜燃料电池系统和高温膜燃料电池系统；甲醇重整制氢模块的重整氢气管道与氢气纯化模块的氢气纯化装置连接，氢气纯化装置通过纯氢管道与低温膜燃料电池系统连接，甲醇重整制氢模块的重整氢气管道还与高温膜燃料电池系统连接，构成双耦合发电系统。本申请将甲醇重整制氢模块与低温膜燃料电池系统和高温膜燃料电池系统双耦合，通过取长补短和优势互补，形成具有快速启动和响应、高功率密度和系统热电效率等优点的新一代双耦合热电联供系统。

本申请涉及一种甲醇水蒸汽重整制氢装置及其快速启动方法，属于氢能源制备装置技术领域。该制氢装置包括甲醇重整器、尾气换热器、甲醇蒸发器、甲醇进料泵、甲醇水溶液管道、重整气管道、空气管道和尾气管道；甲醇水溶液管道包括第一管道和第二管道；甲醇重整器包括甲醇氧化室、甲醇汽化室和甲醇重整室，甲醇重整器通过甲醇进料泵与第一管道连接；甲醇重整器与空气管道和重整气管道分别连接；甲醇重整器依次与尾气换热器和甲醇蒸发器连接，形成二级换热结构；甲醇蒸发器通过第二管道依次与尾气换热器和甲醇重整器连接，进行多级热回收。在该制氢装置的甲醇氧化室外接一个可装拆的储氢装置，启动时利用氢空催化燃烧能够实现该制氢装置的快速启动。

本发明涉及一种多通道高温质子交换膜燃料电池的单电池测试系统及方法，属于高温质子交换膜燃料电池性能评价设备领域。所述测试系统包括多个测试通道，所述测试通道并联设置，其中，每个测试通道均包括气体供应模块、电子负载模块、电化学阻抗模块、报警监控模块和集成控制模块。本发明的多通道高温质子交换膜燃料电池的单电池测试系统可实现多组燃料电池在不同测试条件下同时进行单电池性能测试的功能，提高效率；其自动化程度高，可实现自动切换气体流速、自动变载、自动记录数据等功能，一键化操作，无需人工值守。

本发明涉及一种基于甲醇重整高温膜燃料电池的综合能源系统及方法，所述综合能源系统包括太阳能光伏组件、甲醇重整高温膜燃料电池发电模块、储能电池单元、逆变器、控制模块以及甲醇燃料存储和输送模块；其中，所述甲醇重整高温膜燃料电池发电模块包括高温膜燃料电池堆、重整器、换热器、平行流散热器和导热油循环泵，用于将甲醇燃料和空气的化学能转化为电能，并为外界负载和储能电池单元供电。本发明的综合能源系统将甲醇现场重整制氢和高温膜燃料电池发电单元进行耦合，无需氢气提纯单元、用氢成本低、甲醇燃料消耗少、系统效率高。

本发明涉及金属单原子掺杂碳材料领域，特别是一种简单制备高担载量金属单原子催化材料的方法，即以硝酸功能化的碳管石墨烯为载体，利用尿素、二氰氨以及三聚氰胺等能在热解过程中生成C3N4的碳源和氮源作为单原子分散的模板，金属有机盐如(血红素、酞菁类)为前驱体，在惰性气氛下通过多步骤热解而制备的一系列负载金属单原子催化材料。该制备方法解决了单原子金属载量低，分散性差的问题。该方法合成的单原子催化材料能够在酸性条件性具有优良的氧还原性能，能有效应用于质子交换膜燃料电池的阴极和阳极材料，从而降低质子交换膜燃料电池的催化剂的成本。

本发明公开了一种聚合物电解质膜燃料电池用高活性电催化剂及其制备方法，该催化剂包括作为载体的过渡金属元素单原子分散的碳纳米管材料以及负载于所述载体上的活性贵金属组分。该催化剂的制备方法是：将过渡金属有机金属盐与二氰二胺研磨混合，在惰性气氛中热处理，得到过渡金属单原子分散的碳纳米管，将碳纳米管载体分散在乙二醇中，加入含有贵金属元素的盐或酸，超声分散均匀后，加入抗坏血酸作为协助还原剂，搅拌还原后，得到过渡金属单原子分散碳纳米管负载贵金属催化剂。本发明的催化剂对小分子醇类物质以及氧还原展现出优越的电催化活性，是一种具有广阔应用前景的聚合物电解质膜燃料电池电催化材料。