氢能专利库

本发明公开了一种集成故障诊断与能量管理的燃料电池汽车控制方法。该方法通过实时采集车辆关键运行参数，构建整车运行状态向量，并基于状态向量同时进行燃料电池健康诊断和初步功率动作生成。诊断模块通过残差计算、粒子滤波和广义似然比检验获得健康因子和严重度指数，动作生成模块输出智能体功率分配向量。根据严重度指数，动态重构功率、SOC及功率变化率约束，并通过优化求解获得最优功率分配，同时结合分级容错策略对高严重度状态进行干预。方法还包括需求功率预测和在线学习模块，用于提升优化策略的鲁棒性和自适应能力。本发明通过将燃料电池健康状态与能量管理优化紧密结合，实现了燃料电池系统高能效、长寿命及可靠性的动态控制。

本发明公开了一种基于弛豫时间分布的氢燃料电池等效电路模型建立方法，属于氢燃料电池技术领域。方法包括：获取氢燃料电池的全频段阻抗数据；对所述全频段阻抗数据进行弛豫时间分布分析，得到弛豫时间关系谱图；识别并基于所述关系谱图中不同频段的特征峰，构建初始等效电路模型；位于不同频段的特征峰用于表征氢燃料电池的不同电化学特征过程；根据所述全频段阻抗数据以及所述初始等效电路模型，进行模型参数调整，基于调整后的模型参数，得到针对所述氢燃料电池构建完成的等效电路模型。本发明能够构建得到高精度、合理的等效电路模型。

本发明公开了一种适用于氢能混动客机热管理系统的半物理实验系统，包括：上位机用于显示软件界面、调整控制器参数、控制热管理系统半物理实验系统的启停状态以及监控实验过程数据；交换机用于扩展上位机的以太网口，建立上位机与服务器的交互关系；服务器用于执行上位机传输的指令，输出控制信号至真实物理实验设备与仿真机；上位机、交换机、服务器均与真实物理实验设备连接；上位机通过交换机与服务器连接；服务器与仿真机连接。本发明通过真实物理实验设备与虚拟仿真实验设备的组合使用，降低实验安全风险与成本，加快实验速度，提高实验精度，同时根据实验需求灵活调整半物理程度，还能实时监控实验参数以降低试错成本和安全风险。

本发明公开了一种离聚物直接添加的质子交换膜燃料电池及其制备方法，属于燃料电池技术领域，包括催化剂涂覆、离聚物直接添加、干燥处理和热压，本发明优化的离聚物添加方式有效减少了离聚物与Pt表面的直接接触，显著降低了活性位点的毒化现象，提高了催化剂的活性和稳定性；本发明中离聚物在大孔中的填充为质子传递提供了有效的通道，同时保持了催化剂层的多孔结构，确保了气体的无阻碍传质，提高了反应物的传输效率；该方法工艺流程简单，操作方便，易于实现规模化生产，且对设备要求相对较低，降低了生产成本，具有较好的工业化应用前景。

本发明公开了一种用于航煤碳链前体物质加氢环化异构化的金属包覆型多级孔ZSM‑5催化剂，属于催化剂制备技术领域。其制备方法为，将铁盐、铂盐和镍盐中的一种或者两种及以上浸渍在ZSM‑5载体上，煅烧后得到负载型金属氧化物/ZSM‑5；然后将四丙基氢氧化铵和氢氧化钠溶液加入到负载型金属氧化物/ZSM‑5中，经过反应和煅烧后，再通过氯化铵进行离子交换，最后进行还原，得到金属@MHS‑Z5。产物由多级孔中空ZSM‑5载体和金属组分Fe、Ni或Pt中的一种或多种组成，用于航煤碳链前体物质加氢环化异构化，催化稳定性好，在较低温度下能够保持航煤长链烷烃环化异构化活性。

本发明涉及一种氢化锂水解制氢装置及其电池系统，属于制氢装置领域，包括反应腔体、氢化锂储料盘和伸缩直线电机；所述反应腔体，用于水和氢化锂反应，上端设有用于氢化锂压块投料的通孔；所述氢化锂储料盘，设置在反应腔体上方，依次由上储料盘、氢化锂密封管和下储料盘组成；所述储料盘安装在步进电机输出轴上，通过步进电机驱动旋转；所述伸缩直线电机，设置于氢化锂储料盘上方用于带动推头戳破薄膜，推动氢化锂块到反应腔体，所述反应腔体上方设有外壳，氢化锂储料盘和伸缩直线电机设置在外壳内。用氢化锂与水反应产生氢气，相比传统的高压储氢罐，大大提高了设备的安全性，避免了高压氢气泄漏和爆炸的风险，降低潜在危险。

本发明涉及粉末材料制备技术领域，具体涉及一种高钒固溶体储氢合金及其微细球形粉体的制备方法，包括以下步骤：高钒固溶体储氢合金的化学式为Vx‑Tiy‑Crz‑M(1‑x‑y‑z)‑1～3wt％RE；将高纯金属原料按照合金的化学式成分进行配料，进行真空磁悬浮熔炼，熔炼完成后浇铸到圆柱棒形模具中，脱模后得到初始毛坯棒材；对初始毛坯棒材进行机加工，制成高钒固溶体储氢合金电极棒材；采用电极感应熔炼气雾化制粉技术对高钒固溶体储氢合金电极棒材进行气雾化制粉，获得高纯净微细球形粉体；在氩气气氛保护下对微细球形粉体进行振动筛分和气流分级；本发明制备的合金成分更加精确且均匀，储氢性能显著提高。

本发明涉及一种氢能源水上飞机的储氢浮筒受冲击下强度验证方法，属于冲击强度验证方法技术领域，解决了现有技术中飞机结构验证方法没有考虑水面冲击的问题，包括：步骤S1，获取氢能源水上飞机的储氢浮筒的设计参数，进行冲击载荷的计算，得到储氢浮筒的入水冲击载荷；步骤S2，建立储氢浮筒有限元模型；步骤S3,对储氢浮筒有限元模型进行非结构化网格划分；步骤S4,基于获得的储氢浮筒的入水冲击载荷进行载荷和边界条件设置；步骤S5,将设置的载荷和边界条件，提交进行有限元计算获得储氢浮筒受载结果，判断储氢浮筒是否能够安全工作，如果能够安全工作，则该储氢浮筒的参数设计符合要求，可以进行后续的生产制造，否则返回步骤S1。

本发明涉及燃料电池领域，提供一种燃料电池系统、轻载设备及控制方法，其中，一种燃料电池系统，包括：供氢机构用于给燃料电池堆供氢气；燃料电池堆的排放口用于排出过剩氢气和燃料电池堆产生的水，燃料电池堆产生的水通入制氢机构中制取氢气，制氢机构的出口与供氢机构连接。用以解决现有技术中燃料电池工作过程中氢气利用不完全导致的浪费并对生产的水浪费的问题。本发明提供的燃料电池系统，通过在燃料电池堆与供氢机构之间设置制氢机构，回收未反应的氢气，制氢机构利用燃料电池堆产生的水制得氢气，重新供给燃料电池堆，实现对生成水的有效利用，水解制氢随用随制更加便捷，提高了系统的能源利用效率和燃料电池系统的增益。

本申请提供了一种碱性电解水制氢系统以及气体纯度检测方法，通过在所述碱性电解水制氢设备的出氢口或者出氧口进行气液两相流采样，并对采用的气液两相流进行冷却、调压和干燥处理后，再进行纯度分析，可以及时的对每台工作中的碱性电解水制氢设备产出的氢气和/或氧气的纯度，根据检测结果，从而可以及时判断单台碱性电解水制氢设备的工作状态，能够及时识别单台所述碱性电解水制氢设备故障，给对异常情况及时处理提供了条件，以确保其工作安全。并且进一步的，可以预测到所述碱性电解水制氢设备后端大型气液分离器中的氢气和/或氧气的纯度，对产品气体的纯度的主动干预提供支撑，提高在绿电大规模碱性电解水制氢系统的安全性。

本发明公开了一种改性催化剂、固态储氢材料及其制备方法和应用，改性催化剂为金属氧化物，所述金属氧化物经过调控内部晶型与氧空位缺陷浓度，使得所述金属氧化物获得不同颜色与半导体带隙，改善电子密度与电荷传输能力，有利于改善储氢材料的储氢性能。固态储氢材料由作为主体材料的氢化镁和改性催化剂复合而成。本发明通过对金属氧化物进行带隙工程改造，还原改变其内部晶相组成、增加氧空位等缺陷位点，得到表现多彩颜色的改性半导体金属氧化物，进而改善氢化镁储氢材料的储氢性能。催化剂中多晶型与氧空位缺陷并存，提高了催化活性，大幅改善了氢化镁的吸放氢动力学性能。

本发明公开了一种高温质子交换膜燃料电池系统，包括离心压气机、高速电机和多个电堆单元，所述离心压气机与所述高速电机同轴设置；所述离心压气机通过多个管式扩压器分别与各个所述电堆单元连通；其中，所述电堆单元绕所述高速电机的中心线呈圆周阵列分布；且相邻两所述电堆单元之间、所述电堆单元与所述高速电机之间设有供电堆冷却空气穿过的第一散热腔。本发明能够有效提高燃料电池系统的比功率，能够应用于轻型飞机等航空领域。

本发明公开了一种纳米氢化镁储氢材料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：在惰性气体气氛下，将氯化镁和氢化锂混合，得到混合原料；将混合原料置于有机溶剂中，得到混合物；在一定压力的保护气氛下，对混合物进行球磨处理，得到混悬液，在保护气氛下，将混悬液进行离心、干燥，即得所述纳米氢化镁储氢材料；本发明制备方法制得的纳米氢化镁储氢材料颗粒尺寸可低至3nm，是目前通过球磨法制得的最小的纳米氢化镁颗粒，具有优良的储氢性能。该方法制得的纳米氢化镁具体表现为两段放氢，第一段放氢初始温度低至52℃，持续放氢至270℃出现第二段放氢，峰值温度为317℃。

本发明公开了一种交联多孔结构高温质子交换膜及其制备方法；该交换膜包含一个中间多孔层和交联双表面致密层。其制备方法包括制备多孔膜基材、交联双表面致密层的生成和酸掺杂后处理；以高分子主链包含氮杂环的聚合物(如聚苯并咪唑、聚芳哌啶、聚芳吡啶等)作为膜基材，以模板法或者水蒸气诱导相转化法等制备多孔结构；采用具有质子传导功能多元有机膦酸作为交联剂在多孔膜表面构筑致密双表皮层；随后进行酸掺杂后处理获得高温质子交换膜材料。本发明所制备的交联多孔结构高温质子交换膜同时具有高的高温质子传导能力和机械性能、优异的酸保留能力率和低的氢气渗透率，非常适合于高温质子交换膜燃料电池等电化学器件的应用要求。

本发明公开了一种单原子催化的氢化镁固态储氢材料，所述储氢材料由作为主体材料的氢化镁和催化剂复合而成，所述催化剂为金属单原子负载于载体材料上所形成的单原子催化剂。制备方法包括：步骤1，通过热熔融盐方法，制备单原子催化剂；步骤2，将单原子催化剂和氢化镁复合，即得到所述储氢材料。本发明将金属单原子负载于载体材料上形成单原子催化剂，然后与氢化镁复合，不仅可以降低储氢体系的“死重量”，还可以对MgH2的吸放氢性能产生较强的改善效果。

本申请提供了一种电解水制氢设备中的氧气再循环系统及其氧气再循环方法，通过设置气体分析仪，可以实时监测到氧气侧的气液分离器内的氧中氢浓度。同时，氧气侧的气液分离器、压缩机、储氧罐和调压阀依次连接，可以将储氧罐中的氧气再循环输入氧气侧的气液分离器中和/或输入电解水制氢设备的出氧端，这样即使电解水制氢设备在低输入功率工作时还可以降低氧气侧的气液分离器中的氧中氢浓度，拓展了电解水制氢设备负载范围，提高了安全性。采用该氧气在循环系统，电解水制氢设备可以安全工作在超低输入功率/电流密度下而不用停机，提高了可再生能源利用率的同时也可以有效的避免电解水制氢设备频繁启停，保证其性能的稳定运行。

本发明公开了一种超薄璧多孔的铂合金纳米管，用于质子交换膜燃料电池阴极催化剂，表达式为Pt‑M UHT(M＝Ni，Co等过渡金属元素)。该催化剂的超薄管壁(2‑3nm)以及自支撑网络状结构，使其在应用于燃料电池时产生高效传质，100％表面暴露率，以及合金化效应产生的高本征活性，因此具有超高的铂原子利用率与高质量活性。同时，这种超薄纳米管结构具有低表面曲率，低表面能，因此在燃料电池应用中取得了超高稳定性，首次实现美国能源部的质量活性目标以及双重耐久性目标(负载和启动‑停止循环)。

本发明公开了一种燃料电池用高稳定性的高温膜电极及其制备方法，所述高温膜电极包含高温聚合物电解质膜、气体扩散电极和膜‑电极界面层；其中在高温聚合物电解质膜与电极之间引入界面层，该界面层由具有纳米粒径的金属氧化物、非水溶性杂多酸盐、焦磷酸盐纳米碳材料等中的一种或者多种的混合物构成；该界面层可以有效减缓磷酸从高温聚合物电解质膜中迁移进催化层中的速率，提升电解质膜和膜电极的磷酸保留能力，进而改善高温膜电极的工作稳定性；同时界面层还可以改善磷酸在催化层中的分布，提升膜电极输出性能。本发明的高温聚合物电解质膜燃料电池膜电极性能优越、工作稳定好、制备方法简单，适用于工业规模化批量生产。

本发明公开了一种燃料电池驱动的发动机。本发明将燃料电池和传统发动机融合设计，将原燃料电池的控制系统融合进发动机控制系统之中，并舍弃了原燃料电池系统中的空气供应系统，将燃料电池电堆置于螺旋桨正后方，将螺旋桨产生的一部分气流引入燃料电池电堆中，实现阴极空气的供应及燃料电池电堆的冷却，极大地提高了发动机的结构效率及功重比。同时，本发明只有螺旋桨和驱动电机两个旋转部件，同其他多级多转子动力系统相比噪音更低；本发明为全电推进的动力装置，没有热机，因此整机工作温度低，红外隐身性好；本发明的排放产物为剩余燃料、氧气和水，没有传统动力装置的各种氮氧化物，因此零排放、无污染。

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池电堆，包括上端板、多片单电池、阴极集流板、阴极流场板和下端板；上端板、多片单电池、阴极集流板、阴极流场板和下端板由一端向另一端依次设置；单电池包括柔性集流板、商业膜电极和非金属流场板，非金属流场板穿插在柔性集流板内，商业膜电极设置在上层的柔性集流板与下层的柔性集流板之间。本发明提供了一种使用柔性电路板作为集流板非金属材料作为流场板的质子交换膜燃料电池电堆，柔性集流板起到电流传导作用，非金属材料的流场板用来实现燃料的流通，可以有效地减小电池的整体质量。