氢能专利库

本发明公开了一种光伏直接驱动电解水制氢耦合有机小分子氧化的装置和方法，装置包括连续流动电化学反应系统、监测系统、控制系统、与连续流动电化学反应器进料口连通的原料供应系统以及与连续流动电化学反应器电连接的光伏发电系统。本发明利用太阳能发电直接驱动连续流动电化学反应器运行，监测系统实时数据，根据监测数据和设定参数动态调节供料速度，使得连续流动电化学反应器连续稳定的氧化有机小分子并联产氢气；根据光伏板发电量波动，动态调节供料系统按需供给，从而实现氧化反应转化率和产物得率的稳定。本发明为可再生能源驱动的电解水制氢和化学品绿色合成提供了新的解决方案。

本发明涉及一种燃料电池发电系统装置及多目标闭环控制方法，燃料电池发电系统装置包括：电堆及电堆子系统、氢气子系统、空气子系统以及水热循环子系统，各子系统间通过转接管路及线束物理集成。控制方法包括：通过子系统算法及数据汇总建立基础数据模型，模拟实际场景进行工况及负载条件匹配，形成基于闭环多目标标定的系统控制策略和算法。本发明提供的一种燃料电池发电系统装置及多目标闭环控制方法通过多点位闭环控制，在识别到特定工况时，能同步调节执行元件以实现精准温升控制及全功率响应，有效解决了燃料电池各子系统间的协同控制难题，提升了发电装置在复杂环境下的运行稳定性与能量管理效率。

本发明属于催化剂技术领域，具体公开一种加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用。该催化剂含有硅锆复合氧化物载体和负载在载体上的CuCo合金；所述硅锆复合氧化物中硅与锆的摩尔比例为1‑5∶1。该制备方法包括以下步骤：1)采用溶胶凝胶法制备含有铜、钴、硅、锆的前驱体；2)焙烧前驱体，得到硅锆复合氧化物为载体的铜氧化物、钴氧化物；3)将步骤2)得到的材料进行还原处理，得到所述催化剂。本发明的催化剂在多种醛酮缩合物的加氢脱氧反应中均具有较高的活性和烷烃选择性，可用于醛酮缩合混合物的加氢脱氧反应，生产航空燃料。

本发明提供一种超声强化碳酸盐加氢制合成气的方法，包括以下步骤：步骤1：超声预处理：将碳酸盐置于超声场中进行预处理，通过超声作用弱化碳酸盐中金属‑氧极性键的结合强度；步骤2：加氢耦合热解：将经超声预处理的碳酸盐置于反应装置中，收集固相碳酸盐；将所述固相碳酸盐置于反应装置中，通入还原气作为反应气，在常压条件下进行耦合热解反应，使碳酸盐分解产生的二氧化碳被还原气原位还原，制备得到以一氧化碳为主要含碳组分的合成气。所述方法无需使用催化剂，解决传统工艺能耗偏高的问题，通过超声强化的定向催化作用，提升反应的选择性。

本发明提供了一种储氢复合材料及其制备方法，该制备方法采用液相还原法一步构建储氢材料，避免了传统机械球磨法等方法可能带来的组分偏析、颗粒粗化方面的问题。由该方法制备得到的储氢复合材料中，利用铁元素的催化活性，极大地加速了储氢材料中的氢分子的解离和重组，优化了储氢过程的动力学性能，缩短了储氢材料吸氢和放氢过程的时间；利用铌元素的电子调变作用，使储氢复合材料的脱氢初始温度大幅降低，有效提高了材料的热力学性能。在铌元素和铁元素双活性中心对于镁基底的协同作用下，实现了储氢复合材料在热力学性能、动力学性能以及循环稳定性方面的进一步提升，该储氢复合材料展现出极佳的应用前景和潜在的商业化价值。

本发明公开了一种具有三维纳米纤维骨架的超薄凝胶复合质子交换膜的制备方法。该质子交换膜以静电纺丝技术制备的PTFE基三维纳米纤维骨架作为机械支撑体，通过真空浸渍将SPEEK基半交联凝胶复合于骨架孔隙中，形成稳固的“骨架‑凝胶”互穿网络结构。所述制备方法关键在于：通过低固含量、高取向静电纺丝与轻度烧结技术，获得高孔隙率、厚度仅3‑10 μm的超薄高强纳米纤维骨架膜；进而通过配制SPEEK凝胶前驱体溶液，经真空浸渍、可控刮膜、水化膨胀及后处理，在骨架内形成2‑8 μm厚的连续质子传导凝胶相，最终得到总厚度为5‑15 μm的复合膜。该复合膜兼具超薄结构、高机械强度、低溶胀率、优异界面稳定性及高质子电导率，特别适用于高温质子交换膜燃料电池。

本发明提供了一种基于Fe3O4@NiO的氢化镁储氢材料及其制备方法和应用，该储氢材料由Fe3O4@NiO和氢化镁复合得到；其中，Fe3O4@NiO具有以NiO壳层包裹Fe3O4内核的核壳结构。上述氢化镁储氢材料中，在Fe3O4的双价态特性、Fe3O4与MgH2之间的作用、NiO与MgH2之间的相互作用以及Fe3O4@NiO的核壳结构中Fe和Ni之间多重协同作用下，通过电子转移、活性位点增加和协同催化等机制，共同构建了一种具有优异储氢能力的基于Fe3O4@NiO的氢化镁储氢材料，显著改善了氢化镁的储氢性能，降低了储氢的启动温度，提高了放氢量，优化了吸放氢动力学，为氢能源的存储提供了技术支持。

本发明公开了一种模板法制备质子交换膜燃料电池膜电极的方法，包括如下步骤：1)选取纳米材料作为模板剂；2)将模板剂固定在质子交换膜上，得到质子交换膜A；3)将催化剂、溶剂、离聚物混合均匀，形成催化剂墨水；4)将催化剂墨水喷涂在质子交换膜A上并干燥，得到质子交换膜B；5)将质子交换膜B置于刻蚀溶液中，得到质子交换膜C；6)将质子交换膜C与气体扩散层紧密贴合，之后经过热压机在高温高压下热压，最终得到质子交换膜燃料电池膜电极。该制备方法制得的膜电极可以在催化剂层中构建有序孔道结构，从而提高氧气及水在催化剂层中的传质速率，提升质子交换膜燃料电池的性能。

本发明公开了一种协同强化传质与反应的液相加氢装置、系统装置及其方法，液相加氢装置包括微气泡发生器和加氢反应器；所述微气泡发生器包括液体入口、气体入口和气泡出口；所述液体入口设置有液体流量计，所述气体入口设置有气体流量计；所述微气泡发生器气泡出口与加氢反应器入口端直接通过法兰连接；所述加氢反应器的内部结构由下到上依次为加氢反应器入口端、第一段床层、床层间换热器、第二段床层和加氢反应器出口端；分别设有测温装置、测压装置以及在线监测装置；该装置由传质与反应协同强化控制系统进行系统调控，能协同强化液相加氢过程中的传质和反应并使之匹配，进而实现宏观反应速率最大化。

本发明提供了一种用于电解水制氢气的高熵合金催化剂的制备方法，其特征在于，首先，将铈盐、锰盐、铁盐、钴盐、镍盐、锌盐、铜盐、钼酸盐中的五种、六种、七种或八种溶于水中，调节溶液的pH值，得到稳定的电镀液；然后，以泡沫镍为阴极，铂片或碳片为阳极，采用恒电流脉冲或恒电位脉冲技术，电镀得到高熵合金；最后，采用循环伏安法技术对制备得到的高熵合金进行电化学活化，得到高熵合金催化剂。该催化剂能够实现碱性条件下电解水高效产生氢气。

本发明提供一种用于海水电解制氢的高稳定性复合隔膜及其制备方法，所述复合隔膜包括依次相连的增强层、多孔层及表面强化层；本发明通过采用增强层、多孔层及表面强化层这种结构设计及制备，得到具有高稳定性的海水电解用隔膜，而且该隔膜具有较低的面电阻和较高的强度；通过在表面强化层中添加有金属氧化物，在隔膜形成一层保护膜，有效减少海水对隔膜的腐蚀作用，并且由于金属氧化物的导电性，能够降低隔膜的电阻，提高电解效率；另一方面，通过控制表面强化层中微孔结构的大小，在不影响隔膜离子传导性能的情况下，有效将沉淀物阻隔在隔膜外，提高隔膜耐堵塞性，使隔膜实现在海水电解过程中的长期稳定工作。

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种负载型金属氧化物催化剂及其制备方法和应用和氨分解制氢的方法，所述负载型金属氧化物催化剂包括载体和活性组分，所述活性组分包括贵金属和过渡非贵金属，所述活性组分的平均粒径为1‑2nm，所述载体选自碱土金属氧化物、镧系金属氧化物中的至少一种。本发明的催化剂特别适用于氨分解制氢反应中，具有反应活性好，能降低反应温度等优势。

一种用于蒽醌加氢的限域流化连续反应器，属于反应器设计技术领域。主要结构包括进料区(1)和反应区(2)；进料区(1)起到气体和液体预分散的作用，反应区(2)由通过螺纹连接的多个束缚体构成，束缚体间装有筛网，反应物和产物可穿过筛网，但催化剂无法穿过，仅能在某个束缚体内限域流化。该反应器可降低催化剂达到最佳流化状态所需的气相和液相流速，从而减轻催化剂的磨损程度，减少细粉生成量；此外，催化剂在整个氢化塔内的空间分布更均匀，不存在明显的密相区和稀相区，从而提高了催化剂利用率。

本发明涉及催化剂技术领域，公开了一种催化剂及其制备方法与蒽醌加氢制备过氧化氢的方法。所述催化剂包括改性载体和负载于所述改性载体上的活性组分；所述改性载体包括无机耐热氧化物和改性组分，其特征在于，所述改性组分包括稀土金属，且所述催化剂中稀土金属的原子分散度不低于92％。本发明提供的催化剂中稀土金属高度分散，使得该催化剂具有优异的催化性能；本发明提供的制备催化剂的方法能够使稀土金属在载体上高度分散且时间短，避免焙烧过程中发生团聚现象，使得该催化剂具有优异的催化性能，加氢效率、过氧化氢选择性和生产能力较高。

本发明公开一种IV型储氢瓶塑料内胆吹塑成型工艺及装备，装备包括以下零部件：液压缸、储料缸、加热圈、料斗、上部平台、熔铁、悬挂平台、机箱、控制台、成型模具a、定模板、机械爪手、直线导轨、固定爪台、吹气管、成型模具b、动模板、夹持装置、剪切刀、齿轮机构、肘杆机构、可调节口模机构、机械臂和出料管。挤出过程中，通过操作台控制可调节口模机构开度大小，调节口模开度先减小本发明后增大再减小，保证口模起始开度和终止开度一致，保证物料顺利穿过上下开口的嵌件，补偿重力对落料量的影响使物料和瓶口嵌件配合，在口模机构驱动方式上，提出肘杆机构驱动口模开度调节或齿轮齿条机构驱动口模开度调节，可以提高控制精度并提高适用范围。

本发明涉及催化剂技术领域，公开了一种用于电解水制氢的催化剂及其制备方法和应用。该催化剂中含有活性金属元素Pt和载体WO3纳米棒；活性金属元素Pt以纳米颗粒的形式分散于载体WO3纳米棒上；以催化剂的总质量为基准，Pt的含量为1‑10wt％；催化剂中Pt纳米颗粒的平均直径为1‑5nm，催化剂的氧空位含量为12‑20％。本发明提供的催化剂能够提供连续的质子传递和电子传递通道，极大程度地降低了膜电极阴极催化层中铂载量，在较低的铂载量下，显著提升质子交换膜电解水阴极反应的活性，提高质子交换膜水电解槽的综合效率，提升电解水器件效率；且本发明提供的制备催化剂的方法操作简单、环境友好、易于控制及规模化。

本发明公开了一种加氢反应方法，包括如下步骤：步骤1，将原料油与催化剂混合，然后输送至第一超重力微气泡发生器中；步骤2，将氢气分别输送至所述第一超重力微气泡发生器和第一反应器中，输送至所述第一超重力微气泡发生器中的氢气被破碎成微米级气泡，输送至所述第一反应器中的氢气经气体分布器被分散成毫米级气泡；步骤3，第一超重力微气泡发生器中的原料油、催化剂和氢气输送至所述第一反应器进行加氢反应。本发明将超重力微气泡发生器与气体分布器相结合，一方面通过大气泡强化了气液相间湍动，使催化剂沿反应器轴向分布更加均匀，另一方面微米级气泡的长停留时间和大比表面积强化了气液传质过程，可以减少氢气用量。

本发明涉及一种木质素催化加氢解聚制备单环和多环芳烃的方法。该方法包括将木质素和含Mo、Pd、Ru、Pt、CuZnAl、Raney Ni为活性组分的催化剂加入高压反应釜中，再加入高压氢气，在无溶剂、搅拌条件下，加热到给定温度进行木质素催化加氢解聚反应，反应结束后，对反应釜中产物进行分离得到单环芳烃和多环芳烃。本方法以可再生的木质素为原料，具有可持续性；所选用的催化剂催化效果好，木质素转化率达100％、油产率达62wt％，油中单环芳烃和多环芳烃总产率可达57wt％。与其它木质素转化方法相比，本方法不仅可以产生单环芳烃，还产生了大量多环芳烃。

本发明提供了一种储氢材料及其制备方法，储氢材料包括MgH2和纤维状VNbO5，纤维状VNbO5的长径比为5.0×104～1.15×105。本发明的储氢材料中，MgH2和纤维状的双金属氧化物VNbO5相互协同，不仅有效改善了MgH2的放氢动力学，降低了氢化镁的放氢温度，提升了MgH2的放氢速率，还使MgH2的吸氢动力学得到了有效改善，提升了MgH2的吸氢速率，而且纤维状VNbO5能够和MgH2形成了良好的接触，有效提升了储氢材料的催化效果和循环稳定性。

本发明公开了一种吸脱附回收高温烟气中的二氧化碳及其一步法加氢资源化利用的系统装置，包括余热回收单元、预处理单元、二氧化碳回收单元、加氢反应单元和分离提纯单元；所述余热回收单元包括第一换热器、精馏再沸器、第二换热器；所述预处理单元包括脱硝反应器、除尘器、超重力脱硫设备等；所述二氧化碳回收单元包括二氧化碳吸附床及再生装置；所述加氢反应单元包括气体混合器、第三换热器和加氢反应器；所述分离提纯单元包括第四换热器、气液分离器、进料泵、第五换热器和精馏分离装置。本发明通过二氧化碳吸附和热氢气气提脱附，实现了烟气二氧化碳有效回收，具有装置简单、能效高的优点；由于耦合了高温烟气余热回收和二氧化碳资源化利用过程，实现系统内的热量集成，节能降耗。