氢能专利库

本发明涉及电解水制氢用材料回收技术领域，具体为一种废弃电解水制氢设备关键材料回收机，支撑单元包括固定设置在支撑柱上的定位杆，定位杆上固定设置有伺服电机，支撑柱上固定设置有用于加工收纳关键材料的反应箱，反应箱的两侧固定设置有支撑板，设置在支撑柱上的防滑板实现对装置的本体进行支撑固定，此时再由工作人员启动装置的伺服电机，使得固定在伺服电机输出端上的搅拌轴能够搅拌混匀其内部的溶液，存放在储液罐内的催化剂溶液能够通过装置的出料管输送装置反应部位加快反应速率，提取关键材料，并且通过设置在防护壳外壁上的外壳和固定设置在外壳内的控制器，实现对装置整体运作状态的调控，保证装置稳定正常地运作。

本发明涉及氢能源供给系统技术领域，具体为一种用于无人重型卡车的AEM燃料电池供给装置，保护单元包括开设在所述保护壳内的固定槽，所述固定槽内滑动设置有储氢罐，且相邻的两块所述保护壳的连接处固定设置有定位杆，另一块所述定位杆上开设有与其对应的定位孔，设置在车架上的卡接板能够对外接的车斗进行连接固定，采用保护壳的抗振动结构设计，电堆采用“悬浮式固定”，通过弹性减震支架与车架连接，降低振动传递效率，在电池固定装置外围设置一层防护保温装置，可在启动前通过辅助电源加热冷却液，将电堆温度提升至合适的温度，再通入氢气保证了氢能重型卡车在寒冷的天气时也能够及时启动，保证了驾驶人员的安全。

本发明涉及氢能自行车技术领域，具体为一种便于更换AME燃料电池的氢能自行车，控制单元包括转动设置在所述车架一端上的控制轴，所述控制轴的一端上固定设置有控制阀，所述控制阀上固定设置有控制所述控制轴转动的龙头，所述控制轴的另一端上固定设置有支撑架，所述车架的另一端上固定设置有连接杆，且所述连接杆与所述支撑架上均转动设置有车轮，储氢装置可以采用低压金属氢化物储氢装置，以确保在恒定压力下安全输送氢气，将模块与车架的连接仅通过底座和固定板两个核心固定点而非传统的多个螺栓，模块放入车架预留槽位后，通过机械锁扣自动卡紧，无需额外工具，并且在安装位周围设计凹陷式把手区域。

本发明涉及小型制氢机技术领域，具体为一种用于家庭治疗的小型制氢机，加工单元包括固定设置在所述外壳内的蓄水罐，所述外壳内固定设置有支撑板，所述支撑板上固定设置有电解器，所述加工单元用于对水进行电解反应处理，启动装置，通过设置净化腔室上的水泵使其能够提供一个稳定的吸力，并且水源能够被净化腔室内的除杂管进行净化除杂，处理过后的水源再通过长管输送至装置的蓄水罐中进行存储，并且通过设置在蓄水罐外壁上的催化剂罐对蓄水罐内的溶液进行进一步的除杂加工，再通过软管一输送至装置电解器中进行电解反应，保证电解过程的高效进行，设置在电解器内的转板能够对其内部溶液含量进行实时的检测，保证装置运作时的安全性。

本发明涉及涉及阴离子交换膜技术领域，具体涉及一种梯度孔结构高耐碱阴离子交换膜，其特征在于，所述阴离子交换膜以溴化聚苯醚为基材，所述基材溶解于N‑甲基吡咯烷酮中形成铸膜液，所述铸膜液经季铵化反应得到季铵化溴化聚苯醚铸膜液；所述阴离子交换膜采用梯度致孔剂体系形成梯度孔结构，所述梯度致孔剂体系包含不同粒径的聚乙二醇，所述聚乙二醇选自聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇8000中的至少两种；所述膜的总厚度为120微米至160微米，孔隙率为35％至42％。本发明通过调控致孔剂的粒径、添加量及浇筑工艺，构建“下层大孔‑中层中孔‑上层小孔”的连续梯度孔道结构。该结构可形成“快速传质通道+离子选择性屏障”的协同作用。

本发明涉及涉及阴离子交换膜技术领域，具体涉及一种杂化交联结构高离子传导阴离子交换膜及其在碱性电解水制氢中的应用，将PEEK溶于98％浓硫酸，在50℃条件下搅拌1小时至完全溶解，加入1,4‑二溴丁烷，其中PEEK与1,4‑二溴丁烷的摩尔比为1:1.2‑1.5，升温至60℃反应8小时；反应结束后，将反应体系倒入去离子水中沉淀，过滤得到淡黄色固体，用去离子水反复洗涤至滤液呈中性，在60℃真空干燥12小时，制得季铵化度为1.2‑1.5mmol/g的QPEEK。氨基功能化纳米二氧化硅可与基体季铵基团形成氢键作用，改善有机‑无机界面相容性，减少界面电阻，优化离子传输路径，显著提升膜的离子传导效率，满足碱性电解水制氢对离子快速迁移的核心需求。

本发明涉及阴离子交换膜技术领域，具体涉及一种用于碱性电解水制氢的双离子通道协同强化传导阴离子交换膜及其制备方法，由季铵化聚醚醚酮与羧基化聚醚砜共混交联制成，所述季铵化聚醚醚酮提供阴离子通道，所述羧基化聚醚砜提供阳离子通道，形成双离子协同传导结构；所述阴离子交换膜的制备过程包括季铵化聚醚醚酮合成、羧基化聚醚砜合成、铸膜液制备、流延干燥、交联处理及碱液离子交换步骤。通过构建双离子通道结构，实现阴离子与阳离子的协同传导，显著提升膜的总离子传导效率。两种聚合物组分形成连续交织的通道网络，避免了传统单离子通道膜传导路径孤立的缺陷。

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种层状过渡金属掺杂复合结构的碱性电解水制氢高效催化剂及其制备方法与应用，该催化剂为层状镍钴铁磷掺杂复合结构，化学式表示为Ni1‑x‑yCoxFeyPa(OH)2‑a/rGO(其中0.1≤x≤0.3，0.05≤y≤0.2，0.02≤a≤0.1，rGO质量占比5％‑15％)，其结构特征为：以层状Ni(OH)2为主体，Co2+、Fe3+取代部分Ni2+形成活性位点，P以PO43‑形式嵌入层间形成“支柱效应”，层状结构与rGO通过范德华力结合形成复合异质结。通过金属盐溶解、磷源与GO分散、pH调节后水热反应及后处理制得。该催化剂在碱性电解水反应中兼具优异的析氢和析氧双功能活性，在1mol/LKOH中，10mA/cm2电流密度下HER过电位≤75mV、OER过电位≤245mV，整体水分解电压≤1.55V，100h稳定性测试过电位增幅仅4.7％。

本发明涉及制氢技术领域，尤其涉及适应海洋环境的AEM制氢设备防腐参数强化系统。包括环境参数监测模块、设备状态感知模块、中央处理模块及防腐执行模块；所述环境参数监测模块配置为实时采集海洋环境中的盐雾浓度、大气湿度、海水飞溅频率及光照强度；所述设备状态感知模块配置为获取AEM制氢设备的极板温度、膜电极组件的工作电压、电解槽内部压力及金属连接件的表面电位；所述中央处理模块分别与环境参数监测模块、设备状态感知模块通信连接，用于根据环境参数与设备状态参数的耦合关系生成动态防腐参数调节指令，本发明能动态适配环境与设备状态耦合变化的防腐参数强化，提升设备在海洋环境下的抗腐蚀能力。

本发明涉及制氢技术领域，尤其涉及一种加氢站氢气加注过程中的压力动态控制系统；包括：多参数采集单元、预测控制单元、自适应调节单元及执行单元；所述多参数采集单元采集氢气加注管路的实时压力、流量、介质温度、环境温湿度及加注枪与车载储氢瓶的连接状态参数；所述预测控制单元基于所述多参数采集单元输出的历史数据与实时数据，构建压力变化预测模型；所述自适应调节单元根据储氢瓶类型及加注阶段，动态调整压力调节参数，所述执行单元根据所述自适应调节单元输出的控制信号，调节加注管路中的比例阀开度；本发明能够解决现有系统因缺乏前瞻性预判与协同调节机制导致的压力控制精度不足、适应性差及安全与效率难以兼顾的问题。

本发明涉及制氢技术领域，尤其涉及一种氨裂解制氢的催化集成系统及转化方法。包括依次连接的原料预处理单元、梯度催化反应单元、产物分离单元及智能调控单元；所述原料预处理单元采用多级变压吸附结合微波脱水的方式对氨气原料进行纯化处理，其中变压吸附阶段的操作压力沿气流方向逐级升高，且每级吸附塔内填充的吸附剂粒径沿气流方向逐渐减小，微波脱水阶段的微波频率随原料含水量动态调节；所述梯度催化反应单元包含至少三个串联的催化反应腔，各催化反应腔的催化剂活性组分负载量沿气流方向呈递增分布；本发明能够实现各单元深度协同、提升系统整体性能的氨裂解制氢效率。

本发明属于绿色氢能技术领域，具体涉及一种基于液态镓基底调控的镓基高熵氧化物膜电极及其制备方法，用于阴离子交换膜电解水制氢系统。该膜电极通过电沉积在预处理碳纸上形成直径25±5 μm的液态镓微滴，吸附多元过渡金属离子，结合梯度热处理工艺原位合成核壳结构Ga2O3@HEO阳极催化剂；创新性引入Gd3+/Na+掺杂策略调控电子结构，降低氧空位形成能至0.9 eV。工业级500 mA/cm2电流密度下析氧过电位低至398 mV，中性环境过电位452 mV，1500小时衰减20,000小时。该技术兼容电解槽、燃料电池及金属‑空气电池，解决高熵材料低温合成中的元素偏析与团聚难题，为绿氢规模化生产提供高性能、低成本解决方案。

本发明涉及电解水制氢技术领域，具体涉及一种基于季铵化三氟苯乙酮共聚无孔膜与钴锰氧空位催化剂的复合体系，包括季铵化三氟苯乙酮共聚无孔膜与钴锰氧空位催化剂，所述催化剂通过氢键作用负载于膜表面，负载量1.0‑1.5mg/cm2；所述无孔膜的重复单元结构为‑[C6H3(CF3)‑CO‑C6H4‑CH2‑N+(CH3)3·OH‑]‑n，其中n＝500‑1000，季铵基团含量1.2‑1.8mmol/g；所述催化剂为尖晶石型CoxMnγO4‑δ，x:y＝1:1‑3:1，氧空位浓度δ＝0.1‑0.3。以三氟苯乙酮与4‑乙烯基苄氯共聚为基础，通过季铵化反应引入高密度季铵基团(1.2‑1.8mmol/g)，兼顾高离子传导率(85mS/cm)与低溶胀率(<5％)，解决传统膜电解液渗透与耐碱降解问题。

本发明涉及电堆装配管理技术领域，且公开了一种用于电解水制氢的AEM电堆装配评估系统，包括多维监测模块和智能管理模块。该系统通过多维监测模块获取所有单体电池的管理数据、测试数据和AEM电堆的运行数据，并分类组成数据集，智能管理模块分析AEM电堆的装配误差，生成安装数据组，提高装配精度与一致性，分析每个单体电池的测试结果，生成异常指数，精准定位故障，分析AEM电堆的电解效率，生成能效指数，优化能效与稳定性，提升制氢效率，多维监测精准度高，智能管理模块设置有固定阈值，输出对应的预警信号和装配建议，实现“监测‑分析‑预警‑优化”的闭环管理，适配不同规格AEM电堆的装配需求，智能管理稳定性强。

本发明公开了一种高孔隙有机盐框架限域纳米金属储氢材料及其制备方法，属于新能源材料领域。所述材料以羧酸类有机盐框架（POS‑1）为载体，其比表面积1520m2/g，孔径分布1.8‑2.5nm，通过梯度负载与原位还原技术将纳米Mg/Ni颗粒（平均粒径3.2±0.5nm）限域于孔隙中，并采用原子层沉积（ALD）修饰Pd纳米催化剂（负载量0.48wt%）。该材料在室温下可逆储氢容量达5.8wt%，放氢温度低于80℃，循环100次后容量保持率≥92%。制备方法包括有机盐框架合成、金属前驱体梯度负载、低温还原（250℃）及氢化活化等步骤，工艺简单可控，适用于车载储氢系统等场景。

本发明公开了一种电解水制氢阴离子交换膜电解槽，包括槽体、设置在槽体内的耐碱腐蚀阳极电极、耐碱腐蚀阴极电极、阴离子交换膜和驱动机构，驱动机构包括双轴电机、摆动组件和往复运动组件，其中摆动组件实现耐碱腐蚀阳极电极的摆动，往复运动组件实现耐碱腐蚀阴极电极的往复运动。本申请中，双轴电机驱动摆动组件和往复运动组件同时运行，使得耐碱腐蚀阳极电极发生摆动，耐碱腐蚀阴极电极发生往复性运动，使得电极附近的电解液产生流动和扰动，这种动态变化打破了电极表面附近电解液的浓度边界层，加速了电解液中离子向电极表面的迁移以及反应产物从电极表面的扩散，从而提高了传质速率，使得电解反应能够更高效地进行。

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种氮掺杂碳包覆钴钼合金碱性电解催化剂，所述催化剂以钴钼合金纳米颗粒为核，氮掺杂碳层为壳；所述钴钼合金纳米颗粒中钴与钼的原子比为1:1‑5:1，氮掺杂碳层中氮的质量分数为2％‑8％；所述钴钼合金纳米颗粒的粒径为5‑20nm，氮掺杂碳层的厚度为2‑5nm，所述催化剂在1mol/LKOH溶液中、10mA/cm2的电流密度下，析氢过电位不超过150mV，氮掺杂碳层形成的包覆结构，有效地保护了内部的钴钼合金纳米颗粒，防止其在碱性电解液中发生腐蚀和团聚，从而提高了催化剂的稳定性。经过1000次循环伏安测试后，该催化剂的析氢活性基本保持不变。

本发明涉及电解水制氢技术领域，且公开了一种具备高波动响应特性的AEM单堆电解水制氢系统及其方法，包括数据采集模块和评估管理模块。该系统通过多维采集模块获取所有时间点的供水数据、供电数据和电解数据，并分类组成数据集，智能控制模块实时分析AEM电解水制氢设备的运行状态，生成监测数据组，有效避免电解槽过热或冷却不足的问题，快速判断电极反应速率与离子传输能力的匹配程度，再分析制氢的预估产量和能量转换效率，生成能效指数，精准平衡产量与能耗，多维监测响应速度快，智能控制模块判断AEM单堆电解水制氢过程中的空化状态、热平衡状态、电极反应速率、能量转换效率的波动性，并输出对应的管理建议，动态管理能量转换更稳定。

本发明提供了一种基于自适应控制的电制氢系统温度优化控制方法，涉及电制氢系统温度控制技术领域。包括：获取当前时刻电解槽的电流信号、电网提供的未来时刻的电流指令信号、历史电流数据和环境数据并利用预测算法进行电流信号预测，得到未来时刻的电流信号；根据未来时刻的电流信号确定电解槽对应的温度状态集，其中温度状态集包括：电解槽的槽前温、电解槽的槽后温和电制氢系统中的冷却水回水温度；根据温度状态集中各个温度构建对应的开度预测模型以确定冷水阀调控子信号集；根据调控子信号集确定最终的调控信号；根据调控信号确定冷水阀开度以对电制氢系统温度进行优化控制。本发明解决了现有技术温度控制准确率低下的问题。