氢能专利库

本发明公开了一种低成本高容量钛锰基储氢合金。该合金的化学组成为Tia(M1)bMnc(V4Fe)dCre(M2)f，其中0.9＜a≤1.0，0＜b≤0.1，0.9＜(a+b)≤1.1，1.0＜c≤1.5，0.3＜d≤0.5，0＜e≤0.1，0＜f≤0.5，1.8＜(c+d+e+f)≤2.1；M1为Zr、Nb、Mo中的任意一种或者几种的组合；M2为Cu、Ni、Co中的任意一种或者几种的组合。该储氢合金可以用真空中频感应炉熔炼，熔炼后的合金能够直接吸氢，活化性能良好，同时合金有效储氢量高，合金吸放氢坪台平坦，坪台斜率和滞后小，且成本低廉。本发明的储氢合金特别适合大规模制备并具有实用价值，在燃料电池氢源、氢气的大规模存储和运输等方面有广泛的应用前景。

本发明公开了一种具有保湿功能的燃料电池催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将纳米无机氧化物分散于水中，加入表面活性剂，调节溶液pH值为1‑6，搅拌均匀后，加入过渡金属盐，搅拌均匀后，加入还原剂硼氢化钠或水合肼反应得到负载过渡金属的无机氧化物；(2)将负载过渡金属的无机氧化物分散于水或乙醇中，加入含氮有机物，搅拌混合均匀后，转入高压釜中，于100‑200℃加热1‑72小时；取出干燥后，在惰性气氛下，加热至500‑1100℃，加热0.5‑3小时后，冷却得产物；(3)将步骤(2)的产物分散于水或无水乙醇中，加入贵金属酸或盐，搅拌反应0.5‑5小时后，产物经清洗，干燥得最后产物。

本发明公开了一种基于市电功率补偿的风电非并网制氢系统及其控制方法。系统包括风力发电机，风力发电机的风电输出端口经由风电稳压逆变器、谐振降压变换器与电解水制氢装置的输入端口连接，市电电网经由市电AC/DC逆变器、谐振半桥变换器与电解水制氢装置的输入端口连接，中央控制系统采集风电稳压逆变器、市电AC/DC逆变器的输出电压和输出电流，以及采集电解水制氢装置的功率数据，中央控制系统对谐振降压变换器进行MTTP控制以及对谐振半桥变换器进行PWM控制。本发明通过市电功率补偿方式平抑了风电波动，可确保电解水制氢装置可长期稳定运行在低功率高效率区，运行、维护成本低，使用寿命长。

本发明公开了一种储氢合金提纯装置及方法。该装置包括气体循环系统、样品罐、温度控制系统和真空系统，其中气体循环系统包括惰性气体源和高纯氢气源，惰性气体源和高纯氢气源分别通过减压器和球阀连接至样品罐，样品罐外部设有温度控制系统，样品罐连接真空系统。采用该装置提纯储氢合金的方法包括：(1)将储氢合金置于样品罐中；(2)在抽真空状态下活化；(3)将样品罐升温至300‑800℃，通氢气并在0.1‑0.5MPa氢压下保持1‑3h，再将样品罐抽真空至优于5×10‑3Pa；(4)按步骤(3)循环操作3～5次；(5)将样品降至室温后取出。本发明利用氢在高温下及储氢合金催化作用下的高活性的特性能够有效去除合金中的间隙杂质，是一种高效的储氢合金提纯手段。

本发明公开了一种Y‑Fe基稀土储氢材料及其制备方法。该储氢材料的成分组成为Y1‑xMxFe3‑yNy，其中0≤x≤0.5，0≤y≤1.5，M为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Zr、Ti、Mg中的一种或两种以上，N为Ni、Co、Al、Mn、Ca中的一种或两种以上。其制备方法包括以下步骤：(1)备料：按照化学组成成分分别称量纯金属或其合金，将上述原材料洁净处理后，进行烘烤除气；(2)熔炼：采用真空中频感应熔炼炉或真空电弧炉熔炼；(3)浇注：采用水冷模浇注或真空吸铸的方法，快速凝固得到铸锭；(4)铸锭在氩气气氛保护下破碎，筛选得到小于30～400目的颗粒粉末。本发明的储氢材料活化温度低，吸氢速率快，适用于能量存储、氢气净化等多个领域。较La‑Ni系储氢材料，Fe的价格波动比Ni小，材料成本更低。

本发明公开了一种钇‑镁‑钙‑镍系ABn型储氢合金及其制备方法。该储氢合金的化学式为YaMgbCacNixAlyTz，其中a、b、c、x、y、z分别表示元素之间的原子数比，T表示从Mn、Fe、Co、Zn、Sn、V、Cr、Mo、In、Cu、Si、P、Nb和B中选择的至少一种元素；其中，0＜a＜1，0＜b＜1，0＜c＜1，a+b+c＝1；0＜x≤3.8，0≤y＜3.8，0≤z＜3.8，3≤x+y+z≤3.8。本发明的储氢合金采用感应熔炼法制备。本发明的储氢合金具有较低的成本、较高的电化学放电容量、良好的活化性能和循环稳定性能，在镍氢电池负极材料中具有广阔的应用前景。

本发明公开了一种含有钇元素的镧-镁-镍系AB3型储氢合金及其制备工艺。该储氢合金的化学式为LaaYbMgcCadNi9，a、b、c、d分别表示元素之间的原子数比，0＜a≤0.65，0＜b≤0.65，0＜c，0＜d，2.5≤a+b+c+d≤3.5。该储氢合金的制备工艺为：按照化学式配比称取原料，先将除Mg、Ca元素之外的难挥发金属放入铜坩埚中，抽真空→充入氦气至0.1MPa→抽真空→充入氦气至0.1MPa，如此反复操作洗气3次；打开电源，烘料1min，然后将氦气压力固定为0.1MPa，升温熔炼，待所有金属熔融完全后冷却至20℃；将易挥发的Mg、Ca金属放入坩埚，洗气3次，烘料1min，在0.1MPa氦气压力下熔炼。本发明的储氢合金具有较低的成本、较高的吸放氢容量、良好的活化性能和循环稳定性能，以及可以调控的吸放氢平台压。

本发明公开了一种V-Fe系固溶体型储氢合金及其制备方法。该储氢合金的化学式为(VuFev)100-x-yTixMy-Rez，其中x、y、z分别表示Ti、M、Re的原子数，x＝5-30，y＝0-10，z＝1-3，u、v分别为V、Fe在V-Fe中间合金中的原子数百分比，u+v＝1，u/v＝5-6；M为Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、W、Ta、Nb和Al中的一种或两种以上的组合，Re代表稀土元素。其制备方法是：按照储氢合金中合金元素之间的化学计量比配料；采用真空非自耗电弧炉或真空感应炉在氩气保护下熔炼；铸态合金在惰性气体保护下于退火处理。本发明大幅降低了钒基储氢合金成本，有效改善了合金的吸放氢动力学、循环寿命，从而提高了材料的综合储氢性能。

本发明属于燃料电池技术及电化学领域，尤其涉及一种用于通信基站的制氢‑储氢燃料电池备用电源系统。为解决当前燃料电池没有专门针对通信基站使用的制储燃一体化设计，并且氢气利用率无法达到最优的问题。本发明提出一种用于通信基站的制氢‑储氢燃料电池备用电源系统。所述系统包括电解水制氢单元、合金储氢单元、燃料电池单元、控制单元和输出单元。在市电稳定时，通过市电驱动电解水制氢系统制备氢气储存在合金储氢罐中，当市电掉电时，将氢气作为燃料提供给燃料电池发电系统。这种制储燃一体化备用电源系统可满足掉电时通讯基站电力供应需求，能够长期待机或频繁启动，高效环保，符合通讯基站需要的备用电源模式，同时提高了能源利用效率。

本发明属于燃料电池技术及控制领域，尤其涉及一种控制和优化合金储氢燃料电池氢利用率的系统与方法。为解决合金储氢罐有效的氢气利用效率无法达到最优，浪费了大量氢气储量的问题。本发明提出一种控制和优化合金储氢燃料电池氢利用率的系统与方法。所述系统包括合金储氢单元、燃料电池单元d、温度分布计算单元m、中央控制系统i、功率采集器h、耗电负载单元g与DC/AC逆变器f。通过储氢合金的放氢PCT曲线及储氢合金粉末块体的热导率，计算出最佳放氢温度及保持温度所需热量，进而调整燃料电池散热系统供热为储氢合金罐加温，最大优化合金储氢罐有效放氢量，大幅提高氢气利用效率。

本发明提供了一种钪锆氧化物复合体、电解质材料及固体氧化物燃料电池。该钪锆氧化物复合体包括氧化钪稳定氧化锆，氧化钪稳定氧化锆中氧化钪在钪锆氧化物复合体中的含量为3～15mol％，钪锆氧化物复合体的相结构含有立方相和菱方相。通过控制氧化钪的含量在一定范围内使氧化钪与氧化锆以合理的配比进行协同作用，进而使钪锆氧化物复合体含有立方相和菱方相。由于不同的相结构具有不同的晶胞参数，因而含有立方相和菱方相能提高烧结陶瓷的晶界自由能，有利于提高氧离子迁移率，增大电导率。同时，不同相结构相互协同或耦合，在空间位置中互相填充组合，形成稳定的空间架构，从而提高了钪锆氧化物复合体烧结后的高温热稳定性。

本发明公开了一种无镨钕长寿命镍氢电池负极用储氢材料，表示该储氢材料成分组成的化学式为RE1-x-y(SmmYn)xMgyNiaAlbRc，其中RE为La、或La和Ce的混合稀土，R为Mn、Fe、Zn、Sn、Si、Mo和B中的一种或几种；且满足0＜x≤0.8，0≤y≤0.2，1＜m/n＜10，3.3≤a+b+c≤3.8，0＜b≤0.25，0≤c≤0.2。本发明的储氢材料中具有P63/mmc或R空间群的(REMg)2Ni7型相的含量大于85％，其充放电500周荷电保持率大于70％，且具有良好的高低温性能，可用于镍氢二次电池负极。

本发明涉及一种储氢器氢气泄漏率测试集气装置及其方法。本发明属于氢气检测技术领域。储氢器氢气泄漏率测试用集气装置，采用双层不锈钢筒体制成具有中空夹层的装置筒体；筒体通过法兰形式与端盖密封，端盖中心位置开设导气孔，与外侧导气管相连，用于导入和导出测试气体，端盖内侧设有压力传感器和温度传感器，用于对集气装置内部的气体压力和温度进行监测；通过恒温液体在集气装置中空夹层中的循环流动实现装置内部环境的恒温。储氢器氢气泄漏率测试方法，其测试过程主要为：向装有储氢器的集气装置内充入一定压力的高纯惰性气体作为载气；采用气体分析仪器测试某时间段两端时间点上集气装置内惰性气体中的氢气浓度；根据两时间点的氢气浓度计算该时间段内的平均氢气泄漏率。

本发明属于氢能领域的储氢技术，特别涉及一种基于固体储氢与高压储氢的固态高压混合储氢罐。该固态高压混合储氢罐的主体为金属内胆，纤维缠绕增强层缠绕铺设在金属内胆的外表面；金属内胆内设置若干个紧密接触的且由多个支撑圈固定的金属方管，金属方管两端分别焊接支撑定位堵头，在支撑定位堵头上开设通孔并设置过滤片，金属方管内装填储氢材料；金属内胆的两端分别设置一个端塞，一侧端塞上安装氢气阀门，另一侧端塞上供多根换热管穿过；换热管的主体均匀的分布在由金属方管组成的阵列中。本发明的金属氢化物储氢装置结构简单，制造加工容易，其公称工作压力不小于35MPa，储氢量比相同规格的纯高压储氢罐提高50％以上。

本发明公开了属于储氢技术领域的一种金属氢化物储氢罐。所述金属氢化物储氢罐由罐体、储氢合金、支撑架、多孔金属导气隔离板、导气管、封头、过滤器、阀门组成。支撑架用于支撑多孔金属导气隔离板，支撑架和多孔金属导气隔离板将储氢合金分隔成若干层，同时多孔金属导气隔离板的中心孔直径与导气管的外径相同，保证各储氢合金层之间的氢气畅通。本发明的金属氢化物储氢罐结构简单，制造加工容易；设置的支撑架和多孔金属导气隔离板可有效防止储氢合金在反复的吸/放氢过程中因体积膨胀/收缩而聚集到储氢罐底部，避免了储氢罐因储氢合金的聚集和应力过大所导致的罐体变形和破裂，提高了储氢罐的使用安全性和使用寿命。

本发明属于氢能领域的储氢技术，特别涉及一种吸氢低应变的金属氢化物储氢罐。该储氢罐主要包括罐体、金属氢化物储氢合金床体和弹性缓冲层三部分，弹性缓冲层置于罐体和储氢合金床体之间。金属氢化物储氢合金床体内通有换热管，将金属氢化物储氢合金床体吸放氢过程中产生的热量导出；罐体出口处安装氢气阀门，同时罐体出口端焊接氢气过滤片。本发明的吸氢低应变金属氢化物储氢罐结构简单，易于实现，可有效缓解金属氢化物储氢合金床体吸氢膨胀对罐体的破坏性影响，提高储氢罐的使用安全性。

本发明公开了一种具有高倍率性能和长循环寿命的La-Mg-Ni型储氢材料，化学式为La1-a-b-c-dSmaYbAcMgaNixAlyRz，其中A为Gd、Pr、Nd中的一种或几种，R为包括Co、Mn、Fe、Zn、Sn、Si、Cu、V、Nb、Mo、P、B、Ta、Cr、Ga、In中的一种或几种，并满足a＞0，b＞0，0＜a+b≤0.5，0＜c≤0.2，0.05≤d≤0.3，3.2≤x+y+z≤3.8，0.05≤y≤0.3，0≤z≤1.0。本发明的储氢材料是一种以Ce2Ni7型相为主相的La-Mg-Ni型储氢材料，具有良好的高倍率性能和循环稳定性，且成本低，可有用于镍氢二次电池负极。

本发明公开了一种固态储氢系统振动试验装置和方法，试验装置包括振动试验台、附加台面和固态储氢系统，附加台面通过连接螺栓安装在振动试验台上，固态储氢系统安装在附加台面上，振动试验台的台面上安装有控制振动信号传感器，固态储氢系统的表面上安装有至少一个监测振动信号传感器。振动试验方法为：预先设定振动试验台的振动参数，振动参数为正弦波，扫频方式为对数扫描，每个循环包括六个阶段，每个循环时间设为30min，并设定总循环次数为12次；振动参数设定完成后，开启振动试验台电源，进行振动试验；同时记录振动控制信号和监测信号。本发明可模拟固态储氢系统在运输和应用过程中可能发生几乎所有振动环境，对振动信号的设定和控制准确便捷。

本发明公开了属于储氢技术领域的一种金属氢化物储氢装置。该装置由阀门、前盖、气路管、瓶口接头、卡套、密封垫圈、过滤片、外壳、风扇、纵向换热翅片管、储氢容器、储氢材料床体、多孔导气管组成。瓶口接头通过密封垫圈和卡套分别连接储氢瓶体与气路管；气路管通过过滤片和多孔导气管、阀门连接；外壳上安装有前盖和两个风扇，内部装有纵向换热翅片管和储氢瓶；储氢瓶体内有储氢材料床体和多孔导气管。本发明的金属氢化物储氢装置结构简单，制造加工容易；设置的纵向换热翅片管在提高储氢容器的换热效率的同时，也可保证储氢容器均匀换热，确保储氢容器内部的储氢材料床体放氢的均匀性，大幅提高放氢性能。

本发明涉及一种金属氮氢化物储氢罐及其制备方法。金属氮氢化物储氢罐由保温套，罐体、电加热棒、温度传感器、蜂窝煤状金属氮氢化物储氢材料/石墨圆柱块体、金属导热翅片、紧固螺栓、金属密封垫、上盖、过滤片和高温高压阀门组成；将金属氮氢化物储氢材料与石墨混合均匀后压制成蜂窝煤状圆柱块体再装入储氢罐内，储氢罐的电加热体设置在储氢罐内部。本发明具有制造工艺简单，结构紧凑，加热效率高等优点。