氢能专利库

本发明的名称是混合涡轮风扇发动机和固体氧化物燃料电池推进系统及相关方法。混合动力推进系统以一种适用于飞行器的实用方式利用液态天然气固体氧化物燃料电池，其避免使用重型蓄电池，提供适合飞行器使用的瞬态响应时间，和/或使用可操作地联接到固体氧化物燃料电池的压缩机和涡轮对简化反应物预处理系统。用于飞行器的这种混合动力推进系统可以包括液态天然气固体氧化物燃料电池、由固体氧化物燃料电池的电力驱动的电动机、可操作地联接到电动机的齿轮箱和配置用于为飞行器产生推力的涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机可配置为提供电力和轴动力，并可包括通过齿轮箱可操作地联接到电动机的管道风扇，管道风扇由来自齿轮箱的机械动力和电动机驱动。

本公开涉及混合涡轮轴和固体氧化物燃料电池推进系统及相关方法。混合推进系统以实际用于飞行器的方式利用液态天然气固体氧化物燃料电池，避免使用重型电池，提供适用于飞行器的瞬态响应时间，和/或简化使用可操作地联接至固体氧化物燃料电池的压缩机和涡轮机对的反应物预调节系统。用于飞行器的这种混合推进系统可包括液体天然气涡轮轴发动机、可操作地联接到涡轮轴发动机的涡轮发电机、液体天然气固体氧化物燃料电池和电动风扇。电动风扇可被配置以为飞行器产生推力并且可由涡轮发电机和/或固体氧化物燃料电池供电。可使用涡轮轴引气预调节燃料电池反应物，并且可通过来自固体氧化物燃料电池的燃料排放物预热液体天然气。

一种飞机，包括机身，连接至机身的机翼，连接至机翼的发动机，以及液体氢罐。发动机中的每个发动机包括短舱，短舱内的电动机，短舱内的燃料电池堆，短舱内接收流过短舱入口的空气的短舱热交换器。液体氢罐被配置为储存液体氢，其中液体氢罐沿着机身的外部且在机翼上方且在机身中的窗口下方延伸。

一种飞机热管理系统，包括高温回路和低温回路。高温回路配置为使用发动机舱热交换器来管理发动机舱中的燃料电池堆的温度。低温回路配置为使用液氢的热容量来冷却发动机舱中的多个热负荷。

本公开涉及加氢脱氧催化剂及其制备方法。具体而言，该加氢脱氧催化剂包含加氢活性组分和催化剂载体，加氢活性组分包括包含Pt、Pd、Rh、Ru、Ni、Co、Cu或它们的组合的一种或多种加氢活性金属，以及催化剂载体为包含Al、Nb、Si和O元素的固溶体复合氧化物，且催化剂载体由化学式(Nb2O5)x·(Al2O3)y·(SiO2)z表示，其中0.01≤x≤0.3、0.01≤y≤0.1且0.6≤z≤0.98。

在示例中，描述了用于提高固体氧化物燃料电池效率的系统和方法。该系统包括串联SOFC堆，通过该串联SOFC堆的燃料流动路径和通过该串联SOFC堆的空气流动路径。在该串联SOFC堆的两个相继SOFC堆之间的燃料流动路径中，来自两个相继SOFC堆的第一SOFC堆的燃料排物被输入到两个相继SOFC堆的第二SOFC堆中。在两个相继SOFC堆之间的空气流动路径中，来自第一SOFC堆的空气排气被输入到第二SOFC堆中。另外，在两个相继SOFC堆之间，(i)燃料流动路径包括被用于将燃料注入到燃料流动路径中的燃料入口，和/或(ii)空气流动路径包括被用于将空气注入到空气流动路径中的空气入口。

本申请涉及用于增强混合电力系统的燃料电池堆，该燃料电池堆包括：具有接触端子的第一导电端板和第二导电端板；多个燃料电池，其被配置成串联连接并堆叠在导电端板之间；具有至少一个接触端子的至少一个导电中间板，每个导电中间板都被配置成堆叠在相邻燃料电池之间。接触端子可以包括从燃料电池堆突出的导电接片。本申请还涉及混合电力系统，该混合电力系统包括：蓄电池、燃料电池堆、以及控制单元，该控制单元被配置成，当混合电力系统向负载馈电时，选择燃料电池堆的操作电压。操作电压根据燃料电池堆的接触端子处的电压的值而从导电中间板和导电端板的接触端子获取。

系统和方法提供用于热控制高温燃料电池。根据本文所述的实施方式，从压缩机或冲压空气源将非反应物冷却剂引入燃料电池。非反应物冷却剂吸收来自燃料电池内的电化学反应的废热。热冷却剂从燃料电池排出并被通入周围环境或被引导通过涡轮。通过涡轮从热冷却剂重获的能量可以被用于驱动压缩机或发电机以产生额外的电并增加燃料电池系统的效率。热冷却剂的一部分可以被再循环到进入燃料电池的非反应物冷却剂中，以阻止对燃料电池的热冲击。

本发明涉及针对利用燃料电池的水下交通工具的热回收和温度控制。在本文中所描述的实施方式为水下交通工具提供SOFC的热回收和温度控制。交通工具包括SOFC、围绕SOFC的隔热箱、冷却回路、以及斯特林发动机。冷却回路具有热交换器和冷却泵。热交换器将冷却回路热耦至水。斯特林发动机具有热耦接至所述隔热箱内部的第一端和热耦接至所述冷却回路的第二端。冷却泵基于泵控制信号改变斯特林发动机的第二端的散热速率。热管理控制器，监测所述SOFC的阴极出口的温度，并改变泵控制信号以将阴极出口的温度保持在温度范围内。

本发明涉及用于燃料电池劣化管理的系统和方法。用于操作燃料电池系统以控制燃料电池系统的劣化的量的系统和方法。燃料电池系统可操作为在两个或多个电源之间切换以向负载提供电力。切换被设计为最小化燃料电池系统的燃料电池的劣化。

本发明涉及电力生成的系统和方法。一种特定的方法包括使用燃料电池生成电力。该方法还包括通过将排气从燃料电池引导到热电发电机(TE)的热端并且将燃料电池进气引导到TE的冷端而使用TE生成额外的电力。该方法还包括通过从TE引导燃料电池进气穿过热交换器(HX)而预热所述燃料电池进气。

本发明涉及燃料电池电力和水产生系统。本发明的方法和系统利用燃料电池生成电力、水和热量。根据本文描述的实施例，燃料被提供给燃料电池以用于产生电力和燃料副产品。燃料副产品被引导到电力和水产生系统的副产品分离装置，在此水被从燃料副产品分离。剩余的混合物在系统的燃烧器装置中反应以产生可被转化为机械能和/或被用于系统内或系统外的其他程序的额外的热量。根据其他方面，被分离的水可被用在生物燃料制造子系统内用于生成由燃料电池使用的生物燃料。

系统和方法提供用于热控制高温燃料电池。根据本文所述的实施方式，从压缩机或冲压空气源将非反应物冷却剂引入燃料电池。非反应物冷却剂吸收来自燃料电池内的电化学反应的废热。热冷却剂从燃料电池排出并被通入周围环境或被引导通过涡轮。通过涡轮从热冷却剂重获的能量可以被用于驱动压缩机或发电机以产生额外的电并增加燃料电池系统的效率。热冷却剂的一部分可以被再循环到进入燃料电池的非反应物冷却剂中，以阻止对燃料电池的热冲击。