氢能专利库

一种钌基双功能燃料电池催化剂及其制备方法和应用。本发明属于电化学领域。本发明解决了现有技术中燃料电池里阴极和阳极催化剂不同和双功能催化剂稀缺的问题。本发明以葡萄糖为碳源，NH4Cl为N源，纳米MgO为模板，在惰性气氛下高温热解反应得到包裹MgO的多孔含氮碳纳米球，再通过酸洗去除MgO模板，得到多孔球壳状含氮碳纳米材料。本发明制备的钌基双功能燃料电池催化剂是将钌负载于含氮球壳状多孔纳米碳材料上，具有氢氧化和氧还原双功能，钌基双功能燃料电池催化剂作为阴、阳极催化剂组装成氢氧燃料电池后，它的实际放电性能约为铂基催化剂的70%，可有效替代铂催化剂，降低燃料电池成本，有利于工业化的普及和使用。

本发明公开了一种非均匀排列的氢燃料电池金属双极板，包括双极板本体，双极板本体上设有由若干阻流块形成的流场结构，流场结构由进气侧向排气侧依次分为引导区、减速扩散区和稳定扩散区，阻流块设置成由进气侧向排气侧间隔排列的若干行，每行的阻流块间隔排列，相邻行的阻流块交错排列，引导区内的阻流块为圆柱体；减速扩散区和稳定扩散区内的阻流块设有第一面和第二面，第一面朝向进气侧设置为凸曲面，第二面朝向排气侧设置为平面，减速扩散区内的阻流块由进气侧向排气侧逐渐缩小且每行内的阻流块的间隔由进气侧向排气侧递增；稳定扩散区内的阻流块均相同且小于减速扩散区内的阻流块。本发明有效延长气体滞留时间有助于排水，提高电池性能。

本发明公开了一种液氢储罐中氢燃料质量实时检测方法，在金属液氢储罐的圆柱段的壁面外位于所述金属液氢储罐的相对两侧以金属液氢储罐中轴线为对称轴对称贴附第一电组件贴片和第二电组件贴片，由第一电组件贴片与金属液氢储罐的壁面，金属液氢储罐的壁面与壁面间以及金属液氢储罐壁面与第二电组件贴片间构成三个串联电容，通过检测串联的总电容值，计算第二电组件贴片对应高度段的流体质量；移动第二电组件贴片计算各个分段的流体质量，再进行累加得到整体的流体质量。本发明还公开实时前述方法的液氢储罐中氢燃料质量实时检测装置。本发明采用非接触测量方法检测低温储罐内流体质量，适用范围广。

本发明公开了一种基于二阶振荡粒子群的双电耦合燃料电池电动汽车能效优化控制方法，根据汽车的运行情况实时优化燃料电池和锂电池放电功率的大小，燃料电池的放电功率Pfc和锂离子电池的放电功率为PL，然后以这两功率参数作为优化设计变量，采用二阶振荡粒子群算法优化两个参数功率大小，最终获得总效率最高的功率输出方案。本发明在二阶微粒群算法中引入了一个振荡环节，来改善传统粒子群算法的全局收敛性，使得双电耦合燃料电池动力系统能够充分发挥燃料电池和锂电池的优势，在保证车辆动力性的同时，获得最高的输出效率，不但为双电耦合燃料电池汽车的能效优化控制提供必要的技术支持，而且使得双电耦合燃料电池汽车的能效发挥到最优。

本发明公开了一种自适应遗传的双电耦合燃料电池汽车能效优化方法，为了解决现有双电耦合系统的控制方法没有将汽车的能效发挥到最优的问题。双电耦合燃料电池动力系统主要由氢燃料电池发电机组、锂离子电池组共同为车辆提供驱动电能。本发明根据汽车的运行情况实时优化燃料电池和锂电池放电功率的大小，燃料电池的放电功率Pfc和锂离子电池的放电功率为PL，然后以这两功率参数作为优化设计变量，采用自适应遗传算法优化两个参数功率大小，最终获得总效率最高的功率输出方案，为双电耦合燃料电池电动汽车的能效优化控制提供必要的技术支持。本发明适用于汽车设计制造领域。

本发明公开了一种基于自适应异步粒子群的双电耦合燃料电池电动汽车能效优化控制方法，根据汽车的运行情况实时优化燃料电池和锂电池放电功率的大小，燃料电池的放电功率Pfc和锂离子电池的放电功率为PL，然后以这两功率参数作为优化设计变量，采用自适应异步粒子群算法优化两个参数功率大小，最终获得总效率最高的功率输出方案。本发明能够获得最合适的权重系数和加速系数，保证算法在初期能够加强全局搜索能力，在算法后期又有利于收敛到全局最优解，使得双电耦合燃料电池动力系统能够充分发挥燃料电池和锂电池的优势，不但为双电耦合燃料电池汽车的能效优化控制提供必要的技术支持，而且使得双电耦合燃料电池汽车的能效发挥到最优。

本发明公开了一种顺序遗传算法的双电耦合燃料电池汽车能效优化方法，双电耦合燃料电池动力系统主要由氢燃料电池发电机组、锂离子电池组共同为车辆提供驱动电能。本发明根据汽车的运行情况实时优化燃料电池和锂电池放电功率的大小，燃料电池的放电功率Pfc和锂离子电池的放电功率为PL，然后以这两功率参数作为优化设计变量，采用顺序遗传算法优化两个参数功率大小，最终获得总效率最高的功率输出方案，为双电耦合燃料电池电动汽车的能效优化控制提供必要的技术支持，解决现有双电耦合系统的控制方法没有将汽车的能效发挥到最优的问题。

本发明公开了一种石墨烯色浆，包括以下重量份数的原料：石墨烯10‑18份、分散剂1‑10份、稳定剂3‑5份、助溶剂5‑10份、消泡剂1‑3份、水8‑28份；采用上述原料制备石墨烯色浆的步骤：将水，分散剂，稳定剂，助溶剂加入到高速剪切研磨机中，进行预处理10‑15min得到物料A；将石墨烯加入到物料A中搅拌获得物料B；将消泡剂加入到步骤(3)中的物料B中搅拌，即可得到石墨烯色浆。本发明中采用石墨烯为主要原料制备的石墨烯色浆应用在燃料电池中不会出现团聚，分散不均匀的情况。

本发明公开了一种抗积碳抗硫毒化固体氧化物燃料电池阳极及其制备方法，通过铜离子及钐或钆掺杂氧化铈基氧化物来制备铜钐共掺杂氧化铈或铜钆共掺杂氧化铈粉末，以掺杂氧化铈粉末为前驱粉末制得多孔陶瓷，多孔陶瓷经氢气还原后，部分铜从晶格中渗出获得抗积碳抗硫毒化固体氧化物燃料电池阳极。本发明提高了阳极的导电性能并增加阳极的三相反应界面，具有良好结构稳定性，不会发生团聚，具有优异的抗积碳抗硫毒化的性能。本发明的制备方法通过离子掺杂和脱溶作用将铜引入到阳极中，可以采用传统的压制或者流延、烧结的方法直接制备阳极支撑的固体氧化物燃料，避免了浸渍还原法制备的含铜阳极的繁琐过程，使其实现工业化成为可能。

本发明公开了一种抗积碳固体氧化物燃料电池阳极及其制备方法，是在具有微米尺度微观结构的镍铜合金‑掺杂氧化铈多孔金属陶瓷阳极基础上，引入具有电催化活性和高抗积碳性能的铜镍合金纳米点。铜镍合金纳米点的引入采用金属离子‑尿素混合溶液浸渍及还原气氛下二阶热处理的方法，在多孔金属陶瓷骨架的微米尺度孔道中选择性地在镍铜合金颗粒表面形成活性铜镍合金纳米点。本发明的微米/纳米复合结构化的阳极具有合适的燃料气体扩散通道，更丰富的三相界面，以及抑制积碳形成的纳米结构修饰化内孔表面，因此具有对碳氢气体的电催化活性高，抗积碳能力强等优点，适于直接碳氢燃料操作。