氢能专利库

本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其是一种航空用涡轮增压高温质子交换膜燃料电池电堆，其包括电堆单元、涡轮电机、涡轮轴、压缩涡轮和膨胀涡轮组，涡轮电机的输出端通过超越离合器连接涡轮轴，涡轮轴穿过电堆单元连接压缩涡轮，膨胀涡轮组安装在压缩涡轮与涡轮电机之间的涡轮轴上，压缩涡轮与膨胀涡轮组之间设置有绝缘端板，该绝缘端板的边沿设有一圈导风槽，电堆单元中间设有容纳膨胀涡轮组的圆柱形通腔，且电堆单元的边沿分布有与导风槽相配合的空气进口以及氢气进口。本发明轻量化设计，保证结构强度，同时增加功率比重量；使用独立辅助电机给压缩涡轮增速，确保特性情况下空气进气量和进行电堆温度控制。

本发明涉及甲醇重整制氢反应器，尤其是一种自热式重整制氢反应器，其包括依次设置的前盖板、催化燃烧单元、重整制氢单元和后盖板，在催化燃烧单元的上方设置有一汽化单元，前盖板的后侧面凹陷形成有容纳腔，催化燃烧单元具有催化燃烧腔本体，催化燃烧腔本体的前侧面上设有内凹形成的容置腔，容置腔的中间开设有通孔，通孔内填充有催化燃烧催化剂，容置腔与容纳腔相对设置形成环状的预混腔，重整制氢单元包括若干块间隔排列并连接在一起的制氢反应板A和制氢反应板B，制氢反应板A的中段具有呈连续S型波浪的波浪结构，制氢反应板B的板面与制氢反应板A的板面相反，两者相同的板面相对设置形成间隔分布的螺旋形的制氢通道和螺旋形的导热通道。

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是一种高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其包括若干制氢双极板及膜电极，制氢双极板由阴极‑制氢板、制氢‑导热板和导热‑阳极板依次连接形成一体件，膜电极与阴极‑制氢板之间、导热‑阳极板与膜电极之间形成氧化发电区，阴极‑制氢板和制氢‑导热板之间形成重整制氢区，制氢‑导热板和导热‑阳极板之间形成导热区，导热区通过电堆内导热通道与外部导热管道连通形成循环回路。在制氢反应层和发电反应层之间穿设大流量导热层，利用导热液作为制氢吸热和发电放热的热能缓冲层，对导热液温度和流量的控制实现对电堆整体温度的调控，从而平衡两个反应之间的热能传递，使整体反应温度始终处于最佳匹配区间内。

本发明涉及一种交联聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法，在提高聚苯并咪唑膜机械强度和化学稳定性的同时不降低其掺杂酸的量和质子电导率，从而提高质子交换膜燃料电池的性能。本发明先合成出氨基化聚苯并咪唑聚合物，然后通过交联剂与聚合物上的氨基和/或咪唑环上‑N=基团发生交联反应，从而提高聚苯并咪唑膜的机械强度和化学稳定性；同时由于将氨基基团引入到聚合物骨架上，增加了聚合物与掺杂酸的结合位点，提高了聚苯并咪唑膜的掺杂酸量，从而提高了聚苯并咪唑膜的电导率。制备出的新型交联聚苯并咪唑质子交换膜的机械强度、拉伸断裂伸长率显著提高；质子电导率显著提高；能够显著提高质子交换膜燃料电池的性能。

本发明涉及电化学技术领域，提供一种氨基功能化聚苯并咪唑质子交换膜的制备方法，含硝基的3，4‑二氨基苯甲酸为单体聚合得到氨基功能化聚苯并咪唑，不仅每一个苯并咪唑重复单元咪唑环上的‑N=基团可以和无机酸通过氢键相互作用，同时每一个苯并咪唑重复单元苯环上的‑NH基团也可以和无机酸进行质子化相互作用，从而和传统PBI和AB型PBI相比，氨基功能化聚苯并咪唑与无机酸的作用位点更多，吸收酸的能力更强，从而可显著提高氨基功能化聚苯并咪唑质子交换膜的质子电导率。制备所得到的氨基功能化聚苯并咪唑质子交换膜具有高质子电导率、高离子选择性、优异的化学稳定性，不仅适用于质子交换膜燃料电池，也可适用于液流电池、电化学传感器等领域。

本发明公开了一种燃料电池用密封结构及其工艺制备方法，密封结构包括膜电极和密封胶，所述的密封胶通过密封材料喷涂或注塑或贴敷在阳极板的边缘区、阴极板的边缘区或膜电极的边缘区而形成，喷涂或注塑或贴敷完密封材料后将膜电极置于阳极板与阴极板两者之间并通过粘接压缩密封形成密封结构。该燃料电池用密封结构及其工艺制备方法，密封材料是通过喷涂或注塑或贴敷的工艺在阳极板、阴极板或膜电极上进行密封，密封胶的厚度可通过喷涂的用量精确控制，密封材料的用量较少；与现有密封工艺相比，本发明中的工艺制备方法简单，设备用量少，且便于工业化自动批量生产，便于广泛推广和使用。

本发明涉及一种高温质子交换膜燃料电池电堆的活化测试方法，其包括将装配完成的高温质子交换膜燃料电池电堆安装在高温燃料电池系统中；启动高温燃料电池系统，对高温质子交换膜燃料电池电堆进行活化；活化完成后，关闭高温燃料电池系统。该高温质子交换膜燃料电池电堆的活化测试方法，适用于工作温度为120～200℃的高温质子交换膜燃料电池电堆的活化，由于采用在线制氢直接在高温燃料电池系统中完成高温质子交换膜燃料电池电堆的活化，从而可省去搭建活化测试平台的环节；并采用甲醇水溶液高温重整生成的重整气作为活化燃料，相比纯氢作为活化燃料，提高活化效率，减少活化时间，进而减少氢气的消耗，降低活化成本。