氢能专利库

本发明属于催化制氢技术领域，公开了一种CuZnAlGa催化剂及制备方法与其在催化制氢方面的应用，即甲醇水蒸气在含有Cu、Zn、Al、Ga四种金属组分复合材料催化剂的作用下进行重整反应，生成氢气，CuZnAlGa催化剂在醇水比1:1.5、220℃和79kg.s/mol[催化剂用量(kg)与甲醇进料量(mol/s)的比值]进料量的条件下，在固定床持续反应10h，甲醇转化率平均值为87％，CO选择性平均值为0.95％，氢气产量平均值为0.1198mol/(g·h)。对比CuZnAl催化剂或者CuZnGa催化剂，同时含有Cu、Zn、Al、Ga四种金属组分的催化剂获得较高的催化剂活性和较低的CO选择性。本发明采用操作简单、易于工业化推广的共沉淀法合成的，在220℃较低温度后很好的催化活性和较低的CO选择性，具有工业应用价值。

本发明提供了一种甲醇水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法、甲醇水蒸气重整制氢方法，涉及催化材料技术领域。本发明提供的甲醇水蒸气重整制氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：将模板剂水溶液和硅源混合，进行水热晶化，经固液分离得到MCM‑41载体；将金属固溶体和所述MCM‑41载体进行均相模板剂研磨，得到前驱体；将所述前驱体进行焙烧，得到所述甲醇水蒸气重整制氢催化剂。本发明制备方法操作简单，反应条件温和、降低了制备的复杂性，适宜规模化生产；通过均相模板剂研磨法使得活性金属颗粒能够分散于模板剂与MCM‑41载体的硅墙之间，有效抑制了活性组分的团聚，具有大量均匀分散的活性位点，提高了催化剂的催化活性和选择性。

本发明公开了一种制氢反应器，涉及醇类重整制氢反应器技术领域，包括制氢反应器芯体和盖板，制氢反应器芯体内分隔为间隔布置的燃烧腔体和重整腔体，每个燃烧腔体内均设有多个依次连通的燃烧反应空间，所述燃烧反应空间用于发生氢氧燃烧反应；每个重整腔体内均设有多个依次连通的重整反应空间，所述重整反应空间能够吸收燃烧反应空间释放的热，并发生甲醇水蒸气重整制氢反应。多个所述盖板分别密封扣合于所述燃烧腔体和重整腔体的开口处。本发明提供的制氢反应器，结构简便，便于加工制造，能够降低结构复杂度。

本发明公开了一种电解水用高性能低贵金属电极制备及其应用，本发明涉及电催化材料技术领域，包括以下步骤：S1：将泡沫铜放在超纯水、盐酸中清洗超声30min，然后用水、乙醇或丙酮清洗干净；S2：将铜盐与稳定剂混合，磁力搅拌20‑60min形成前驱体铜盐溶液；S3：将前驱体镍盐、前驱体M盐与碱性沉淀剂溶于超纯水中，制备得到前驱体a；S4：将前驱体a在空气中于200℃‑600℃进行煅烧，煅烧后得到前驱体CuO‑Cu@NixMyOz；以氯化钌溶液为电解液，恒电压在CuO‑Cu@NixMyOz表面电沉积Ru，制备得到具有核壳结构CuO‑Cu@NixMyOz@Ru催化剂的电解水用低贵金属电极。制备得到核壳结构催化剂，有利于提高催化剂的稳定性和活性。

本发明属于制氢设备技术领域，公开了一种用于集成式甲醇重整制氢反应器的燃烧耦合电加热装置。采用甲醇重整制氢反应器供氢剩余的富氢尾气或低品位燃料电池尾气为燃烧腔提供燃料，燃烧腔作为主要热源通过高热传导腔体为重整腔供热。同时，耦合重整腔内设置的电加热器和温度传感器。温度传感器实时监测重整腔内的温度，并根据实际重整腔内温度和目标温度之间的差值，动态控制重整腔内的电加热装置为重整腔辅助供热，从而实现重整腔内的温度均匀分布以及减小重整腔内的温度分布梯度，提升甲醇重整制氢的产氢效率和稳定性。

本发明属于γ‑戊内酯制备技术领域，公开了一种催化加氢乙酰丙酸制备γ‑戊内酯的催化剂及其制备方法与应用，即乙酰丙酸在CuAgZr与GO复合材料催化剂的作用下，选择性加氢反应，生成γ‑戊内酯。采用沉积沉淀简单制备工艺将四种组分结合所构建的CuAgZrGO催化剂，在水溶剂体系催化乙酰丙酸反应具有很高的催化活性、选择性和很好的抗金属析出能力，使用前无需经过高温预还原预处理，在200℃和3MPa氢气压力的条件下反应4h，乙酰丙酸的转化率可达100％，γ‑戊内酯的选择性为100％，检测出的Cu、Ag、Zr组分的含量均在1mg/L以下。以Cu为主要金属组分，比用Ag或Pt、Pd等贵金属类催化剂廉价；加入少量Ag助剂起到电子助剂的作用，不但免除催化剂预还原操作，而且有效抑制Cu的析出。

本发明属于能源环境技术领域，公开了一种自脱除CO的甲醇制氢装置及其使用方法。该装置包括反应主体机构和启动机构。启动机构为带有换热器的集成反应器。反应主体机构为立式装置，由多个套筒式结构组成，由内向外依次设置：产品气出口腔、重整反应腔、CO选择性氧化腔、空气预热腔。该装置可以实现自热运行，不需要额外热源，也不需要加压条件。主体装置的腔室之间交互排列、结构紧凑，同时又能保证气体、热量的交换更加充分，通过合理的布置换热器及余热利用技术最大程度的提高了能量利用率。

本发明涉及氢能源储存设备技术领域，一种固态合金储氢快速传热结构，其中内部同心管和外部同心管同心设置，内部同心管和外部同心管的第一端通过法兰密封端盖封闭，外部同心管第二端为与外部同心管同心设置的螺纹管，螺纹密封端盖通过螺纹与螺纹管密封连接，内部同心管与外部同心管之间形成氢气空间，套筒套装在外部同心管的内侧，且套筒的外壁与外部同心管相邻，同心管的外环面设置有若干个翅片组，翅片组为环形结构且表面穿孔，翅片组与内部同心管通过压接连接，翅片组的直径与所述套筒的内径匹配。该传热结构可在金属储存氢气时快速转移反应所释放的热量，并在金属释放氢气时快速提供反应所需的热量。本发明还提出一种储氢系统。

本发明属于燃料电池电极领域，公开了一种酸性葡萄糖燃料电池电极及其制备方法。所述电极由三电极系统置于带有支持电解质的葡萄糖溶液构成，其中所述三电极系统中Pd‑Au‑AgNWs电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极，所述支持电解质为H2SO4溶液，制备方法包括使用PDMS制作基底芯片、PDMS亲水改性、制备Au‑PDMS复合电极、制备Pd‑Au‑AgNWs电极、制备酸性葡萄糖燃料电池电极。本发明利用了PDMS柔韧性和银纳米线以及钯金合金的高比表面积、高导电性和高催化活性，制得的电极对葡萄糖的催化效果好、灵敏度高和选择性好，同时其性能稳定，检测限低，这些优异的性能使Pd‑Au‑AgNWs电极在电化学传感器领域具有广阔的应用前景。

本发明属于电化学检测技术领域，公开了一种构建中性葡萄糖燃料电池电极的方法，以PDMS为基底，均匀涂抹银纳米线，采用计时电流法沉积金和循环伏安法沉积钯，从而制备出钯金合金纳米电极，研究其中性条件下对葡萄糖氧化性能的影响。本发明利用了PDMS柔韧性和银纳米线以及钯金合金的高比表面积、高导电性和高催化活性，制得的电极对葡萄糖的催化效果好、灵敏度高和选择性好，同时其性能稳定，检测限低，这些优异的性能使Pd‑Au‑AgNWs电极在电化学传感器领域具有广阔的应用前景。

本发明属于苯酚制备技术领域，公开了一种催化加氢愈创木酚制备苯酚的方法，即愈创木酚在CoFe双金属与还原氧化石墨烯rGO复合材料催化剂的作用下选择性加氢反应，生成苯酚。CoFe/rGO催化剂使用前无需经过高温预还原处理，在300℃和1MPa氢气压力的条件下反应3h，愈创木酚的转化率可达94％，苯酚的选择性为70.8％。而且，无需还原预处理的CoFe/rGO催化剂比Pt、Pd等贵金属类催化剂廉价，具有工业应用价值。

本发明提供了一种碳基甲醇制氢催化剂及其制备方法和应用，属于催化材料领域。本发明提供的方法，通过陈化有利于后续焙烧过程中使各组分反应均匀并形成稳定的结构，在焙烧的过程中，利用生物质基多孔炭本身具有的还原性，同步将金属氧化物还原为活性组分金属单质，使得最终制备的催化剂可直接用于甲醇制氢，省略了实际应用过程中使用H2还原的环节，降低了甲醇制氢的成本，并简化了甲醇制氢工艺，同时具有高比表面积多孔炭材料作为载体，提高了活性组分金属的负载量和分散度，从而提高催化剂的活性。本申请提供的方法，利用生物质废弃物制备的催化剂，可直接用于甲醇制氢，省略了使用氢气还原的环节，甲醇转化率为80％，CO的选择性为23％。

本发明涉及PtNPs/NiNPs/AgNWs/PET可塑电极及其在构建果糖燃料电池上的应用。以PtNPs/NiNPs/AgNWs/PET电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统，将该三电极系统置于葡萄糖溶液和支持电解质中，设置初始电位为‑0.2V，终止电位为1.3V，记录2mmol/L、4mmol/L、6mmol/L、8mmol/L、10mmol/L果糖的循环伏安曲线，并利用标准曲线法对电极电催化氧化葡萄糖溶液的控制过程进行分析。本发明目的在于提供一种贵金属修饰电极对葡萄糖具有良好的催化氧化作用，提高化学能的转换率，促进燃料电池的发展。

本发明涉及乳糖燃料电池及构建该燃料电池的PtNPs/CuNPs/NiNPs/碳布可塑电极。以PtNPs/CuNPs/NiNPs/碳布电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统，将该三电极系统置于乳糖溶液和支持电解质中，设置初始电位为‑0.2V，终止电位为1V，记录1mmol/L、2mmol/L、3mmol/L、4mmol/L、5mmol/L乳糖的循环伏安曲线，并利用标准曲线法对电极电催化氧化乳糖溶液的控制过程进行分析。本发明目的在于提供一种贵金属修饰电极对乳糖具有良好的催化氧化作用，提高化学能的转换率，促进燃料电池的发展。

本发明涉及基于PdNPs/NiNPs/ITO电极的乳糖燃料电池的制备方法。以PdNPs/NiNPs/ITO电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统，将该三电极系统置于乳糖溶液和支持电解质中，设置初始电位为‑0.2V，终止电位为1.3V，记录乳糖的循环伏安曲线，并利用标准曲线法对电极电催化氧化乳糖溶液的控制过程进行分析。本发明目的是开发一种非酶燃料电池阳极，结合纳米材料的优势，以获得一种具有较高催化活性和稳定性的燃料电池阳极，提高化学能的转换率，促进燃料电池的发展。

本发明属于燃料电池技术领域，提供了一种电催化氧化乙醇燃料电池的构建方法。本发明以一种三维花状金镍铂修饰的纳米复合电极作阳极，以铂电极作阴极并以乙醇为电解质溶液组合构建成为该乙醇燃料电池。采用乙醇作燃料具有理论能量密度高、毒性小、成本低廉，来源广泛等优势，采用Au‑Ni‑Pt多金属纳米电极作阳极具有低贵金属铂负载量，低成本，高催化活性的优势，可广泛应用于汽车动力、便携电源等中小型电源，有广阔市场前景。

一种应用CuO/泡沫镍电极电催化氧化麦芽糖溶液构建麦芽糖燃料电池的方法。以CuO/泡沫镍电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统，将该三电极系统置于麦芽糖溶液和支持电解质中，设置初始电位为‑0.2V，终止电位为1.2V，记录扫描速度范围为20～100mV/S的10mm麦芽糖的循环伏安曲线，并利用标准曲线法对电极电催化氧化麦芽糖溶液的控制过程进行分析。本发明目的是开发一种非酶燃料电池阳极，结合纳米材料的优势，以获得一种具有较高催化活性和稳定性的燃料电池阳极，提高化学能的转换率，促进燃料电池的发展。

本发明涉及PdNPs/NiNPs/ITO电极及其电催化氧化乙醇溶液构建乙醇燃料电池的方法。以PdNPs/NiNPs/ITO电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统，将该三电极系统置于乙醇溶液和支持电解质中，设置初始电位为‑0.2V，终止电位为1.3V，记录浓度为20mmol/L、40mmol/L、60mmol/L、80mmol/L、100mmol/L乙醇的循环伏安曲线，并利用标准曲线法对电极电催化氧化乙醇溶液的控制过程进行分析。本发明目的是开发一种非酶燃料电池阳极，结合纳米材料的优势，以获得一种具有较高催化活性和稳定性的燃料电池阳极，提高化学能的转换率，促进燃料电池的发展。

一种CuO‑NiNPs/MFC电极构建乳糖燃料电池的方法，属于燃料电池领域。本发明解决技术问题所构建的燃料电池如下：以CuO‑NiNPs/MFC电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统，将该三电极系统置于乳糖溶液和支持电解质中，设置电位为‑0.2～1.2V，记录扫描速度范围为20～100mV/S的10mmol/L乳糖的循环伏安曲线，并利用标准曲线法对电极电催化氧化乳糖溶液的控制过程进行分析。本发明利用MFC良好的导电性，制得一种对乳糖具有高灵敏度的电极，且该电极在乳糖为基液时，催化效果好、灵敏度高、选择性好、结构稳定等优点，本燃料电池可用于制作随身充电宝，可用于发电厂及电动汽车等领域。

本发明涉及基于NiNPs/AuNPs/CFP电极电催化氧化蔗糖溶液构建蔗糖燃料电池的方法。以NiNPs/AuNPs/CFP可塑电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统，将该三电极系统置于蔗糖溶液和支持电解质中，设置初始电位为‑0.2V，终止电位为1.3V，记录扫描速度范围为20～100mV/S的10mmol/L蔗糖的循环伏安曲线，并利用标准曲线法对电极电催化氧化蔗糖溶液的控制过程进行分析。本发明目的是开发一种非酶燃料电池阳极，结合纳米材料的优势，以获得一种具有较高催化活性和稳定性的燃料电池阳极，提高化学能的转换率，促进燃料电池的发展。