氢能专利库

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种船用燃料电池盐雾污染后的在线变载恢复方法，包括如下步骤：在待恢复燃料电池保持在线状态下，测试污染后的极化曲线作为性能基准；将燃料电池温度稳定控制在预设工作温度范围，阳极通入氢气，阴极通入不含盐雾污染物的洁净压缩空气并对阴极进气进行额外增湿；控制燃料电池在高电流密度区间内进行循环变载运行；循环变载运行结束后切换至基准运行条件，测试恢复后的极化曲线；对比恢复前后的极化曲线，计算电压恢复率，量化评估恢复效果。本发明无需拆卸电堆即可在线完成盐雾污染后的性能恢复且恢复效果显著，建立了标准化的可编程恢复流程与量化评估方法，有效延长了燃料电池的使用寿命。

本发明公开了一种微波辅助催化剂低温分解水制氢的装置及方法，装置包括提供可调微波功率的微波源、加热催化剂分解水的微波分解水反应器、用于置换空气与降温的氮或氩气源、供水蒸气的发生器、处理氢气的气体系统及温度监测系统。反应器与催化剂协同，提升反应速率与制氢效率，实现低功率运行，功率不超过40W/g，仅为传统方法的6.7%；还原温度低至400℃，是传统方法的26.7%；循环周期短，平均单次为300s，仅为传统方法的50%。微波内加热助力低温制氢，降低反应能耗，减少对高温设备的依赖，降低运行成本；可调参数可定向控制氢氧生成，按需调整产物；装置部件协同性强、运行稳定，适配不同微波反应腔，灵活满足制氢需求。

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种单原子钌基催化剂的制备方法及其在氨分解制氢中的应用。本发明采用原子捕获法，将钌前驱体粉末和氧化物载体在含氧气气氛中高温处理，利用氧化物载体捕获高温氧化气氛下挥发Ru物种，实现对Ru原子的锚定，有效提高了Ru在载体表面的稳定性，提高了贵金属的原子利用率。本发明制备的单原子Ru基催化剂在催化氨分解制氢反应中具有高的反应活性，且制备方法简单、稳定性高，在氨分解制氢领域具有广阔的应用前景。

本发明涉及一种Ru基催化剂及其制备方法和在氨分解制氢反应中的应用，属于催化剂制备技术领域。所述催化剂以富缺陷d‑CeO2为载体，Ru为活性组分，其中Ru的质量百分含量为0.01％‑5.0％。本发明采用原子层沉积技术将Ru沉积于富缺陷d‑CeO2载体上，制备Ru/d‑CeO2催化剂。本发明所提供的氨分解催化剂，Ru的分散度接近100％，可以实现贵金属Ru的充分利用。本发明催化剂具有氨分解反应温度低，氨空速高，氨转化率高的优点，在氨分解反应中表现出较高的催化活性和稳定性。

本发明一种基于自主分频的燃料电池船舶分散式动态功率分配方法，包括以下步骤：建立燃料电池、锂电池、超级电容、DC/DC变换器和船舶为负载的燃料电池船舶多电混合动力系统模型；基于燃料电池船舶多电混合动力系统模型，采用虚拟阻抗的混合下垂控制方法，实现动态船舶负载功率在燃料电池、锂电池、超级电容不同供电单元中的分配，基于自适应下垂控制的荷电状态均衡方法，实现了并联锂电池组荷电状态均衡；本发明可以根据不同特性的动力单元自主分配船舶动态负载功率、并联锂电池组荷电状态的均衡和直流母线电压稳定控制，同时采用分散式控制，减小了各单元之间的通信压力。

本发明提供一种新型结构抗积碳的固体氧化物燃料电池及其制备方法，一种新型结构抗积碳的固体氧化物燃料电池包括依次层叠的多孔阴极层、电解质层、多孔铈氧化物层、多孔Ni‑YSZ层和稀土掺杂的氧化铈层。通过多孔铈氧化物层和多孔Ni‑YSZ层构成双层阳极结构，并且稀土掺杂的氧化铈层作为表面，有效减少碳沉积现象，降低了阳极活性物质的失活速率，提高电池的稳定性和性能，延长了电池的使用寿命。

本发明提供一种面向可再生能源的陆‑海一体氢能供应链及标准化成本计算优化方法，供应链包括可再生能源发电系统、电量储存与制氢系统、氢气储存系统、氢气输运系统、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块和第四计算模块。方法包括：获得陆‑海可再生能源发电标准化成本计算模型；获得电量储存与制氢标准化成本模型；获得氢气的压缩和储存标准成本计算模型；获得氢气运输标准成本计算模型；通过四个模型的总和获得陆‑海一体氢能供应链的总标准化成本模型。本发明可提高成本计算的便携程度，优化氢能供应链的资源配置，提升供应链的可靠性和稳定性，促进可再生能源的利用和氢能产业的发展，增强企业的竞争力和市场适应性。

本发明提供一种结合船舶生活污水处理装置的氢燃料电池系统，包括依次连接的曝气柜、接触柜、沉淀消毒柜，曝气柜连接有风机，氢燃料电池向所述风机供电，且所述氢燃料电池的水出口对曝气柜加热，为曝气柜提供良好的分解环境，沉淀消毒柜包括沉淀室和消毒室，消毒室连接储药箱，沉淀室内沉淀的杂质通过粉碎泵排出，消毒室内消毒过的水排出舷外。本发明将氢燃料电池产生的电能输送到污水处理装置风机组件，为风机工作提供能量来源，提高了装置的能量利用率。热能通过换热器输送到曝气柜，加快了活性污泥对污水的消化分解，在进一步提高能量利用率，降低热损失的同时，不需要提供加装额外的供热装置，简化了系统结构。

本发明提供一种适用于海洋环境的燃料电池测试系统，属于燃料电池测试领域，燃料电池的阴极进入的空气中混有盐雾，燃料电池的阳极进入氢气，本系统具有测量盐雾含量的盐雾浓度检测装置和生成盐雾的盐雾发生器，盐雾浓度检测装置的检测数值为设定值时，燃料电池阴极处的阀门打开，进行燃料电池测试，同时本发明增加了摇摆测试台模拟燃料电池的使用环境，增加了温度调解室模拟燃料电池的使用环境温度，能够为燃料电池的测试提供更为贴近海洋条件的环境，使测试结果更为可靠。

本发明公开了一种高温浸渍固体酸的NiO/YSZ复合电解质膜及其制备方法以及固体酸燃料电池的制备方法。本发明采用高温浸渍的方法，将制备的NiO/YSZ膜材料浸渍在固体酸溶液中，制备质子导体复合电解质膜材料，属于质子导体燃料电池领域。将多种不形成固溶体的氧化物共烧结，然后通过去除其中一种成分制备多孔膜材料，在多孔膜材料中浸渍固体酸材料，该方法属于燃料电池领域。采用流延成型法制备NiO/YSZ复合材料，将粉末与粘合剂和分散剂的水性浆料混合，浇铸在模具中成片状形状。将薄片煅烧，然后在一定温度的固体酸溶液中反复浸渍，该方法制备的质子导体电解质膜具有较高的质子电导率、良好热的稳定性和机械强度的性质。

本发明一种基于功率分配因子的离网光伏制氢系统能量管理方法，包括以下步骤：对储能系统、PEMEL、光伏单元进行等效数学建模，解析设备工作特性；根据对储能系统、PEMEL、光伏单元的运行特性为其定制各自的控制方案和规划运行模式；协调储能系统、PEMEL、光伏单元和负载的运行；设计了基于双曲正切函数的功率分配因子，调整流入PEMEL的净功率比例；根据系统净功率和储能系统的平均SoC，基于离网光伏制氢系统的9种不同的状态，实现整个系统内能源流动的调节和不同工况下的稳定运行的控制，该方法虑及储能系统中容量、线路阻抗，分布式自适应下垂控制策略被用于实现基于SoC的精确功率分配以及合理的母线电压调节，避免储能单元过充过放，影响系统整体运行寿命。

本发明公开一种燃料电池阴极催化剂材料及其制备方法和应用，其制备方法包括：由枯草芽孢杆菌，通过多次离心分离提纯后与金属溶液混合在摇床中培养，经过提纯操作后通过冷冻干燥和高温碳化，即得。本发明制备方法得到的燃料电池阴极催化剂显著提高了比表面积和掺杂金属离子的含量，提高了燃料电池M‑N‑C阴极催化剂的电催化性能，制备中使用的细菌跟传统物理和化学造孔剂相比环境友好，成本低廉，适合大规模生产，具有良好的应用前景。

本发明提供一种层叠式微通道重整制氢反应器，包括由上至下依次安装的上盖板、反应板、蒸发板和下盖板；下盖板入口与蒸发板入口连通，蒸发板出口与反应板入口连通，反应板出口与上盖板出口连通；蒸发板底部具有电加热板，反应板侧壁安装有电热偶和电加热棒，反应板上表面设置有分型流道、后自由扩散腔室、反应流道、前自由扩散腔室、出口流道，流体在后自由扩散腔室处均匀扩散至反应流道后于前自由扩散腔室和出口流道处向反应板出口汇集。本发明提供的层叠式微通道重整制氢反应器，有效的降低压降，增强传热传质特性，有着优良的制氢性能，且使重整制氢反应器的整体尺寸进一步缩小，优化反应器的空间体积。

本发明提供一种氢能高速公路加氢站选址规划方法，具体包括以下步骤：S1、获取待优化高速公路路段总里程、单位公里待优化高速公路日均车辆行驶里程、氢燃料电池汽车燃油经济性数据以及氢燃料电池汽车市场占有率数据，计算待优化高速公路路段氢需求；S2、以氢供应链网络用氢总成本最小化为目标，建立加氢站选址优化数学模型；S3、根据待优化高速公路路段氢需求、氢源产能、加氢站容量以及加氢站间距，构造约束条件；S4、对上述目标模型求解，得到氢能高速公路加氢站布局方案；S5、综合加氢站的位置坐标与已有服务区的位置信息，确定最终氢能高速公路加氢站选址位置。本发明的技术方案采用科学合理且经济高效的方法规划布局加氢站。

本发明提供一种固体氧化物燃料电池与CO2超‑跨临界动力循环的联合发电系统，包括固体氧化物燃料电池系统、超临界CO2动力循环系统和跨临界CO2动力循环系统；所述固体氧化物燃料电池系统包括预热器、重整器、空气预热器、固体氧化物燃料电池、分离器、逆变器和燃烧室；所述超临界CO2动力循环系统包括高温加热器、低温加热器、透平Ⅰ、发电机Ⅰ、回热器Ⅰ、中间换热器、气体冷却器和压缩机Ⅰ；所述跨临界CO2动力循环系统包括透平Ⅱ、冷凝器、工质泵和发电机Ⅱ。本发明的技术方案解决了低碳零碳燃料绿色发电与余热回收综合能源利用问题。

本发明公开了一种可精准调节燃料电池循环系统的氢气引射器，包括引射器壳体、摆动喷管和调节机构；所述摆动喷管包括工作流体入口管、软管和工作喷嘴，所述工作流体入口管和软管分别固定在引射器壳体的前端面外侧和内侧，所述工作喷嘴与软管后端连接；所述调节机构包括密封安装壳、驱动电机和推杆，所述密封安装壳固定安装在引射器壳体的一侧，所述驱动电机固定安装在密封安装壳内，所述驱动电机的输出轴与推杆连接，推杆的下端与工作喷嘴的外侧固定。本发明通过驱动电机带动推杆推动工作喷嘴在引射器混合室中偏离引射器中轴线的角度来改变氢气引射器的引射系数，从而在变工况下精准地满足氢燃料电池系统氢循环量的需求。

本发明提供一种基于Simulink的光伏发电制氢储氢系统的建模方法与预测模型，所述光伏发电制氢储氢系统包括：光伏发电模块、DC\DC降压变换器模块、电解槽等效模型模块、氢气储存模块；所述光伏发电模块输出电压的正负极与DC\DC降压变换器模块输入端的正负极相连，所述DC\DC降压变换器模块输出端正负极与电解槽等效模型模块的正负极相连；流过电解槽的电流i与氢气储存模块相连。本发明系统包括光伏发电模块、DC\DC降压变换器模块、电解槽等效模型模块、氢气储存模块。通过该建模方法所构建的系统模型，能够根据天气情况预测出氢气的产生量，并且预测的结果具有准确性。该系统可以应用在光伏制氢工程，预测出氢气的产生量，指导了工程实践，降低了成本。

本发明提出了一种船用燃料电池加热和冷却系统，用燃料电池的冷却通道来实现燃料电池的加热和冷却功能，简化了燃料电池的内部空间，优化了燃料电池的内部结构，简化了燃料电池的加热和冷却系统，使燃料电池运行更加可靠、安全。本发明中水箱中的水来自于船舶锅炉，利用船舶锅炉中的高温水直接通入燃料电池，对燃料电池进行加热，极大地缩短了水的加热时间，进而缩短了燃料电池的加热时间。本发明中燃料电池冷却方式为液体冷却与蒸发相变冷却相结合，提高冷却效率。本发明涉及两处换热器，分别对高温高压水蒸汽和高温低压液态水进行冷却，使燃料电池出口冷却水换热更加彻底，更好的达到燃料电池的冷却效果。

本发明提供一种燃料电池催化层梯度化设计方法，所述催化层沿其厚度方向上具有多个催化单元层，多个所述催化单元层的厚度参数、多个所述催化单元层的催化剂颗粒浓度参数和多个所述催化单元层的孔隙率参数中，一个或两个参数在气体扩散层至质子交换膜的方向呈阶梯式分布，且呈阶梯式递增或递减。本发明提出的在CL中梯度化分布的孔隙率，在靠近GDL的一侧具有更大的孔隙率以增强反应物的运输，CL中厚度呈梯度化设计，在靠近膜的一侧增加反应面积，在阴极CL中减小欧姆损失，提高电池性能。催化剂颗粒浓度呈梯度化变化，催化剂颗粒在碳纤维上以合理的密度均匀分布，适当的催化剂浓度提高了催化剂的利用率，有效降低了用量，降低了催化剂成本。

本发明公开了一种用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器，包括入口组件、吸入室、等截面混合室、扩压室、出口组件、调节头、螺杆、螺纹套筒、密封安装壳和驱动电机。本发明的高压流体通过高压流体入口经过喷嘴后，在吸入室内中引射由低压流体入口流入的低压流体，高压流体和低压流体在等截面混合室中混合后，通过扩压室后，从混合流体出口流出。本发明通过改变调节头在引射器等截面混合室中的位置来改变引射器等截面混合室的有效面积，从而改变氢气引射器的引射系数，进而满足燃料电池的变工况需求；本发明的可调式引射器只改变低压流体的质量流量，不改变高压流体的质量流量，从而能快速精准地满足氢燃料电池系统氢循环量的需求。