氢能专利库

本发明涉及生物质制氢技术领域，具体公开了一种降解未脱毒生物质制氢的方法及其应用。包括以下操作步骤：步骤1：种子扩培液的制备：将嗜热解糖厌氧杆菌、热纤梭菌分别接种至种子培养基Ⅰ和种子培养基Ⅱ中，活化、扩大培养；分别获得种子扩培液Ⅰ、种子扩培液Ⅱ；步骤2：发酵培养基的制备：(1)将废弃生物质置于预处理液中预处理，固液分离，得到预处理生物质；(2)将预处理生物质作为碳源，制备得到发酵培养基；步骤3：惰性气体下，灭菌后将种子扩培液Ⅰ、种子扩培液Ⅱ按一定比例接种至发酵培养基中，于50～60℃、以100～200rpm的转速下进行暗发酵16～32h，得到氢气。

本发明公开了一种提效固碳的光伏光热协同驱动燃料电池复合动力系统，包括MCFC电池、SOEC电解电池、释热器、醇类合成器、光伏供电装置和光热供热装置。本发明热力流程遵循“温度对口、梯级利用”的科学用能原则，“太阳能光伏光热协同”发展了燃料电池复合动力系统提效和固碳特性，新增释热器为二氧化碳的加氢醇化过程提供高温热能，光伏为二氧化碳的加氢醇化过程提供电力，光热为醇类物质的纯化过程提供低温分离热能。本发明为燃料电池复合动力系统提供固碳新途径，使其不再局限于传统压缩液化二氧化碳的固碳路径，消纳了大量可再生能源，实现固碳的同时不增碳，二氧化碳加氢醇化过程亦完善了常规复合动力系统，固碳的同时又增效。

本发明公开了一种析氢电极及其制备方法和在电解水制氢中的应用，具体涉及一种PtRu复合催化剂的析氢电极。该电极的制备包含一下步骤：S1.以经过除油、表面还原或清洗的镍金属或者碳素材料为衬底；S2.配置电化学沉积PtxRu1‑x电解液；S3.采用三电极电化学沉积PtRu复合催化剂。本发明中制备方法制得的析氢电极，解决了中性或弱碱性环境下析氢催化剂性能不佳的问题，同时能降低贵金属的使用量，降低电极的制备成本。

本发明公开了一种微生物燃料电池耦合电驱动厌氧氨氧化‑反硝化的装置，包括微生物燃料电池和微生物电化学反应器；其中，微生物燃料电池为单室，阳极为厌氧污泥挂膜的碳刷，阴极为碳布；微生物电化学反应器的工作电极为碳刷，厌氧氨氧化絮状污泥在厌氧条件下接种至反应器，形成稳定生物膜后，维持在缺氧的条件下运行。利用此装置中微生物燃料电池降解有机物，所产生的电能驱动微生物电化学反应器中的厌氧氨氧化过程耦合反硝化对废水的氮元素进行脱除时，不仅不消耗外部电能，而且还能产生可回收利用的电能，不会造成二次污染，是一种环境友好兼具脱氮除碳的污水处理结构。

本发明公开了一种用于废水处理的生物燃料电池。要解决的问题是：现有生物燃料电池能耗高、反应不充分，容易腐蚀装置，曝气效果差，死泥无法及时清理。技术方案如下：一种用于废水处理的生物燃料电池，包括有安装柱和反应器等；安装柱设置有四个；四个安装柱上侧安装有反应器。本发明实现了将进水管设置为L形，形成水流落差，使得污水从进水管流出时，具有一定的能量，污水流经流速提升管，进入连接仓时，由于流速提升管设置为圆锥管，并且后方开口大，前方开口小，进而使得水流流速快速增大，使得水流在冲击涡轮扇叶时，对涡轮扇叶提供更大的能量，舍弃磁力搅拌器，简化装置，避免了含硫污水腐蚀装置的问题，利用污水流动提供能量，绿色环保。

本发明公开了一种多元硫化物异质结微球及其制备方法、应用、光催化制氢方法，所述多元硫化物异质结微球由宽带隙半导体形成因子、窄带隙半导体形成因子和硫源物质混合并经高温微波，分离处理得到。本发明将不同导带和价带位置的宽带隙半导体和窄带隙半导体进行能带位置匹配，实现了两者复合有效地分离和转移光生载流子，促进光生载流子的分离和转移，提高光催化活性，吸收更宽的光谱，从而能够吸收更多的光子(紫外光和/或可见光)，从而提高制氢产能。

本发明涉及电池电解液领域，特别是涉及一种制氢电池的电解液，包括氯化钠水溶液、离子添加剂；所述离子添加剂为阳离子添加剂或阴离子添加剂中的至少一种；所述离子添加剂用于调节制氢电池的镁阳极的反应动力学和反应产物的剥离速度；本发明提供一种制氢电池的电解液及其应用，有效提高镁水制氢电池的工作电压和稳定制氢发电性能。

本发明涉及制氢装置领域，特别是涉及一种连续式制氢的氢电一体化装置，包括阳极、阴极、电解液，所述阳极为连续式进料金属材料；所述阴极为析氢催化剂；所述电解液为含氯化钠的水溶液；所述阳极、阴极、电解液参与反应，所述反应的产物为氢氧化镁，通过过滤或沉降装置滤除，过滤或沉降后的电解液回收重新注入参与反应；本发明提供一种连续式制氢的氢电一体化装置，保持制氢发电性能的稳定性，可实现持续产氢发电，中途无需停机，有效节约人力和生产成本；本发明还提供一种连续式制氢的氢电一体化装置的应用，不仅能够发电，还能够制备高附加值产品氢气和纳米级氢氧化镁，实现能源的有效利用。

本发明公开一种Ti4O7多孔电极的制备方法及微生物燃料电池，作为从污水中回收电能的应用，属于污水处理资源化领域。本发明提出的Ti4O7多孔电极采用Ti4O7颗粒为原材料，利用等离子烧结技术（SPS）通过氯化钠NaCl模板法制备而成。电极孔径为60~100μm，将其作为MFC阳极，相较于传统碳布电极，MFC产电性能均可提高，功率密度提高了2.4倍。孔径为60~100μm的多孔电极具备更大的比表面积，提供更多活性位点，并能负载更多功能微生物，利于微生物与电极界面的电子传递，在提高MFC产电性能方面具有明显优势。本发明所述的Ti4O7多孔电极制备方法简单、快速，使MFC产电性能增强，提高了MFC技术的实际应用潜能。

一种基于二硫化钼复合材料作为阳极的高性能微生物燃料电池，为最大装液体积均为20mL的阳极室和阴极室、采用三明治式结构的双室微生物燃料电池，两室之间采用阳离子交换膜隔开。本发明通过MoS2纳米材料的修饰使得碳材料电化学性能显著提升，经双室微生物燃料电池测试表明，MoS2纳米材料的修饰使基于碳布作为阳极的MFCs的内阻降低43%，功率提高60%，平均库伦效率是空白碳布为阳极MFCs的2.86倍；导电聚合物的复合可以进一步提高MoS2/碳布电极材料的导电性，降低电荷转移电阻，提高电催化活性，整个发明基于二硫化钼复合材料阳极价格低廉，制备简单、容易批量生产，可大大降低微生物燃料电池的运行成本。

本发明提供一种Ti3C2MXene复合储氢材料的制备方法，首先通过HF酸剥离Ti3AlC2形成Ti3C2，然后通过水热反应及高温活化处理得到Ti3C2/SnS；第三步通过浸渍法合成Ti3C2/SnS/MF复合材料，然后用Ti3C2/SnS/MF复合材料吸附PMMA‑LiBH4的四氢呋喃溶液，形成PL/Ti3C2/SnS/MF复合材料；本发明通过简单方法合成的PL/Ti3C2/SnS/MF复合储氢材料不仅具有良好的放氢性能而且还具有一定疏水性，PL/Ti3C2/SnS/MF复合储氢材料的起始放氢温度低至80℃，主要放氢温度在300‑400℃，且在350℃下1h内的放氢量达到了6.3ｗt％，且比PL/SnS/MF复合储氢材料的放氢性能高，证明Ti3C2与PL/SnS/MF复合储氢材料协同提高了PMMA‑LiBH4的放氢性能。

本发明公开了一种Ti3C2负载ZnO复合储氢材料的制备方法，首先以Ti3C2、Zn(NO3)2·6H2O、NaOH和SDBS为原料，采用水热法在不同锌钛比条件下，合成Ti3C2负载ZnO二维复合储氢材料，然后通过浸渍法利用三聚氰胺泡沫吸取Ti3C2/ZnO复合材料溶液，最后通过浸渍‑蒸发法与PMMA‑LiBH4进行复合，并负载到Ti3C2/ZnO表面及三聚氰胺泡沫的枝杈上，通过浸渍法不会破坏材料的结构，同时大大提高了PMMA‑LiBH4的放氢性能，由本发明制得的PL/Ti3C2/ZnO/MF复合储氢材料的起始放氢温度为72℃，在350℃、3h内的放氢量达到了8.1wt%。

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池催化剂载体及其制备方法、燃料电池的电极以及燃料电池催化剂溶液的制备方法。其中，该燃料电池催化剂载体包括二氧化钛金属惨杂物，所述二氧化钛金属掺杂物中包含铌元素。本发明制备得到的燃料电池催化剂载体一方面克服了的二氧化钛或Nb掺杂二氧化钛载体材料在导电性不足的缺点；另一方面，TaNbTiO2材料承载的铂合金催化剂（PtPd/TaNbTiO2）相对于现有常用的催化剂，其在燃料电池电化学测试条件稳定更高。

本发明公开了一种基于三维筛管碳结构作为阳极的高性能微生物燃料电池，包括阴极和阳极，所述阳极为三维筛管结构的碳，所述三维筛管结构为三维饼状筛管结构或者环状筛管结构。所述三维筛管结构的碳由农业固体废弃物木薯秸秆碳化得到。该三维碳具有天然的筛管结构，能有效增大微生物附着比表面及空间，管径大，有利于传质作用的进行，本发明的基于三维筛管碳结构作为阳极的高性能微生物燃料电池具有制备方法简单，容易放大，环保及成本低，产电功率密度高等特点。

本发明公开了一种微生物燃料电池，包括阳极、阳极液、阴极和外电路，所述阳极和阴极通过外电路相连接，其中所述阴极以碳化钼钴/石墨烯复合材料作为阴极催化剂，所述阴极包括催化剂层及防水层，其中催化剂层由碳化钼钴/石墨烯复合材料混合质量百分比为5wt%的nafion溶液涂覆于碳纸上制备得到。本发明阴极材料中Co与Mo2C形成的共生共存体系能均匀地负载在石墨烯上，使氧气在电极表面进行直接四电子还原，从而获得较高的功率密度。本发明微生物燃料电池的最大输出功率可达4.2W/m3，是商业化Pt/C电极的68%，但其生产成本却降低了50%，容易批量生产，且生产成本低廉是一种具有广泛应用前景的微生物燃料电池。

本发明公开了一种微生物燃料电池，包括阳极室、膜阴极及外电路三部分，阳极室包括阳极、阳极液及产电微生物，所述阳极是以碳化钼钴作为阳极催化剂的，所述碳化钼钴催化剂是先将硝酸钴和钼酸铵进行焙烧，然后用双氧水还原，再与蔗糖在惰性气氛下退火得到。本发明采用催化效果良好的碳化钼钴作为阳极催化剂，使得所得电池的产电效率高，且生产成本低廉、生产过程简单、生产过程中对设备要求低、对环境友好。碳化钼钴作为一种廉价的微生物燃料电池阳极催化剂，具有与昂贵的商业化Pt/C非常接近的产电功率，是一种新型的有广泛应用前景的微生物燃料电池阳极材料。