氢能专利库

本发明提出一种加氢站型电氢耦合微电网中长期优化调度方法、系统，首先采集多年度逐时历史参数数据；建立电解槽、燃料电池和储氢系统的精细非线性模型，获得功率、电流、效率与产耗氢量之间的耦合关系；接着构建长期优化调度模型，将全年调度过程转化为马尔可夫决策过程，定义状态、动作、奖励和状态转移关系；然后训练演员网络与双评论家网络，将训练完成的双评论家网络通过ReLU分段线性关系嵌入在线求解模型；在每个调度时刻求解电解槽输入功率和燃料电池输出功率，更新储氢状态并滚动执行至全年结束。本发明能够精细刻画电解槽、燃料电池和储氢系统的非线性耦合特性，充分挖掘储氢系统的跨日、跨周调节价值。

本发明涉及一种用于低空飞行器的固体氧化物燃料电池系统及其工作方法，所述系统包括燃料电池、燃料及空气供给模块、回收模块和控制模块；所述回收模块包括空气压缩机、燃烧室、空气预热器、燃气气轮和燃料预热器，以及废气分配阀、废气气轮和废气干燥器；燃料电池阴极出口、阳极出口均与燃烧室连接；空气预热器出口与燃料电池阴极入口连接；燃料预热器燃料出口与燃料电池阳极入口连接；废气分配阀入口与燃料电池阳极出口连接；空气预热器、燃料预热器分别因此与燃气气轮、燃烧室、空气压缩机连接；废气分配阀出口、废气气轮、废气干燥器和燃料预热器依次连接；本发明实现了高效的热回收和燃料回收，提高了电池系统的发电效率和续航能力。

本发明公开了一种大容量制氢电源用非隔离型级联拓扑结构与调制方法，通过H桥子模块级联，电解槽装置串联布局的拓扑重构方式，降低对大降压比的要求，避免使用隔离方案实现降压；采用调制波等效移幅与载波均匀移相结合的调制方法，使各子模块调制波幅值为常规调制波幅值的1/N，载波相位均匀移相2π/N，并根据单极性调制工作原理，通过各自等效调制波与正/负三角载波比较，产生各H桥子模块需要的驱动信号，从而避免H桥子模块被旁路，可为独立电解槽装置提供稳定电力。本发明的拓扑结构与调制方法实现单模块差模性能最优，级联模块共模电压恒定，解决共模电压波动造成的漏电流安全问题。

本申请公开了基于大语言模型的有机储氢液体催化脱氢性能预测方法。本申请提出一种融合大语言模型与领域知识检索的智能预测与推荐框架。通过RAG模块将输入条件与催化剂信息与知识库高相关内容匹配，并结合大语言模型进行多模态特征解析和潜在规律推理，生成目标LOHC体系的催化性能预测值及推荐的催化剂组成和反应条件。本申请可适配多种LOHC体系，包括甲基环己烷、去甲基萘、二苯甲烷等，实现跨体系、高精度的性能预测与优化。

本申请公开了自清洁电极耦合电场溶胞的微生物燃料电池系统及方法，旨在解决微生物燃料电池处理污泥时阳极生物膜过度生长、污泥有机质利用率低及运行不稳定等问题。通过在阳极施加间歇反向电流，并利用阴极产生的CO2气体吹扫，实现阳极自清洁，抑制生物膜积累；同时将微生物燃料电池产生的电能用于电场辅助溶胞预处理，提升污泥有机质可降解性。系统包括酸碱调节池、电场溶胞池、微生物燃料电池反应池、电场溶胞单元、阳极自清洁单元、脉冲进料单元和污泥回收池等。该方法通过预处理与微生物燃料电池产电、自清洁的协同耦合，提高污泥降解效率与产电性能，实现能源自给，降低能耗与运行成本，具有良好的工业应用性和环境效益。

本发明公开一种基于光纤传感的液氢超导混输复材管道在线监测系统，旨在解决现有技术中无法在极端低温环境下对液氢超导复合材料管道进行实时在线监测温度、应变、泄漏等多参数监测的问题。本发明通过在液氢超导管道各层布设传感光纤，能够实时在线监测并掌握液氢超导管道在低温环境下的运行状态，实现长距离连续监测，极大提升液氢超导管道运行的安全性和可靠性。与现有技术相比，本发明的有益效果是：适应低温环境、多参数同步监测、长距离分布式连续监测。本发明的监测系统包括液氢超导管道，传感光纤网络，分布式光纤传感解调与处理单元，状态评估与预警单元和人机交互与数据存储单元等关键部分。

本发明提出一种碳纤维储氢气瓶的内胆与碳纤维层接缝处无损检测装置，属于无损检测领域，包括：外套管，中部空心设置，一端固定安装有棒阳极，另一端固定安装有与棒阳极配套的接收器；外套管与储氢气瓶的瓶口内壁通过螺纹连接；接收器的形状为半球形，棒阳极的射线源位于接收器的球心。本方案通过将棒阳极设计在半球形接收器的球心位置，让棒阳极发出X射线并穿过缺陷后到达接收的距离相同，从而使呈像清晰，避免了由于平面接收器产生呈现不清晰的问题。

本发明公开由生物基航油前驱体连续加氢制备SAF的方法及加氢反应器，属于可持续航油的制备技术领域；加氢反应器包括依次串联的分散釜、一级加氢反应釜、二级加氢反应釜、过滤器、反应产物冷却器、分相罐以及精馏塔；航油前驱体、补充催化剂以及烃类溶剂在分散釜中混合得到反应液，然后输送至一级加氢反应釜中进行加氢饱和和加氢脱氧反应，并将部分未反应的反应液输送至二级加氢反应釜进行加氢饱和和加氢脱氧反应，之后输出反应产物，并依次经过过滤器、反应产物冷却器进入分相罐中，分离得到的SAF粗品；SAF粗品输入精馏塔后，分离得到SAF产品。该生产过程连续，产品质量稳定，适用于以生物基平台化合物制备的缩合体加氢制备可持续航油的大规模生产。

本发明涉及一种PCEC质子导体电解质及其制备和在生物质热解气高湿连续式原位加氢提质中的应用，质子导体电解质由PCEC燃料极支撑体及其表面依次设置的BZCY质子导体层和NCO质子导体层，其中，BZCY质子导体层与NCO质子导体层的接触面构成NiO‑BZCY/BZCY/NCO的原位保护界面结构，所述的NCO质子导体层的材料A2B2O7型萤石结构氧化物Nd2Ce2O7，所述的BZCY质子导体层的材料包括ABO3型钙钛矿结构氧化物BaZrxCeyY1‑x‑yO3‑δ(BZCY)，0≤x+y+z≤1，y≠0。NCO与BZCY质子导体的分别合成、旋涂构建异质界面、PCEC生坯成型及高温烧结，通过优化涂覆工艺与烧结条件，形成具有高致密性和优异界面协同效应的PCEC单电解池。与现有技术相比，本发明具有更高的电化学稳定性、抗水汽腐蚀能力以及长周期运行性能，展示出广阔的工业化应用潜力。

本发明公开了一种预测天然气掺氢管道裂纹扩展及剩余使用寿命的评估方法，首先使用数值仿真方法进行裂纹深度检测数据数值仿真，模拟裂纹深度增长过程，得到裂纹深度检测数据；然后根据裂纹深度检测数据信息，结合历史数据库统计得到的裂纹扩展参数先验分布，利用贝叶斯更新方法计算裂纹扩展参数，使用Forman方程构建贝叶斯更新的似然函数，并计算裂纹扩展参数的后验分布，并将本次循环所得的后验概率分布作为先验代入下次循环进行迭代更新；最后根据失效准则估计管道临界裂纹深度，得到管道剩余使用循环次数和管道剩余使用寿命，本发明能够得到更为准确的参数后验概率，减轻运行环境中不确定信息的影响。

本发明公开了一种建立掺氢天然气管道风险管理模型的方法。首先使用Bow‑Tie模型系统分析掺氢天然气管道的失效原因及事故后果发展场景。然后利用GeNIe软件将该模型映射为贝叶斯网络。通过专家评估法及模糊集论计算基本事件的先验概率。利用故障树映射法，历史数据计算法设置贝叶斯网络的条件概率表。在此基础上，通过马尔可夫模型模拟设备组件失效过程，引入氢腐蚀，氢辅助疲劳裂纹扩展模型进行氢相关的动态分析，完成动态贝叶斯网络的参数设置，最后结合模型输出结果计算掺氢天然气管道的失效概率及事故发生时的潜在生命损失结果。该方法采用动态贝叶斯网络来预测管道失效概率，更符合实际运行情况，可广泛应用于掺氢天然气管道的风险管理过程。

本申请涉及生物质资源化技术领域，具体公开了一种可再生能源驱动的生物质热解‑气相加氢提质系统及方法，其系统包括太阳能集热系统、催化热解系统、等离子体加氢系统、冷凝系统。太阳能集热系统利用太阳光加热储热介质，催化热解系统用于生物质催化热解产生热解气和炭，等离子体加氢系统通过绿电供能激发绿氢产生氢等离子体对热解气进行催化加氢，冷凝系统用于冷凝加氢产物得到液体燃料。本申请能够实现太阳能热驱动和可再生绿电驱动的生物质热解‑气相加氢，通过活性氢等离子体和热解气在线催化加氢，相较于传统工艺，本申请可实现可再生绿电和绿氢的稳定消纳，工艺整体碳排放低、损失少、能耗低，在较低压力下运行更加安全稳定。

本发明公开了一种用于碳酸盐加氢还原的光热‑绿电协同供热系统及方法，包括用于进行氢气还原碳酸盐原料反应的反应器本体装置、分离反应产物的气固分离装置、聚光太阳能集热装置、绿电加热装置和预热装置，反应器本体装置设置透明窗口，聚光太阳能集热装置将太阳光转化为高能流并通过透明窗口进入反应器本体装置，绿电加热装置用于为反应器本体装置辅助供热，预热装置接收反应尾气，将其余热用于加热进料中的氢气和碳酸盐原料。以太阳能和绿电协同供热代替传统化石燃料燃烧，并回收利用反应后的余热，显著降低系统热负荷，提高热效率，通过燃料替代和反应过程碳转化协同作用，实现CO2的净零排放，助力水泥、石灰、冶金等工业的低碳转型。

本发明属于催化剂领域，提供了一种高比表面介孔氧化铌负载金属催化剂及其制备方法和在加氢脱氧反应中的应用。所述催化剂以介孔氧化铌为载体，且比表面积50~500m2/g，介孔孔容占比50%以上。负载金属为一种或多种金属组分，其选自第VIB族金属、第VIIB族金属和第VIII族金属组成的组。本发明涉及到对加氢反应表现出高活性和选择性的催化剂具有优异的反应性。

本发明属于化工领域，涉及一种脂肪酸先异构‑后加氢脱氧制备高密度航油组分长支链环烷烃的方法，包括以下步骤：共轭亚油酸与亲二烯体通过双烯加成反应，得到双烯加成反应产物；对双烯加成反应产物进行加氢脱氧反应，得到高密度航油组分长支链环烷烃，加氢脱氧反应的催化剂为Pd/C、Pt/C、Rh/C或Ru/C中的一种或几种。本发明首次利用油脂的Diels‑aldor反应制备了双环长链烷烃化合物；利用脂肪酸中共轭双键与亲二烯体缩合使碳链提前异构化，解决了长链烷烃异构化困难且异构产物单一的问题。

本发明属于化工技术领域，提供一种用于果糖加氢脱氧制备2,5‑二甲基呋喃的催化剂及制备方法，所述用于果糖加氢脱氧制备2,5‑二甲基呋喃的催化剂包括脱氧催化剂和加氢催化剂；所述脱氧催化剂的制备方法包括：将干燥后的酒糟磨碎得到酒糟粉末；将酒糟粉末加入硫酸溶液中，充分搅拌洗涤后烘干研磨，得到脱氧催化剂；所述加氢催化剂的制备方法包括：将活性炭加入硝酸溶液中，充分搅拌洗涤并烘干研磨，焙烧后得到活性炭前驱体；将活性炭前驱体加入金属盐溶液中充分搅拌，搅拌至干燥，烘干后研磨，在通氮气马弗炉中焙烧，得到加氢催化剂。所述反应过程、制备过程简单，无需分离步骤，产物选择性高。

本发明公开了一种可实现气液分离传输的燃料电池气体扩散层及其制备方法，气体扩散层包括主体，在主体上按预设排列规则垂直设置有多个通孔，所述通孔包括大通孔和小通孔；所述大通孔为进气通道，所述小通孔为排水通道；所述进气通道与排水通道相互分离设置。通过设计孔径大小，反应生成的水可以优先通过水路及时排出，保障燃料气体的及时供应，确保了气体和产物水的分离传输，提高电池的耐久性和稳定性。

本发明公开了一种燃料电池/电解槽系统的构网运行控制方法及系统，方法包括，步骤1：对FC/ELZ控制系统进行建模；步骤2：利用双环控制器对直流母线电压进行控制，所述双环控制器包括外环控制器和内环控制器，所述外环控制器用于实现直流母线电压控制，内环控制器用于实现FC升压转换器的电流控制和ELZ降压转换器的电流控制。本发明的方法保证了直流环节电压恒定，使DC‑AC逆变器能够实现构网型应用的交流电压控制和功率同步控制。

本发明提供一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统及方法，主要包括热解反应系统、在线加氢系统和冷凝系统，热解反应系统包括热解反应器及设置在热解反应器上的热解气出口，热解反应器用于对生物质进行热解反应以产生热解炭和热解气，热解气通过热解气出口排出，在线加氢系统包括加氢反应器，加氢反应器通过氢等离子体及催化剂对热解气进行在线催化加氢生成加氢产物，冷凝系统包括冷凝槽，冷凝槽用于对加氢产物进行冷凝得到冷凝液体产物和不冷凝气。本发明能够实现气相在线加氢提质，通过活性氢等离子体和气相热解产物在常压下发生催化加氢反应，相较于传统工艺，本发明工艺整体损失少、能耗低，在常压下运行更加安全和稳定。

本发明公开用于生物航油前驱体加氢脱氧催化剂、制备方法及应用，属于生物质液体燃料技术领域；制备方法包括：将ZrOCl2和(NH4)2HPO4分别溶解于水中，搅拌条件下将两种溶液混合后，滴加氨水，充分搅拌后将得到的固体混合物放置于高压釜中，保温加热；然后过滤、洗涤、干燥、焙烧得到磷酸锆载体；将金属盐和NbCl5同时溶解在水中后，再添加低碳二元醇，搅拌均匀；将磷酸锆载体超声分散于溶液中，搅拌条件下蒸干水分，然后经干燥、焙烧、氢气气氛还原，制得负载金属与NbCl5的磷酸锆催化剂。该催化剂催化生物航油前驱体加氢脱氧炼制产物的烃类收率高、组成相对丰富，有利于提升生物航油产品的收率与品质。