氢能专利库

本发明属于纳米材料催化剂技术领域，具体涉及一种用于二氧化碳加氢的金属有机框架衍生碳载高熵合金催化剂及其制备方法。本发明将锆盐、氨基功能化的有机配体与调节剂溶解于溶剂中反应形成MOF前驱体；将MOF前驱体与盐模板剂在惰性气氛下进行热处理，随后移除模板剂并进行纯化，得到氮掺杂碳载体；通过浸渍法将过渡金属化合物和贵金属化合物负载于氮掺杂碳载体上，然后采用脉冲焦耳热法进行还原与合金化处理，制得所述催化剂。本发明催化剂中采用的Co、Ni、Cu、Pt、Pd五元金属体系构成了高效的协同催化中心，共同导向高活性、高选择性的CH4合成路径；利用脉冲焦耳热法还原活化，使催化剂具备优异的抗积碳能力和长期运稳定性。

本发明涉及余热回收利用、生物质资源利用和制氢技术领域，特别涉及一种污泥烘干耦合甲醇蒸汽重整制氢的催化剂及其制备方法、应用和系统。催化剂包含复合载体和活性组分颗粒，复合载体包含V2O3、V8C7和V2O3‑V8C7，所述V2O3和V8C7相接触形成紧密界面的V2O3‑V8C7异质结结构；活性组分Ni以纳米颗粒形式分散于该复合载体表面。本发明提供一种甲醇蒸汽重整制氢催化剂，以V2O3‑V8C7双组分为异质结复合载体，Ni为活性金属的催化剂活性高，甲醇蒸汽重整制氢的氢气产量高达0.3924 mol/h·g‑1，甲醇转化率高达93.3%。

本发明涉及纳米材料和电化学催化剂技术领域，具体涉及一种多孔纳米球状过渡金属磷化物催化剂及其制备方法和电解水制氢的应用，该制备方法过电压控制脉冲电沉积法，即通过在电沉积液中施加脉冲电压进行脉冲电沉积，制备多孔纳米球状过渡金属磷化物催化剂。在脉冲电沉积的过程中，在脉冲关断瞬间，沉积界面浓度梯度瞬间反转，使得成核速率远高于生长速率，进而能得到更细且均匀分布的晶核，因此能避免随机团聚，制得的催化剂能有效暴露活性位点，从而提高电解水性能，使所制得的催化剂具有优异的电解水性能。该多孔纳米球状过渡金属磷化物催化剂应用于电解水制氢，具有电催化活性高的优点，能提高整体HER和OER催化活性，并具有很好的应用前景。

本发明涉及一种基于NiFe2O4/NiO/NiFe‑LDH催化剂改善氢化镁储氢性能的方法，属于储氢材料技术领域。所述镁基复合储氢材料由氢化镁和催化剂通过球磨法制备，所述催化剂为镍基过渡金属，步骤为：先将六水合氯化镍、六水三氯化铁、氟化铵和尿素放入塑料杯中搅拌均匀，水热处理后得NiFe‑LDH/FeO(OH)前驱体；将所得NiFe‑LDH/FeO(OH)前驱体置于氩气保护气氛的管式烧结炉中，在不同煅烧温度条件下进行热处理；最后将氢化镁与催化剂以一定质量比球磨，得所述镁基复合储氢材料。本发明所用原料来源丰富，制备流程简单，制备的镁基复合储氢材料结构稳定，具有优异的动力学性能和循环稳定性。

本发明涉及自热催化丙烷部分氧化重整耦合管式固体氧化物燃料电池系统及其催化剂与载体的制备方法，包括燃料电池管、带有催化剂的蜂窝式催化剂载体；燃料电池管包括阴极层、电解质管及阳极层；阳极层位于电解质管的内壁上，阴极层位于电解质管的外壁上；蜂窝式催化剂载体安装在燃料电池管的进气端，且与燃料电池管内腔连通，所述催化剂为钌基活性组分，包括RuO₂或金属Ru，并掺杂CeO₂作为分散助剂，其中Ru的负载量为0.5‑5 wt%，CeO₂占比为0.5‑3 wt%。其优点为机械稳定性好，消除了阳极还原过程对启动时间的影响，并减轻了阳极碳沉积对SOFC性能的影响，快速加热并快速产电。

本申请提供一种制氢系统的制氢性能预测方法、设备及存储介质，该方法包括：在目标区域中确定目标子区域及目标子区域内的目标制氢系统；基于制氢性能预测模型，获取各子区域的目标数据；对各子区域的目标数据进行向量化处理，得到多个向量矩阵；对向量矩阵进行分割处理，并根据分割后得到的向量确定预测向量；根据预测向量对目标制氢系统制备目标氢能产品的制氢性能进行预测，得到并输出目标制氢系统的制氢性能预测值。本申请采用多维度数据输入和机器学习方法，显著提升了制氢性能预测的准确性，为制氢系统的规划和优化提供了有效的决策支持。

本发明提供了一种用于生物油轻质组分蒸汽重整制氢的复合催化剂及其制备方法和应用。本发明通过调控金属离子的添加比例，实现化学性质的优化，以获得最佳复合尖晶石与助剂金属之间的相互作用。复合尖晶石氧化物的形成，丰富了助剂金属的氧化物物种以及催化剂表面氧空位数量，由于大量的助剂金属物种的出现，通过对水的解离致使焦炭快速气化，气化后的还原性气体有利于助剂金属的自还原，这提升镍金属活性的同时还提高了整体催化剂抗结焦的能力，本发明实现了催化剂高效转化和持久稳定性，对生物油轻质组分有着同样良好的催化效果，大大缓解了蒸汽重整中催化剂易积碳、失活和气体甲烷化等问题。

本发明公开了一种从浆态床加氢渣油中提取重金属的方法，以渣油为原料，选用生物质油茶果壳作为滤料，采用减压‑热抽滤法脱除浆态床渣油里的重金属，然后将滤渣依次进行空气焙烧和碱液浸出对残渣油中的金属钒、钼和镍进行分离回收。本发明通过考察不同溶剂、不同溶剂与原料的配比、不同滤料用量、不同温度等因素对金属钒、钼、镍的脱除效果，得出在含有2%生物质滤料的滤饼，焙烧温度为550℃，焙烧时间为6h下，滤饼烧失率为98.01%，具有最佳的金属回收效果，钼的沉淀率93.12%，钒沉淀率为81.25%，镍的沉淀率为85.56%。

本发明公开了电催化剂及制备、应用和联产电能、氢气的生物质衍生醛燃料电池。具体涉及一种高效催化醛基氧化产氢的电催化剂的制备和可同步产生电能和氢气的生物质衍生醛燃料电池的构建。该电池在室温下，实现了较高的输出功率密度(173.5mW/cm2)、较高的法拉第效率(接近100％)和较快的制氢速率(1.96mmol/cm2/h)，在现有的研究中处于领先水平。此外，本发明在发电的同时，阳极的生物质衍生醛被氧化成对应的羧酸类化合物，此过程在室温常压下进行，且反应灵活可控，相比于传统的醛类氧化技术具有更高的安全性和经济性。在发电、制氢、生物质转化等领域，本发明具有广阔的应用前景。

本发明公开了一种铁掺杂CoNiFe‑LDH/NF纳米线电极的制备及木质素基燃料电池联产航空燃油组分的方法，属于木质素高值化利用领域。本发明的CoNiFe‑LDH/NF纳米线电极的制备方法，包括以下步骤：将Co源、Ni源、Fe源、尿素和氟化铵溶于水，得到水热反应溶液；将泡沫镍置于所述水热反应溶液中，进行水热反应，得到所述CoNiFe‑LDH/NF纳米线电极。以此电极制备的木质素基燃料电池，具有更好的木质素降解活性，可诱导木质素大分子高效地定向解聚为航空燃油前驱体，从而可以提高木质素基燃料电池的各项性能和产物的选择性；将联产的航空燃油前驱体通过加氢脱氧可制备航空燃油组分。

本发明涉及一种基于NiCo2S4催化剂改善氢化镁储氢性能的方法，属于储氢材料技术领域。所述镁基复合储氢材料由氢化镁和催化剂通过球磨法制备，所述催化剂为双过渡金属硫化物NiCo2S4，步骤为：先将六水合氯化镍、六水合氯化钴和尿素溶于水中，摩尔比为1:2:6，水热处理后得NiCo前体；将0.5g NiCo前体分散在40mL水中，超声分散均匀，将20mL 0.02M硫化钠溶液慢慢滴入NiCo前体分散液中，水热处理得双过渡金属硫化物NiCo2S4；最后将氢化镁与催化剂以不同质量比球磨，得所述镁基复合储氢材料。本发明所用原料来源丰富，制备工艺简单，制备的镁基复合储氢材料结构稳定，具有优异的动力学性能和循环稳定性。

本发明公开了一种糠醛水相重排加氢催化剂及其制备方法与催化糠醛水相重排加氢制备环戊醇的方法；该催化剂为二氧化硅负载金属；所述的金属为铜、镍、钴、锌中的至少一种；所述的金属占催化剂总重量的0.25‑11％；将该催化剂、糠醛和水加入间歇式密闭高压反应釜，搅拌下进行催化选择加氢制备环戊醇；制备了锌掺杂的页硅酸铜催化剂，该催化剂在改性后并未破坏原有的页硅酸铜相，且明显提高催化剂酸性尤其是路易斯酸位点；并且改性后的页硅酸铜催化剂颗粒均匀，比表面积以及酸性提高，价格低廉具有可再生性，具有广阔的工业化应用前景。

本发明提供了一种流道结构及质子交换膜水电解槽，属于质子交换膜水电解槽技术领域。它解决了现有平行流道电解槽中流道向多孔电极对流传质弱的问题。它包括具有进口与出口的直流道，直流道的一侧为气液扩散层，直流道与气液扩散层相邻的两侧分别设有突扩凹槽，突扩凹槽的一侧为气液扩散层，位于一侧的突扩凹槽与位于另一侧的突扩凹槽相对设置，直流道内还设有扰流结构，扰流结构位于两相对设置的突扩凹槽之间。由于在直流道内设置扰流结构，可对流体产生扰动，阻止气泡积累形成段塞、环空流，利于液态水的流动；突扩凹槽增大直流道内液态水向气液扩散层的对流传质，提高液态水分布的均匀性与产气速率，增加电解槽的性能。

本发明公开了一种用于催化甲烷裂解制氢的负载型催化剂及其制备方法和应用，涉及甲烷制氢催化剂的技术领域；包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述活性组分为过渡金属氧化物，所述载体为纯硅分子筛，所述催化剂中过渡金属原子的质量分数为0.5‑5％。催化剂中活性组分过渡金属氧化物均匀分散于纯硅分子筛表面，具有较高的催化活性和稳定性。催化剂活性可以保持12小时，并且在进行再生处理之后，催化剂无失活现象。

本发明公开了一种Ru/CaTiO3催化剂催化二苯醚加氢反应制备环己烷和环己醇的方法，该方法是在H2和溶剂的存在下，采用Ru/CaTiO3催化剂催化二苯醚加氢反应制备环己烷和环己醇，反应温度为0～50℃，反应时长0.5～30h，H2压力为0.01～6MPa；本发明所用催化体系在室温常压下具有较高的催化活性和氢解性能，用于二苯醚加氢制环己醇和环己烷的反应中，实现了二苯醚的高效催化转化，并且易于从反应体系分离，经过多次循环利用活性无明显降低，适合规模化生产使用；涉及催化技术领域。

本发明提出了一种铜基催化剂及其制备方法与其在自增压式光热催化甲醇蒸汽裂解制氢中的应用，属于甲醇裂解制氢技术领域。本发明以载体、可溶性铜盐、模板剂、抗氧化剂和NaBH4为原料制备铜基催化剂，其中可溶性铜盐中铜的质量为所述载体质量的15%‑30%，之后将所述铜基催化剂与甲醇无接触置于同一密闭容器中，之后冲入惰性气体增压，在加热条件下进行光照，得到汽化的甲醇蒸汽与铜基催化剂接触发生裂解，实现甲醇蒸汽裂解制氢。本发明在催化裂解制氢过程中将催化剂和甲醇进行分离，并在热催化作用下同时引入光源，从而降低所需的反应温度，提高产氢率。

本发明公开了一种低温下催化甲醇水蒸气重整制氢的方法，属于催化制氢技术领域。本发明主要是将光源引入传统热催化剂CuZnAl热催化过程中，通过光辅助热的方式以热能和光能同时活化催化剂驱动催化反应过程，使催化剂在较低温度下表现出很好的催化活性，以达到高效率且高选择性的生产氢气，实现低温下进行甲醇水蒸气重整制氢，同时可降低CO选择性和抑制积碳，提高催化剂稳定性。

本发明公开了一种碱性气‑固相光热催化重整醇类水蒸汽制氢方法，所述方法包括以下步骤：S1、取反应釜，该反应釜一端设有光窗，反应釜内部设有多孔支撑架，用于支撑玻璃片；S2、将碱性醇类水溶液加入到反应釜中，充当反应底物，放入多孔支撑架，将表面负载有催化剂的玻璃片放置在多孔支撑架上，所述表面负载有催化剂的玻璃片未浸入反应底物中；S3、反应釜安装完毕后，用惰性气体排出釜内空气，对反应釜进行加热，光源透过光窗照射催化剂，汽化的醇类水蒸汽经过多孔支撑架与催化剂接触，制得氢气。本发明将催化剂和碱性醇类水溶液进行分离，能在相同反应条件下实现更高的氢气产量，减少了电能或化石燃料的消耗，有助于降低生产成本。

本发明公开了一种利用Cu基催化剂整合二氧化碳捕集和加氢制甲醇的方法；通过掺杂C、P等元素保护负载的铜基催化剂，其制备方法以铜源、铝源为原料，氨水为沉淀剂，可溶性糖类为碳源，磷酸为磷源，采用浸渍‑煅烧‑还原得到掺杂C、P等元素的负载铜基催化剂，该催化剂组分包括Cu、Al2O3、C或P等成分。本发明中的铜基催化剂实现了液相下二氧化碳捕集和加氢制甲醇，解决了液相下二氧化碳加氢制甲醇产率低的问题。

本发明公开了一种基于燃料适度还原制氢同时实现燃烧后捕集CO2的方法与系统。一种基于燃料适度还原制氢同时实现燃烧后捕集CO2系统，包括闭环依次连接的碳酸化反应器、煅烧反应器、空气反应器；还包括闭环连接的还原反应器、制氢反应器；所述还原反应器还与煅烧反应器连接。采用本发明的基于燃料适度还原制氢同时实现燃烧后捕集CO2系统，可以实现燃料化学能的梯级利用，减小煅烧炉的不可逆损失，降低排放源CO2捕集能耗，同时无需分离过程可以得到高纯度的氢气。