氢能专利库

本发明公开了一种高安全的模块化氢燃料电池实训教学平台，该发明针对氢燃料电池实训教学平台进行模块化设计，包括燃料电池电堆、氢气供给模块、空气供给模块、冷却模块、数据采集及控制模块、氢安全模块、人机交互模块、电堆性能测试模块和电源模块，便于拓展和二次开发。该平台具有多重安全防护设计，能够有效避免氢气泄漏导致的危险情况。同时，通过与该平台的数据采集及控制模块以数据线连接，可以导入定制的实验和课程，以及导入不同工况，满足多种实验和教学需求。此外，通过该平台的人机交互模块，能够观察和调节各模块的运行参数，交互性强，同时该模块能够以图像的形式动态地呈现各模块的运行状态，可视化程度高。

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池热管理系统及其工作方法。所述的燃料电池热管理系统包括燃料电池电堆、超薄均热板、水冷模块、保温加热模块和控制模块。所述燃料电池电堆的双极板上设置有插槽，所述超薄均热板的导热段嵌于插槽内，相邻两块超薄均热板的控温段分别与冷却模块和保温加热模块连接。所述燃料电池热管理系统利用超薄均热板的均温特性及复合相变材料储存潜热的特性，配合控制模块实现对燃料电池电堆的高效热管理。本发明提出的燃料电池热管理系统具有系统可靠灵活、电池温度分布均匀稳定、热量调控高效节能等优点。

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池气体扩散层‑rGO@Ni/Nifoam的制备方法及应用。在三电极电化学电池中以氢气泡为模板，通过电沉积法在泡沫镍上电沉积出三维镍纳米颗粒；将带有镍纳米颗粒的泡沫镍浸入氧化石墨烯水溶液中反应，利用三维镍颗粒原位还原氧化石墨烯，由此形成rGO@Ni/Nifoam产物。通过本发明，泡沫镍表面可沉积出镍纳米颗粒，氧化石墨烯还原程度高，能够有效降低气体扩散层与集电板之间的接触电阻。相较于直接利用泡沫镍(骨架)还原氧化石墨烯，不会腐蚀泡沫镍基材。相较于还原剂法还原氧化石墨烯，不涉及有毒还原剂的介入，安全性高、可操作性强。

本发明公开的一种质子交换膜燃料电池水管理系统，包括PEMFC模块、氢气供应装置、氢气供应一路、第一加湿装置、第一储液装置、第一尾气排出通道、氢气供应二路、第三储液装置、第二尾气排出通道、空气供应装置、第二加湿装置、第二储液装置、空气供应一路、第三尾气排出通道、第四储液装置、第四尾气排出通道和空气供应二路。还提供了相应的控制方法。通过控制气体流动方向，实现供气方向的转换，使电堆内水分布均匀。并可将尾气导入加湿罐中与新鲜气体混合，实现气体的自增湿。本发明能有效提高电堆的性能，变向供气解决了燃料电池内水分布不均匀的问题，同时解决了气体出口处易发生水淹而导致传质困难进而造成电堆整体性能下降等问题。

本发明公开的一种双重强化对流的质子交换膜燃料电池流道，包括置于流场板上的电池流道，所述电池流道两侧设有若干个弧形缺口单元阵列，每个弧形缺口单元的一侧为斜面，两侧相邻的两个弧形缺口单元通过斜面形成通道；在流道入口处，气体经过弧形缺口在横向上强化对流传递，同时在纵向的斜面通道强化向下层催化层的传递效应，使得催化层内氧气的分布更为充分，显著增强了流道中气体的速度，有利于气体的扩散传输和产物水的排出，从而提高了电池性能。

本发明公开了一种应用于燃料电池的辅助低温冷启动系统及其控制方法，所述的辅助低温冷启动系统包括氢气供给模块、空气供给模块、催化燃烧加热模块、电加热模块、冷却液循环模块、尾气处理模块、控制模块、燃料电池电堆。所述的辅助低温冷启动系统具有模式一、模式二两种辅助启动模式。所述的模式一启动时，催化燃烧加热模块和电加热模块同时工作。所述的模式二启动时，电加热模块工作，氢气供给模块和空气供给模块开启，燃料电池电堆开始低功率运行。本发明提出的辅助低温冷启动系统采用模块化设计，具有启动速度快、能量利用率高、系统安全可靠等优点。