氢能专利库

本发明涉及一种基于医疗废水的微生物燃料电池的制备方法，包括以下步骤：步骤1，采集医疗废水；步骤2，以LB溶液为微生物培养基材料；步骤3，吸取采集的废水样品原液加入液体培养基培养；步骤4，重复培养；步骤5，组装MFC电池，并将已纯化培养的混合菌液加入到组装好的MFC电池中培养；步骤6，培养结束后，将电池接入电路，期间记录系统电压数据；步骤7，之后用配置好的阳极液替换菌液，待得到稳定的3‑5个电压周期后，MFC系统的驯化过程完成，即得到基于医疗废水的微生物燃料电池。本发明通过对复杂阳极微生物的驯化培养及对微生物群落结构的分析，为进一步筛选微生物燃料电池的高效能产电菌种提供了积极的指导意义。

本发明涉及一种添加磺化碳纳米管的自修复质子交换膜及其制备方法，自修复质子交换膜按照重量份数计算，包括：六氟丁基丙烯酸酯50份、丙烯酸20份、偶氮二异丁腈10份、N,N‑二甲基甲酰胺10份、PFSA溶液50份、单壁碳纳米管1‑2份、浓硫酸25份、浓硝酸75份。本发明提供的质子交换膜及其制备方法，重点是将磺化后的碳纳米管添加到HFBA‑co‑AA共聚物与PFSA复合所形成的自修复质子交换膜中，最终合成开发出了具有快速响应、自愈合和优异机械性能的质子交换膜。

本发明公开了一种缺陷型钛酸钙可见光催化剂的制备方法，以及其在制氢中的应用。该缺陷型钛酸钙可见光催化剂为钛酸钙的粉末，其表面具有缺陷的氧空位，X射线光电子能谱的O 1s的峰去卷积后的两个峰：Olatt峰位于ca.529.0eV，Oads峰在ca.531.8eV，其Oads/Olatt比值为1.85。本发明具有合成方法简单，全过程的条件可控，价格低廉的优点。本发明所得到的催化剂具有高效率，高选择性，高稳定性，特别是析氢反应是原始CaTiO3析氢气的速率的65.2倍。

本发明公开了一种催化加氢的催化剂及其制备方法与应用。一种催化加氢的催化剂，所述催化剂为负载铜元素和钴元素的钴酸镧。本发明选择Cu/Co@LaCoO3，该催化剂能够在比其他催化剂使用更少的氢气和更低反应温度的情况下具有更高的转化率和选择性。该催化剂应用于催化糠醛制备1,2‑戊二醇和1,5‑戊二醇，糠醛的转化率为最高100％；1,2‑戊二醇的选择性为22.9％；1,5‑戊二醇的选择性为52％。

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池热管理系统及控制方法，包括燃料电池电堆、驱动机构、冷却液储罐、加热回路、散热回路和余热利用回路，所述加热回路与散热回路并联设置，所述余热利用回路与加热回路、散热回路并联设置。该燃料电池热管理系统及控制方法，采用液态金属作为冷却工质，利用其热导率高且粘度与水接近的优点，可以在较小的泵送功耗下显著增强燃料电池的散热性能与温度均匀性，从而减小散热器尺寸以提高系统的结构紧凑性，此外，通过散热回路、加热回路与余热利用回路的协调工作，可以实现优异的散热性能、快速的冷启动与高效的系统综合能效，从而保证氢燃料电池电堆与系统的高效长寿命运行。

本发明涉及氢燃料电池技术领域，公开了一种具有自愈合能力的质子交换膜及其制备方法，该交换膜是由如下组分制成：醇类聚合物固体、去离子水、Nafion溶液以及5％稀硫酸，所述各组分的质量份数比为：醇类聚合物固体20‑50份、去离子水40‑60份Nafion溶液10‑20份以及5％稀硫酸10‑20份。本发明提供的质子交换膜，在质子膜与边框交界处受到不同应力刺激时质子膜受损时，在膜电极所处的环境下，给予此处的质子膜设定的压力和湿度，醇类聚合物与醇类聚合物之间、醇类聚合物与Nafion之间形成大量的氢键，在设定的压力下，实现良好的质子膜自修复，从而完成对质子膜破损位置的修复。

本发明涉及生物电化学技术领域，且公开了一种催化层、制备方法以及微生物燃料电池，将乙炔黑和F@SiO2催化剂混合，然后逐滴加入去离子水，得到溶液一；在溶液一中加入全氟磺酸型聚合物溶液和纯异丙醇溶液，搅拌均匀，得到悬浮液；将悬浮液涂覆到碳布上，在所述碳布上形成涂层，干燥，得到催化层，该催化层、制备方法以及微生物燃料电池，以F@SiO2催化剂为原料，与贵金属铂及其贵金属复合物相比，F@SiO2催化剂的原料来源广泛、价格低廉，是一种很好的氧还原反应催化剂。

本发明涉及无机材料制备领域，公开了一种催化转移加氢的催化剂、制备方法与应用。所述催化剂的结构为单金属负载在碳基二氧化硅上；所述单金属来自第四周期过渡元素。该催化剂的制备方法是通过搅拌、水热、一步法合成催化转移加氢的催化剂。所述催化转移加氢的催化剂催化5‑羟甲基糠醛制备2,5‑二甲基呋喃，HMF的转化率为最高的100％；DMF的选择性大于95％，高达99％；且上述催化转移加氢的催化剂具有良好的稳定性和循环使用性，经过多次循环使用，仍然具有较高的转化率和选择性。

本发明公开一种微生物燃料电池阴极、制备方法及其应用，属于环保新能源领域。所述微生物燃料电池阴极包括电子受体，所述电子受体为纳米金属氧化物；本发明以金属氧化物阴极自身作为电子受体，与生物阳极构成电池，无需额外添加其它物质，无需隔膜，减小了电池内阻，以所述金属氧化物阴极自身作为电子受体发生还原反应，降低了阴极极化引起的电压及能量损失，可以延长微生物燃料电池稳定输出电压过程。

本发明提供了一种具有高可见光制氢活性的ZnOxSy光催化剂及其制备方法。所述ZnOxSy光催化剂的制备方法包括采用水锌矿和硫脲在水溶液中高温水热反应，形成Zn‑O‑S复合物；再进一步采用热处理获得结构稳定的ZnOxSy光催化剂。该方法制备的复合光催化剂结构稳定，具有好的可见光吸收和快的光生电子‑空穴转移能力，该光催化剂具有高的光催化分解水制备氢气的活性，有广阔的应用前景。本发明所使用的设备简单、原料廉价易得、工艺过程简单环保，有工业化生产价值。

本发明提供了一种甲酸制氢催化剂及其制备方法和应用。本发明的甲酸制氢催化剂中，负载有过渡金属元素，当过渡金属元素为钯时，催化剂对甲酸制氢效果最好。由于XC‑72R炭黑具有比表面积大的优点，并且氮和硼掺杂后的催化剂载体对钯在催化剂上的分散具有促进作用，可以通过促进钯在催化剂载体上的分散，从而提升催化剂的活性。因此，通过合适的催化剂载体提高了甲酸氢的选择性和催化活性，使得本发明的甲酸制氢催化剂，具有优异的甲酸分解制氢性能。

本发明属于催化剂材料制备技术领域，公开了一种催化加氢的催化剂及其制备方法与应用。该催化剂包括金属有机骨架化合物和掺杂于所述金属有机骨架化合物上的两种金属；所述两种金属为铜和钴。该催化剂能够在较温和的条件下具有高催化转移加氢活性，表现出高转化率和高选择性。将该催化剂应用于催化5‑羟甲基糠醛制备2,5‑二羟甲基呋喃中，5‑羟甲基糠醛的转化率大于97％，高达99.5％；2,5‑二羟甲基呋喃的选择性大于95％，高达97.7％。该催化剂还具有良好的稳定性和循环使用性。该催化剂通过溶剂热反应，一步法合成，其制备方法简单，操作简便，制备效率高。

本发明涉及催化剂技术领域，具体公开了一种微生物燃料电池阴极催化剂，所述微生物燃料电池阴极催化剂为CaFe1‑XCuXO3，其中，0≤X≤0.5。本发明微生物燃料电池阴极催化剂，与Pt/C催化剂相比，制作成本低廉且流程简单，原料来源广泛，应用于微生物燃料电池中，成本较低、维护简单、输出稳定且功率较高。同时，本发明还公开一种微生物燃料电池阴极催化剂的制备方法与应用。

本发明属于催化剂材料制备技术领域，公开了一种催化转移加氢的催化剂及其制备方法与应用。该催化剂包括金属有机骨架化合物和负载于该金属有机骨架化合物上的金属钴；金属钴的负载量为6％‑35％。本发明提供的催化剂选用MOFs材料负载金属钴，具有高活性，高选择性；催化剂稳定性强，骨架结构稳固，不会出现坍塌而影响催化效果。采用本发明提供的催化剂催化5‑羟甲基糠醛制备2,5‑二羟甲基呋喃时，在使用溶剂作为氢供体、较低反应温度和较短反应时间时，催化剂仍表现出高活性，HMF转化率高达98.5％，DHMF选择性高达95.6％。本发明提供的催化剂的制备方法简单，易操作，对设备要求低，合成成本低。

本发明提供了一种无隔膜微生物燃料电池装置及制作方法，包括阳极、阴极和反应容器，反应容器包括反应室和容器壁，容器壁的材料为透光材料；阳极为碳毡，阳极设置在反应室内；阴极嵌合在容器壁的侧壁上使得阴极的一个侧面裸露在反应室内且阴极的另一个侧面裸露在反应容器外，阴极由内至外依次包括催化层、碳布层、碳基层和扩散层，阴极的催化层裸露在反应室内，所述阴极的扩散层裸露在反应容器外，扩散层为固化的疏水高分子有机物涂层。本发明的无隔膜微生物燃料电池装置，不设置质子交换膜，阴极通过在碳基层上设置扩散层，避免了水分损失，而且能够控制合适量的氧气透过扩散层传送到催化层，提高阴极还原反应的效率，提高了库伦效率。

本发明提供一种用于制氢的硫化镉和硫化锌核‑壳结构光催化材料制备方法。该方法包括水热法制备形貌均一的硫化镉纳米短棒；再进一步通过水热法在硫化镉纳米棒表面包覆上硫化锌纳米颗粒。该方法制备的核‑壳结构光催化材料的形貌均一，并且该光催化剂材料具有很高的光催化制氢效率，具有广阔的应用前景。本发明所使用的制备方法、工艺简单环保；原料及设备廉价易得，成本低；合成时间短、效率高，有很大的工业化生产前景。

本发明属于催化剂材料制备领域，公开了一种用于5‑羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂及其制备方法和应用。本发明以水热法合成MOF‑199作为前驱体，然后通过热处理，制备Cu/Cu2O复合活性铜催化剂。本发明主要通过控制热处理时的气氛种类和含量，定向调控铜催化剂中的Cu2O含量，进而选择性调控5‑羟甲基糠醛选择性催化剂加氢的产物为2,5‑呋喃二甲醇(DMF)或2,5‑二甲基呋喃(DHMF)，以满足生产需要。本发明操作简单，铜高度均匀分散，在选择性加氢制取DMF和DHMF时，5‑羟甲基糠醛的转化率均能达100％，DMF的选择性高达90％，DHMF的选择性高达85％，催化剂具有高活性，高选择性特点。

本发明涉及生物电化学技术领域，具体公开了一种催化层的制备方法、催化层及微生物燃料电池。催化层的制备方法包括步骤：S1、将乙炔黑和Co/UiO66催化剂混合，然后逐滴加入去离子水；S2、再加入全氟磺酸型聚合物溶液溶液和纯异丙醇溶液，搅拌均匀，得到悬浮液；S3、将悬浮液涂覆到碳布上，在碳布上形成涂层，干燥，得到催化层。本发明所提供的催化层的制备方法中，创造性地以Co/UiO66催化剂为原料，与贵金属铂及其贵金属复合物相比，Co/UiO66催化剂的原料来源广泛、价格低廉，是一种很好的氧还原反应催化剂。应用于微生物燃料电池中，能够提高微生物燃料电池的稳定性、降低其运行费用、提高阴极电子传递速率。

本发明公开了一种碳复合钴催化剂，催化层制备方法及微生物燃料电池。涉及生物电化学领域。该催化剂的材料为碳复合钴，利用四水合乙酸钴通过化学反应、物理分离等方法制备得到微生物燃料电池碳复合钴催化剂阴极。通过该方法制备的微生物燃料电池，其碳复合钴催化剂的原料与贵金属铂及其合金材料相比，来源广泛，价格较低，制备的碳复合钴非贵金属催化剂阴极具有较大的表面积、优秀的电导率和稳定的电子迁移，电流密度高等特点。应用于微生物燃料电池中，成本较低，运行稳定，输出功率较高，制作简单能广泛应用于包括微生物燃料电池、水污染处理中。

本发明公开了一种玉米芯催化剂，催化层的制备方法及微生物燃料电池。涉及生物电化学领域。该催化剂的材料为玉米芯，催化层的制备方法是通过将玉米芯材料负载到碳布的方法得到微生物燃料电池负载有玉米芯碳布的阴极。通过该方法制备的微生物燃料电池，其玉米芯催化剂的原料与贵金属铂及其合金材料相比，预处理较易、低廉、来源广泛，制备的负载有玉米芯催化剂的阴极具有较稳定的输出电压、较强的导电性能、较稳定的功率密度、有利于氧化还原反应的反应进程，在微生物燃料电池中成本较为低廉、功率密度较高、运行较稳定能广泛应用于包括微生物燃料电池、锂电池或超级电容器等领域。