找到210项技术成果数据。
找技术 >混合动力汽车集成优化技术与平台
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
合作方式:☐整体转让 ☒技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____成果简介:针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。成熟程度及推广应用情况:目前处于何种研发阶段:☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化。推广应用情况:研究成果已经在加拿大 BC 轮渡公司混合动力船舶改造采用,在加拿大 Seaspan 远洋公司混合动力船舶改造应用。期望技术转移成交价格(大概金额):面议。技术优势:具有完全自主知识产权,提供整车系统设计、离线控制集成优化技术,技术成熟,根据车辆运行环境及工作特点进行车型的设计与控制集成优化;具有包括内燃机、电池、燃料电池等多种混合动力技术,适用于商用卡车、乘用车、非标车辆等多种复杂运输环境。具有完备的设计、仿真、测试手段,经验丰富。性能指标:针对所需的控制系统复杂度,可实现整车集成优化从分钟级到周级的优化配置。快速开发整车架构与配置。市场分析:可面向整车企业,如理想汽车等。经济效益分析:缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程;提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率;提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。成果亮点:1. 具有自主知识产权。2. 成果来源:来源于加拿大自然基金项目、Seaspan 企业横向项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进。
燃料电池内部温湿度检测装置
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于燃料电池测量技术领域,涉及燃料电池内部温湿度检测装置。通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中,实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测,减少由于安装传感器对燃料电池结构产生的影响。多个支路电路板通过排针电连接于控制电路板,每个支路电路板安装有至少两个温湿度传感器,温湿度传感器共用底线和电源线,有效减少布线面积,方便对发生故障的温湿度传感器进行拆装和替换。对电池内部局部电化学反应进行监测,通过调节外部输入参数可以避免燃料电池的不良反应发生,进而达到优化性能和提高寿命的效果。采用无线传输方式减少繁琐接线,方便检测双极板装配,避免错接和断路现象。
一种高温离子液体基燃料电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于电化学及能源材料技术领域,公开了一种高温离子液体基燃料电池,本发明的燃料电池的阴极中包含具有三元电导率(电子、质子、氧离子)的非铂基氧催化剂,使用具有高稳定性以及高离子电导率的离子液体制备离子液体基电解质隔膜应用到燃料电池中,可以配合性地使燃料电池具有优异的效果,本发明的燃料电池可在250~350℃稳定工作,可以直接使用碳氢作为燃料,可有效解决目前质子交换膜燃料电池中对铂等贵金属催化剂的高依赖性、燃料单一性(只能使用纯氢气做燃料)、催化剂易中毒、水热管理系统复杂等问题,本发明的燃料电池可以是双腔室燃料电池或单腔室燃料电池,有望实现其在交通工具、便携式发电装置等领域的广泛应用。
质子交换膜燃料电池模块
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池以其环境友好、能量转化效率高、适于能源可持续发展的特点,得到国内外政府、企业、学术界广泛重视。可以给人们高效、清洁能源环境的燃料电池技术也已经进入商业化应用的前夜。作为燃料电池发电系统的核心部件-燃料电池模块/组的成功开发对燃料电池推广应用起着至关重要的作用。该成果使燃料电池易于组装、出电流电压不易灵活调节、流体分配均一、电堆安装尺寸适应各种尺寸需求。燃料电池模块由若干个电池堆组成,而每个电池组又由若干片单电池组成,利用电池组的串并联方式保证输出电压在130-520V之间进行改变,输出电流可以在0-500A之间灵活调节,同时实现同电路电压的良好兼容、与系统快速简洁装配。该项成果已经申请多项发明和实用新型专利,随着燃料电池商品市场的进一步成熟,将具有广阔的应用前景。未来的环保节能的交通体系、家庭能源供应设施、乃至特殊动力驱动系统都是该项成果的应用领域。因此,进期需要进一步加强的是推进燃料电池的多堆模块智能化发展,使其具备一定的计算、自我诊断能力、一定的单元操作与预测控制能力,从而更方便与应用系统进行优化集成。同时,还需要制定相应的操作使用标准、扩大投资规模以降低生产成本、改善生产环境、开发系列化产品以实现燃料电池技术的规模应用。大连化物所和课题合作单位大连新源动力股份有限公司致力于推进燃料电池技术的产业化发展。已经初步具备小批量试制、机械化组装的工程力量,拥有一批用于连续生产和性能测试的生产设备、工艺模具、检测平台;在人才培养方面更是注重应用研究与基础研究并重,工程开发与技术服务同行,重视多层次、多方位人才培养和锻炼,为燃料电池技术产业化提供全方位的人力资源储备。成果进一步实施产业化面临的最大问题就是生产成本太高,整体资源投入不足。由于核心部件的重要材料如电催化剂、质子交换膜、碳纸支撑体都是从国外进口得到。国内可以满足商业化运作的产品供应链没有形成。为了防止国外贵重材料的高价垄断和高新技术转化困难,需要国内社会资源投入燃料电池及相关技术研发和生产,催生国内功能结构材料的供应市场,推进燃料电池技术的产业化发展。合作方式:生产环境。
一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
p 摘要:本发明公开了一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用。该方法以二氧化硅小球为模板,将苯胺在该小球周围聚合,依次经过碳化、刻蚀二氧化硅小球后得到掺氮、二氧化硅修饰的多球腔碳材料。多球腔碳材料的球形腔体的尺寸可控,同时具有一定的氧还原电化学活性,因此可用作与电催化相关的材料。此外,修饰二氧化硅能让多球腔碳材料具有自增湿的性能。本发明以二氧化硅‑多球腔碳材料作为载体负载Pt制备的催化剂,电催化性能高、在低湿度下性能和稳定性好、使用寿命长,是燃料电池阳极催化剂的理想选择,由此表明本发明的二氧化硅‑多球腔碳材料可作为燃料电池阳极催化剂的载体材料和膜电极自增湿相关的材料。 /p
直接甲醇燃料电池研制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要研究内容1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。2、固体高分子膜防透醇研究。3、三合一膜电极制备技术研究。4、单体电池的设计与性能研究。5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标阳极铂载量≤3mg/cm2,阴极铂载量≤1mg/cm2;80℃,单体电池比功率≥80mW/cm2;30℃,阴极为常压空气,单体电池比功率≥12mW/cm2;8W样机正常运行40h。产业化前景DMFC属高技术含量、高附加值产品,是下一代高能电源。可广泛应用手机、笔记本电脑、摄像机等个人电子产品。日本东芝和NEC已推出用于笔记本电脑的DMFC样机,东芝还同时宣布将在2005年实现DMFC笔记本电脑的商业化。据统计,2003年中国大陆笔记本电脑出货量1500万部,占全球40%,国内市场销量150万部;预计到2008年,全球笔记本电脑市场将达到6000万部。目前笔记本电脑电源多使用锂离子电池,由于其比能量的限制,供电时间短,已远远不能满足用电需要。笔记本电脑的电源如果转向DMFC,将大大提高供电时间,因此市场前景很好。经济与社会效益随着我国经济的迅猛发展,国内笔记本电脑市场也成长迅速。这就为高容量笔记本电脑电源--直接甲醇燃料电池(DMFC)提供了广阔的应用前景。在小型DMFC技术基础上,进一步开发大功率、组合式DMFC系统,可用于电动车、混合电动车电源,它比氢氧型质子交换膜燃料电池携带和供应燃料简便、安全,将成为很有前途的动力电源。甲醇燃料属于洁净能源,在DMFC生产及使用中均对环境无害,同时来源广泛,是很好的石油、煤炭类石化能源的替代品之一。又因其热效率高,可以实现有限资源的高效利用。关于甲醇的制备和来源,可采用洁净煤气化技术,进而大规模合成甲醇。甲醇还可通过农作物的酿造加工而成。世界各国均在大力发展燃料电池产业,DMFC是各国竞相开发的重点,发展DMFC有利于提高我国在燃料电池产业的竞争力。应用领域直接甲醇燃料电池DMFC可以作为便携式电源广泛应用于移动通讯如手机、笔记本电脑、摄像机等;由于其能量密度大、无噪音,还可以广泛应用于军事领域,如单兵作战系统、潜艇等;DMFC还可以作为动力电源或辅助动力电源用于交通工具,如汽车,火车的空调电源等等。合作意向
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
(高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学一等奖)) 成果简介: 能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题, 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点,是影响装备性能的关键热物 理问题,对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作,取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有: 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性:创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律;发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象;揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律;阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征;厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理;揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律,获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型:建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型,揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系;建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型,阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性,为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法;建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型,为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法;提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型,首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为,揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法:基于分区耦合强化传热思想,提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法;通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池,显著提升了电池性能;利用石墨 烯表面修饰,实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化;创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控,结合表面修饰和弥 散光导体技术,实现微生物生化转化全过程强化;提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构,强化了质子传输,大幅提升了微生物燃料电池性能。
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果简介: 汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
应用于燃料电池的煤油超深度脱硫技术及重整技术的开发
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池作为高节能性,环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气,甲醇,DME,轻质馏分,汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中,煤油具有价格便宜,携带便利,常温下稳定性高,供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭,汽车,野外或者是灾害时,成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫,在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话,需要十分巨大的设备投资,实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中,但是吸附选择性低,使用了无法再生的高价吸附剂,处理能力也比较低。项目特色本技术采用和现在的研究完全不同的想法,利用常压低温下的氧化反应,将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化,并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜,是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外,像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和,应用于燃料电池的燃料油重整器,可以很容易使燃料电池小型化,轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比,本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比,脱硫效率高数十倍,对于硫氧化物的选择吸附性高,吸附剂可以再生,吸附剂的使用量减少,可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统,制造出氢气提供给燃料电池。项目应用前景1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器图1是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物DBT在催化剂及氧化剂存在下,在常压低温下很容易氧化,生成硫氧化物,然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂,通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器,然后,常温常压下通过吸附器进行吸附,除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到0.5ppm。2.超深度脱硫煤油的重整反应 图2是利用Ru系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成CO2和H2。从结果来看,不含硫的煤油750度的重整反应活性达到100%,氢气收率达到了80%,而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。3.项目计划a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置,改变催化剂,氧化条件及吸附剂,将煤油中的硫磺含量减少到0.1ppm。b. 试做一套小型化脱硫装置,进行1000,2000,10000小时长期试运转实验,对催化剂,吸附剂的寿命,再生的可能性,装置的长期稳定性进行考察。c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置,利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整,开发高活性,长寿命的重整催化剂。d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器,利用煤油制造氢气提供给燃料电池。e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器(Sulfur Chemiluminescence Detector),氢火焰离子检测器气相色谱(Gas Chromatography-Flame Ionization Detector),热导池检测器气相色谱(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)等
燃料电池质子交换膜的制备研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
以氢气、甲醇、煤气或天然气等燃料为负极,以空气中的氧气作为正极的能量转换装置-燃料电池,具有转换效率高、容量大、比能量高等优点,被认为是最有发展前途的动力电源。但目前燃料电池使用的铂金催化剂、高性能隔膜、高压储氢罐价格高昂,造成燃料电池成本高,推广困难。 本项目针对氢燃料电池隔膜制造过程繁杂、工艺苛刻的现状,提出用静电纺丝制备全氟磺酸纳米纤维膜,应用于燃料电池质子交换膜的研究。通过深入研究全氟磺酸纳米纤维成膜规律,以及掺杂石墨烯提高性能的机理、最佳含量和路径等,提高膜的电导率、机械性能、降低燃料渗透率,获得高性能、低成本质子交换膜。为质子交换膜技术的快速发展奠定理论和技术基础,对加快质子交换膜燃料电池的实际应用有重要意义。
找到210项技术成果数据。
找技术 >混合动力汽车集成优化技术与平台
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
合作方式:☐整体转让 ☒技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____成果简介:针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。成熟程度及推广应用情况:目前处于何种研发阶段:☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化。推广应用情况:研究成果已经在加拿大 BC 轮渡公司混合动力船舶改造采用,在加拿大 Seaspan 远洋公司混合动力船舶改造应用。期望技术转移成交价格(大概金额):面议。技术优势:具有完全自主知识产权,提供整车系统设计、离线控制集成优化技术,技术成熟,根据车辆运行环境及工作特点进行车型的设计与控制集成优化;具有包括内燃机、电池、燃料电池等多种混合动力技术,适用于商用卡车、乘用车、非标车辆等多种复杂运输环境。具有完备的设计、仿真、测试手段,经验丰富。性能指标:针对所需的控制系统复杂度,可实现整车集成优化从分钟级到周级的优化配置。快速开发整车架构与配置。市场分析:可面向整车企业,如理想汽车等。经济效益分析:缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程;提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率;提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。成果亮点:1. 具有自主知识产权。2. 成果来源:来源于加拿大自然基金项目、Seaspan 企业横向项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进。
燃料电池内部温湿度检测装置
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于燃料电池测量技术领域,涉及燃料电池内部温湿度检测装置。通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中,实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测,减少由于安装传感器对燃料电池结构产生的影响。多个支路电路板通过排针电连接于控制电路板,每个支路电路板安装有至少两个温湿度传感器,温湿度传感器共用底线和电源线,有效减少布线面积,方便对发生故障的温湿度传感器进行拆装和替换。对电池内部局部电化学反应进行监测,通过调节外部输入参数可以避免燃料电池的不良反应发生,进而达到优化性能和提高寿命的效果。采用无线传输方式减少繁琐接线,方便检测双极板装配,避免错接和断路现象。
一种高温离子液体基燃料电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于电化学及能源材料技术领域,公开了一种高温离子液体基燃料电池,本发明的燃料电池的阴极中包含具有三元电导率(电子、质子、氧离子)的非铂基氧催化剂,使用具有高稳定性以及高离子电导率的离子液体制备离子液体基电解质隔膜应用到燃料电池中,可以配合性地使燃料电池具有优异的效果,本发明的燃料电池可在250~350℃稳定工作,可以直接使用碳氢作为燃料,可有效解决目前质子交换膜燃料电池中对铂等贵金属催化剂的高依赖性、燃料单一性(只能使用纯氢气做燃料)、催化剂易中毒、水热管理系统复杂等问题,本发明的燃料电池可以是双腔室燃料电池或单腔室燃料电池,有望实现其在交通工具、便携式发电装置等领域的广泛应用。
质子交换膜燃料电池模块
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池以其环境友好、能量转化效率高、适于能源可持续发展的特点,得到国内外政府、企业、学术界广泛重视。可以给人们高效、清洁能源环境的燃料电池技术也已经进入商业化应用的前夜。作为燃料电池发电系统的核心部件-燃料电池模块/组的成功开发对燃料电池推广应用起着至关重要的作用。该成果使燃料电池易于组装、出电流电压不易灵活调节、流体分配均一、电堆安装尺寸适应各种尺寸需求。燃料电池模块由若干个电池堆组成,而每个电池组又由若干片单电池组成,利用电池组的串并联方式保证输出电压在130-520V之间进行改变,输出电流可以在0-500A之间灵活调节,同时实现同电路电压的良好兼容、与系统快速简洁装配。该项成果已经申请多项发明和实用新型专利,随着燃料电池商品市场的进一步成熟,将具有广阔的应用前景。未来的环保节能的交通体系、家庭能源供应设施、乃至特殊动力驱动系统都是该项成果的应用领域。因此,进期需要进一步加强的是推进燃料电池的多堆模块智能化发展,使其具备一定的计算、自我诊断能力、一定的单元操作与预测控制能力,从而更方便与应用系统进行优化集成。同时,还需要制定相应的操作使用标准、扩大投资规模以降低生产成本、改善生产环境、开发系列化产品以实现燃料电池技术的规模应用。大连化物所和课题合作单位大连新源动力股份有限公司致力于推进燃料电池技术的产业化发展。已经初步具备小批量试制、机械化组装的工程力量,拥有一批用于连续生产和性能测试的生产设备、工艺模具、检测平台;在人才培养方面更是注重应用研究与基础研究并重,工程开发与技术服务同行,重视多层次、多方位人才培养和锻炼,为燃料电池技术产业化提供全方位的人力资源储备。成果进一步实施产业化面临的最大问题就是生产成本太高,整体资源投入不足。由于核心部件的重要材料如电催化剂、质子交换膜、碳纸支撑体都是从国外进口得到。国内可以满足商业化运作的产品供应链没有形成。为了防止国外贵重材料的高价垄断和高新技术转化困难,需要国内社会资源投入燃料电池及相关技术研发和生产,催生国内功能结构材料的供应市场,推进燃料电池技术的产业化发展。合作方式:生产环境。
一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
p 摘要:本发明公开了一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用。该方法以二氧化硅小球为模板,将苯胺在该小球周围聚合,依次经过碳化、刻蚀二氧化硅小球后得到掺氮、二氧化硅修饰的多球腔碳材料。多球腔碳材料的球形腔体的尺寸可控,同时具有一定的氧还原电化学活性,因此可用作与电催化相关的材料。此外,修饰二氧化硅能让多球腔碳材料具有自增湿的性能。本发明以二氧化硅‑多球腔碳材料作为载体负载Pt制备的催化剂,电催化性能高、在低湿度下性能和稳定性好、使用寿命长,是燃料电池阳极催化剂的理想选择,由此表明本发明的二氧化硅‑多球腔碳材料可作为燃料电池阳极催化剂的载体材料和膜电极自增湿相关的材料。 /p
直接甲醇燃料电池研制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要研究内容1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。2、固体高分子膜防透醇研究。3、三合一膜电极制备技术研究。4、单体电池的设计与性能研究。5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标阳极铂载量≤3mg/cm2,阴极铂载量≤1mg/cm2;80℃,单体电池比功率≥80mW/cm2;30℃,阴极为常压空气,单体电池比功率≥12mW/cm2;8W样机正常运行40h。产业化前景DMFC属高技术含量、高附加值产品,是下一代高能电源。可广泛应用手机、笔记本电脑、摄像机等个人电子产品。日本东芝和NEC已推出用于笔记本电脑的DMFC样机,东芝还同时宣布将在2005年实现DMFC笔记本电脑的商业化。据统计,2003年中国大陆笔记本电脑出货量1500万部,占全球40%,国内市场销量150万部;预计到2008年,全球笔记本电脑市场将达到6000万部。目前笔记本电脑电源多使用锂离子电池,由于其比能量的限制,供电时间短,已远远不能满足用电需要。笔记本电脑的电源如果转向DMFC,将大大提高供电时间,因此市场前景很好。经济与社会效益随着我国经济的迅猛发展,国内笔记本电脑市场也成长迅速。这就为高容量笔记本电脑电源--直接甲醇燃料电池(DMFC)提供了广阔的应用前景。在小型DMFC技术基础上,进一步开发大功率、组合式DMFC系统,可用于电动车、混合电动车电源,它比氢氧型质子交换膜燃料电池携带和供应燃料简便、安全,将成为很有前途的动力电源。甲醇燃料属于洁净能源,在DMFC生产及使用中均对环境无害,同时来源广泛,是很好的石油、煤炭类石化能源的替代品之一。又因其热效率高,可以实现有限资源的高效利用。关于甲醇的制备和来源,可采用洁净煤气化技术,进而大规模合成甲醇。甲醇还可通过农作物的酿造加工而成。世界各国均在大力发展燃料电池产业,DMFC是各国竞相开发的重点,发展DMFC有利于提高我国在燃料电池产业的竞争力。应用领域直接甲醇燃料电池DMFC可以作为便携式电源广泛应用于移动通讯如手机、笔记本电脑、摄像机等;由于其能量密度大、无噪音,还可以广泛应用于军事领域,如单兵作战系统、潜艇等;DMFC还可以作为动力电源或辅助动力电源用于交通工具,如汽车,火车的空调电源等等。合作意向
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
(高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学一等奖)) 成果简介: 能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题, 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点,是影响装备性能的关键热物 理问题,对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作,取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有: 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性:创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律;发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象;揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律;阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征;厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理;揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律,获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型:建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型,揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系;建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型,阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性,为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法;建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型,为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法;提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型,首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为,揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法:基于分区耦合强化传热思想,提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法;通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池,显著提升了电池性能;利用石墨 烯表面修饰,实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化;创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控,结合表面修饰和弥 散光导体技术,实现微生物生化转化全过程强化;提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构,强化了质子传输,大幅提升了微生物燃料电池性能。
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果简介: 汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
应用于燃料电池的煤油超深度脱硫技术及重整技术的开发
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池作为高节能性,环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气,甲醇,DME,轻质馏分,汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中,煤油具有价格便宜,携带便利,常温下稳定性高,供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭,汽车,野外或者是灾害时,成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫,在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话,需要十分巨大的设备投资,实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中,但是吸附选择性低,使用了无法再生的高价吸附剂,处理能力也比较低。项目特色本技术采用和现在的研究完全不同的想法,利用常压低温下的氧化反应,将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化,并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜,是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外,像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和,应用于燃料电池的燃料油重整器,可以很容易使燃料电池小型化,轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比,本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比,脱硫效率高数十倍,对于硫氧化物的选择吸附性高,吸附剂可以再生,吸附剂的使用量减少,可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统,制造出氢气提供给燃料电池。项目应用前景1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器图1是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物DBT在催化剂及氧化剂存在下,在常压低温下很容易氧化,生成硫氧化物,然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂,通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器,然后,常温常压下通过吸附器进行吸附,除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到0.5ppm。2.超深度脱硫煤油的重整反应 图2是利用Ru系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成CO2和H2。从结果来看,不含硫的煤油750度的重整反应活性达到100%,氢气收率达到了80%,而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。3.项目计划a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置,改变催化剂,氧化条件及吸附剂,将煤油中的硫磺含量减少到0.1ppm。b. 试做一套小型化脱硫装置,进行1000,2000,10000小时长期试运转实验,对催化剂,吸附剂的寿命,再生的可能性,装置的长期稳定性进行考察。c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置,利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整,开发高活性,长寿命的重整催化剂。d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器,利用煤油制造氢气提供给燃料电池。e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器(Sulfur Chemiluminescence Detector),氢火焰离子检测器气相色谱(Gas Chromatography-Flame Ionization Detector),热导池检测器气相色谱(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)等
燃料电池质子交换膜的制备研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
以氢气、甲醇、煤气或天然气等燃料为负极,以空气中的氧气作为正极的能量转换装置-燃料电池,具有转换效率高、容量大、比能量高等优点,被认为是最有发展前途的动力电源。但目前燃料电池使用的铂金催化剂、高性能隔膜、高压储氢罐价格高昂,造成燃料电池成本高,推广困难。 本项目针对氢燃料电池隔膜制造过程繁杂、工艺苛刻的现状,提出用静电纺丝制备全氟磺酸纳米纤维膜,应用于燃料电池质子交换膜的研究。通过深入研究全氟磺酸纳米纤维成膜规律,以及掺杂石墨烯提高性能的机理、最佳含量和路径等,提高膜的电导率、机械性能、降低燃料渗透率,获得高性能、低成本质子交换膜。为质子交换膜技术的快速发展奠定理论和技术基础,对加快质子交换膜燃料电池的实际应用有重要意义。
找到210项技术成果数据。
找技术 >混合动力汽车集成优化技术与平台
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
合作方式:☐整体转让 ☒技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____成果简介:针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。成熟程度及推广应用情况:目前处于何种研发阶段:☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化。推广应用情况:研究成果已经在加拿大 BC 轮渡公司混合动力船舶改造采用,在加拿大 Seaspan 远洋公司混合动力船舶改造应用。期望技术转移成交价格(大概金额):面议。技术优势:具有完全自主知识产权,提供整车系统设计、离线控制集成优化技术,技术成熟,根据车辆运行环境及工作特点进行车型的设计与控制集成优化;具有包括内燃机、电池、燃料电池等多种混合动力技术,适用于商用卡车、乘用车、非标车辆等多种复杂运输环境。具有完备的设计、仿真、测试手段,经验丰富。性能指标:针对所需的控制系统复杂度,可实现整车集成优化从分钟级到周级的优化配置。快速开发整车架构与配置。市场分析:可面向整车企业,如理想汽车等。经济效益分析:缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程;提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率;提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。成果亮点:1. 具有自主知识产权。2. 成果来源:来源于加拿大自然基金项目、Seaspan 企业横向项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进。
燃料电池内部温湿度检测装置
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于燃料电池测量技术领域,涉及燃料电池内部温湿度检测装置。通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中,实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测,减少由于安装传感器对燃料电池结构产生的影响。多个支路电路板通过排针电连接于控制电路板,每个支路电路板安装有至少两个温湿度传感器,温湿度传感器共用底线和电源线,有效减少布线面积,方便对发生故障的温湿度传感器进行拆装和替换。对电池内部局部电化学反应进行监测,通过调节外部输入参数可以避免燃料电池的不良反应发生,进而达到优化性能和提高寿命的效果。采用无线传输方式减少繁琐接线,方便检测双极板装配,避免错接和断路现象。
一种高温离子液体基燃料电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于电化学及能源材料技术领域,公开了一种高温离子液体基燃料电池,本发明的燃料电池的阴极中包含具有三元电导率(电子、质子、氧离子)的非铂基氧催化剂,使用具有高稳定性以及高离子电导率的离子液体制备离子液体基电解质隔膜应用到燃料电池中,可以配合性地使燃料电池具有优异的效果,本发明的燃料电池可在250~350℃稳定工作,可以直接使用碳氢作为燃料,可有效解决目前质子交换膜燃料电池中对铂等贵金属催化剂的高依赖性、燃料单一性(只能使用纯氢气做燃料)、催化剂易中毒、水热管理系统复杂等问题,本发明的燃料电池可以是双腔室燃料电池或单腔室燃料电池,有望实现其在交通工具、便携式发电装置等领域的广泛应用。
质子交换膜燃料电池模块
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池以其环境友好、能量转化效率高、适于能源可持续发展的特点,得到国内外政府、企业、学术界广泛重视。可以给人们高效、清洁能源环境的燃料电池技术也已经进入商业化应用的前夜。作为燃料电池发电系统的核心部件-燃料电池模块/组的成功开发对燃料电池推广应用起着至关重要的作用。该成果使燃料电池易于组装、出电流电压不易灵活调节、流体分配均一、电堆安装尺寸适应各种尺寸需求。燃料电池模块由若干个电池堆组成,而每个电池组又由若干片单电池组成,利用电池组的串并联方式保证输出电压在130-520V之间进行改变,输出电流可以在0-500A之间灵活调节,同时实现同电路电压的良好兼容、与系统快速简洁装配。该项成果已经申请多项发明和实用新型专利,随着燃料电池商品市场的进一步成熟,将具有广阔的应用前景。未来的环保节能的交通体系、家庭能源供应设施、乃至特殊动力驱动系统都是该项成果的应用领域。因此,进期需要进一步加强的是推进燃料电池的多堆模块智能化发展,使其具备一定的计算、自我诊断能力、一定的单元操作与预测控制能力,从而更方便与应用系统进行优化集成。同时,还需要制定相应的操作使用标准、扩大投资规模以降低生产成本、改善生产环境、开发系列化产品以实现燃料电池技术的规模应用。大连化物所和课题合作单位大连新源动力股份有限公司致力于推进燃料电池技术的产业化发展。已经初步具备小批量试制、机械化组装的工程力量,拥有一批用于连续生产和性能测试的生产设备、工艺模具、检测平台;在人才培养方面更是注重应用研究与基础研究并重,工程开发与技术服务同行,重视多层次、多方位人才培养和锻炼,为燃料电池技术产业化提供全方位的人力资源储备。成果进一步实施产业化面临的最大问题就是生产成本太高,整体资源投入不足。由于核心部件的重要材料如电催化剂、质子交换膜、碳纸支撑体都是从国外进口得到。国内可以满足商业化运作的产品供应链没有形成。为了防止国外贵重材料的高价垄断和高新技术转化困难,需要国内社会资源投入燃料电池及相关技术研发和生产,催生国内功能结构材料的供应市场,推进燃料电池技术的产业化发展。合作方式:生产环境。
一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
p 摘要:本发明公开了一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用。该方法以二氧化硅小球为模板,将苯胺在该小球周围聚合,依次经过碳化、刻蚀二氧化硅小球后得到掺氮、二氧化硅修饰的多球腔碳材料。多球腔碳材料的球形腔体的尺寸可控,同时具有一定的氧还原电化学活性,因此可用作与电催化相关的材料。此外,修饰二氧化硅能让多球腔碳材料具有自增湿的性能。本发明以二氧化硅‑多球腔碳材料作为载体负载Pt制备的催化剂,电催化性能高、在低湿度下性能和稳定性好、使用寿命长,是燃料电池阳极催化剂的理想选择,由此表明本发明的二氧化硅‑多球腔碳材料可作为燃料电池阳极催化剂的载体材料和膜电极自增湿相关的材料。 /p
直接甲醇燃料电池研制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要研究内容1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。2、固体高分子膜防透醇研究。3、三合一膜电极制备技术研究。4、单体电池的设计与性能研究。5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标阳极铂载量≤3mg/cm2,阴极铂载量≤1mg/cm2;80℃,单体电池比功率≥80mW/cm2;30℃,阴极为常压空气,单体电池比功率≥12mW/cm2;8W样机正常运行40h。产业化前景DMFC属高技术含量、高附加值产品,是下一代高能电源。可广泛应用手机、笔记本电脑、摄像机等个人电子产品。日本东芝和NEC已推出用于笔记本电脑的DMFC样机,东芝还同时宣布将在2005年实现DMFC笔记本电脑的商业化。据统计,2003年中国大陆笔记本电脑出货量1500万部,占全球40%,国内市场销量150万部;预计到2008年,全球笔记本电脑市场将达到6000万部。目前笔记本电脑电源多使用锂离子电池,由于其比能量的限制,供电时间短,已远远不能满足用电需要。笔记本电脑的电源如果转向DMFC,将大大提高供电时间,因此市场前景很好。经济与社会效益随着我国经济的迅猛发展,国内笔记本电脑市场也成长迅速。这就为高容量笔记本电脑电源--直接甲醇燃料电池(DMFC)提供了广阔的应用前景。在小型DMFC技术基础上,进一步开发大功率、组合式DMFC系统,可用于电动车、混合电动车电源,它比氢氧型质子交换膜燃料电池携带和供应燃料简便、安全,将成为很有前途的动力电源。甲醇燃料属于洁净能源,在DMFC生产及使用中均对环境无害,同时来源广泛,是很好的石油、煤炭类石化能源的替代品之一。又因其热效率高,可以实现有限资源的高效利用。关于甲醇的制备和来源,可采用洁净煤气化技术,进而大规模合成甲醇。甲醇还可通过农作物的酿造加工而成。世界各国均在大力发展燃料电池产业,DMFC是各国竞相开发的重点,发展DMFC有利于提高我国在燃料电池产业的竞争力。应用领域直接甲醇燃料电池DMFC可以作为便携式电源广泛应用于移动通讯如手机、笔记本电脑、摄像机等;由于其能量密度大、无噪音,还可以广泛应用于军事领域,如单兵作战系统、潜艇等;DMFC还可以作为动力电源或辅助动力电源用于交通工具,如汽车,火车的空调电源等等。合作意向
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
(高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学一等奖)) 成果简介: 能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题, 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点,是影响装备性能的关键热物 理问题,对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作,取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有: 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性:创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律;发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象;揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律;阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征;厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理;揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律,获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型:建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型,揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系;建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型,阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性,为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法;建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型,为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法;提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型,首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为,揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法:基于分区耦合强化传热思想,提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法;通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池,显著提升了电池性能;利用石墨 烯表面修饰,实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化;创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控,结合表面修饰和弥 散光导体技术,实现微生物生化转化全过程强化;提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构,强化了质子传输,大幅提升了微生物燃料电池性能。
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果简介: 汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
应用于燃料电池的煤油超深度脱硫技术及重整技术的开发
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池作为高节能性,环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气,甲醇,DME,轻质馏分,汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中,煤油具有价格便宜,携带便利,常温下稳定性高,供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭,汽车,野外或者是灾害时,成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫,在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话,需要十分巨大的设备投资,实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中,但是吸附选择性低,使用了无法再生的高价吸附剂,处理能力也比较低。项目特色本技术采用和现在的研究完全不同的想法,利用常压低温下的氧化反应,将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化,并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜,是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外,像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和,应用于燃料电池的燃料油重整器,可以很容易使燃料电池小型化,轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比,本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比,脱硫效率高数十倍,对于硫氧化物的选择吸附性高,吸附剂可以再生,吸附剂的使用量减少,可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统,制造出氢气提供给燃料电池。项目应用前景1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器图1是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物DBT在催化剂及氧化剂存在下,在常压低温下很容易氧化,生成硫氧化物,然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂,通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器,然后,常温常压下通过吸附器进行吸附,除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到0.5ppm。2.超深度脱硫煤油的重整反应 图2是利用Ru系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成CO2和H2。从结果来看,不含硫的煤油750度的重整反应活性达到100%,氢气收率达到了80%,而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。3.项目计划a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置,改变催化剂,氧化条件及吸附剂,将煤油中的硫磺含量减少到0.1ppm。b. 试做一套小型化脱硫装置,进行1000,2000,10000小时长期试运转实验,对催化剂,吸附剂的寿命,再生的可能性,装置的长期稳定性进行考察。c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置,利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整,开发高活性,长寿命的重整催化剂。d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器,利用煤油制造氢气提供给燃料电池。e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器(Sulfur Chemiluminescence Detector),氢火焰离子检测器气相色谱(Gas Chromatography-Flame Ionization Detector),热导池检测器气相色谱(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)等
燃料电池质子交换膜的制备研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
以氢气、甲醇、煤气或天然气等燃料为负极,以空气中的氧气作为正极的能量转换装置-燃料电池,具有转换效率高、容量大、比能量高等优点,被认为是最有发展前途的动力电源。但目前燃料电池使用的铂金催化剂、高性能隔膜、高压储氢罐价格高昂,造成燃料电池成本高,推广困难。 本项目针对氢燃料电池隔膜制造过程繁杂、工艺苛刻的现状,提出用静电纺丝制备全氟磺酸纳米纤维膜,应用于燃料电池质子交换膜的研究。通过深入研究全氟磺酸纳米纤维成膜规律,以及掺杂石墨烯提高性能的机理、最佳含量和路径等,提高膜的电导率、机械性能、降低燃料渗透率,获得高性能、低成本质子交换膜。为质子交换膜技术的快速发展奠定理论和技术基础,对加快质子交换膜燃料电池的实际应用有重要意义。
找到210项技术成果数据。
找技术 >混合动力汽车集成优化技术与平台
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
合作方式:☐整体转让 ☒技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____成果简介:针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。成熟程度及推广应用情况:目前处于何种研发阶段:☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化。推广应用情况:研究成果已经在加拿大 BC 轮渡公司混合动力船舶改造采用,在加拿大 Seaspan 远洋公司混合动力船舶改造应用。期望技术转移成交价格(大概金额):面议。技术优势:具有完全自主知识产权,提供整车系统设计、离线控制集成优化技术,技术成熟,根据车辆运行环境及工作特点进行车型的设计与控制集成优化;具有包括内燃机、电池、燃料电池等多种混合动力技术,适用于商用卡车、乘用车、非标车辆等多种复杂运输环境。具有完备的设计、仿真、测试手段,经验丰富。性能指标:针对所需的控制系统复杂度,可实现整车集成优化从分钟级到周级的优化配置。快速开发整车架构与配置。市场分析:可面向整车企业,如理想汽车等。经济效益分析:缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程;提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率;提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。成果亮点:1. 具有自主知识产权。2. 成果来源:来源于加拿大自然基金项目、Seaspan 企业横向项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进。
燃料电池内部温湿度检测装置
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于燃料电池测量技术领域,涉及燃料电池内部温湿度检测装置。通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中,实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测,减少由于安装传感器对燃料电池结构产生的影响。多个支路电路板通过排针电连接于控制电路板,每个支路电路板安装有至少两个温湿度传感器,温湿度传感器共用底线和电源线,有效减少布线面积,方便对发生故障的温湿度传感器进行拆装和替换。对电池内部局部电化学反应进行监测,通过调节外部输入参数可以避免燃料电池的不良反应发生,进而达到优化性能和提高寿命的效果。采用无线传输方式减少繁琐接线,方便检测双极板装配,避免错接和断路现象。
一种高温离子液体基燃料电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于电化学及能源材料技术领域,公开了一种高温离子液体基燃料电池,本发明的燃料电池的阴极中包含具有三元电导率(电子、质子、氧离子)的非铂基氧催化剂,使用具有高稳定性以及高离子电导率的离子液体制备离子液体基电解质隔膜应用到燃料电池中,可以配合性地使燃料电池具有优异的效果,本发明的燃料电池可在250~350℃稳定工作,可以直接使用碳氢作为燃料,可有效解决目前质子交换膜燃料电池中对铂等贵金属催化剂的高依赖性、燃料单一性(只能使用纯氢气做燃料)、催化剂易中毒、水热管理系统复杂等问题,本发明的燃料电池可以是双腔室燃料电池或单腔室燃料电池,有望实现其在交通工具、便携式发电装置等领域的广泛应用。
质子交换膜燃料电池模块
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池以其环境友好、能量转化效率高、适于能源可持续发展的特点,得到国内外政府、企业、学术界广泛重视。可以给人们高效、清洁能源环境的燃料电池技术也已经进入商业化应用的前夜。作为燃料电池发电系统的核心部件-燃料电池模块/组的成功开发对燃料电池推广应用起着至关重要的作用。该成果使燃料电池易于组装、出电流电压不易灵活调节、流体分配均一、电堆安装尺寸适应各种尺寸需求。燃料电池模块由若干个电池堆组成,而每个电池组又由若干片单电池组成,利用电池组的串并联方式保证输出电压在130-520V之间进行改变,输出电流可以在0-500A之间灵活调节,同时实现同电路电压的良好兼容、与系统快速简洁装配。该项成果已经申请多项发明和实用新型专利,随着燃料电池商品市场的进一步成熟,将具有广阔的应用前景。未来的环保节能的交通体系、家庭能源供应设施、乃至特殊动力驱动系统都是该项成果的应用领域。因此,进期需要进一步加强的是推进燃料电池的多堆模块智能化发展,使其具备一定的计算、自我诊断能力、一定的单元操作与预测控制能力,从而更方便与应用系统进行优化集成。同时,还需要制定相应的操作使用标准、扩大投资规模以降低生产成本、改善生产环境、开发系列化产品以实现燃料电池技术的规模应用。大连化物所和课题合作单位大连新源动力股份有限公司致力于推进燃料电池技术的产业化发展。已经初步具备小批量试制、机械化组装的工程力量,拥有一批用于连续生产和性能测试的生产设备、工艺模具、检测平台;在人才培养方面更是注重应用研究与基础研究并重,工程开发与技术服务同行,重视多层次、多方位人才培养和锻炼,为燃料电池技术产业化提供全方位的人力资源储备。成果进一步实施产业化面临的最大问题就是生产成本太高,整体资源投入不足。由于核心部件的重要材料如电催化剂、质子交换膜、碳纸支撑体都是从国外进口得到。国内可以满足商业化运作的产品供应链没有形成。为了防止国外贵重材料的高价垄断和高新技术转化困难,需要国内社会资源投入燃料电池及相关技术研发和生产,催生国内功能结构材料的供应市场,推进燃料电池技术的产业化发展。合作方式:生产环境。
一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
p 摘要:本发明公开了一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用。该方法以二氧化硅小球为模板,将苯胺在该小球周围聚合,依次经过碳化、刻蚀二氧化硅小球后得到掺氮、二氧化硅修饰的多球腔碳材料。多球腔碳材料的球形腔体的尺寸可控,同时具有一定的氧还原电化学活性,因此可用作与电催化相关的材料。此外,修饰二氧化硅能让多球腔碳材料具有自增湿的性能。本发明以二氧化硅‑多球腔碳材料作为载体负载Pt制备的催化剂,电催化性能高、在低湿度下性能和稳定性好、使用寿命长,是燃料电池阳极催化剂的理想选择,由此表明本发明的二氧化硅‑多球腔碳材料可作为燃料电池阳极催化剂的载体材料和膜电极自增湿相关的材料。 /p
直接甲醇燃料电池研制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要研究内容1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。2、固体高分子膜防透醇研究。3、三合一膜电极制备技术研究。4、单体电池的设计与性能研究。5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标阳极铂载量≤3mg/cm2,阴极铂载量≤1mg/cm2;80℃,单体电池比功率≥80mW/cm2;30℃,阴极为常压空气,单体电池比功率≥12mW/cm2;8W样机正常运行40h。产业化前景DMFC属高技术含量、高附加值产品,是下一代高能电源。可广泛应用手机、笔记本电脑、摄像机等个人电子产品。日本东芝和NEC已推出用于笔记本电脑的DMFC样机,东芝还同时宣布将在2005年实现DMFC笔记本电脑的商业化。据统计,2003年中国大陆笔记本电脑出货量1500万部,占全球40%,国内市场销量150万部;预计到2008年,全球笔记本电脑市场将达到6000万部。目前笔记本电脑电源多使用锂离子电池,由于其比能量的限制,供电时间短,已远远不能满足用电需要。笔记本电脑的电源如果转向DMFC,将大大提高供电时间,因此市场前景很好。经济与社会效益随着我国经济的迅猛发展,国内笔记本电脑市场也成长迅速。这就为高容量笔记本电脑电源--直接甲醇燃料电池(DMFC)提供了广阔的应用前景。在小型DMFC技术基础上,进一步开发大功率、组合式DMFC系统,可用于电动车、混合电动车电源,它比氢氧型质子交换膜燃料电池携带和供应燃料简便、安全,将成为很有前途的动力电源。甲醇燃料属于洁净能源,在DMFC生产及使用中均对环境无害,同时来源广泛,是很好的石油、煤炭类石化能源的替代品之一。又因其热效率高,可以实现有限资源的高效利用。关于甲醇的制备和来源,可采用洁净煤气化技术,进而大规模合成甲醇。甲醇还可通过农作物的酿造加工而成。世界各国均在大力发展燃料电池产业,DMFC是各国竞相开发的重点,发展DMFC有利于提高我国在燃料电池产业的竞争力。应用领域直接甲醇燃料电池DMFC可以作为便携式电源广泛应用于移动通讯如手机、笔记本电脑、摄像机等;由于其能量密度大、无噪音,还可以广泛应用于军事领域,如单兵作战系统、潜艇等;DMFC还可以作为动力电源或辅助动力电源用于交通工具,如汽车,火车的空调电源等等。合作意向
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
(高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学一等奖)) 成果简介: 能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题, 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点,是影响装备性能的关键热物 理问题,对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作,取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有: 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性:创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律;发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象;揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律;阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征;厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理;揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律,获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型:建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型,揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系;建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型,阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性,为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法;建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型,为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法;提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型,首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为,揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法:基于分区耦合强化传热思想,提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法;通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池,显著提升了电池性能;利用石墨 烯表面修饰,实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化;创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控,结合表面修饰和弥 散光导体技术,实现微生物生化转化全过程强化;提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构,强化了质子传输,大幅提升了微生物燃料电池性能。
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果简介: 汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
应用于燃料电池的煤油超深度脱硫技术及重整技术的开发
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池作为高节能性,环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气,甲醇,DME,轻质馏分,汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中,煤油具有价格便宜,携带便利,常温下稳定性高,供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭,汽车,野外或者是灾害时,成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫,在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话,需要十分巨大的设备投资,实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中,但是吸附选择性低,使用了无法再生的高价吸附剂,处理能力也比较低。项目特色本技术采用和现在的研究完全不同的想法,利用常压低温下的氧化反应,将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化,并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜,是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外,像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和,应用于燃料电池的燃料油重整器,可以很容易使燃料电池小型化,轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比,本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比,脱硫效率高数十倍,对于硫氧化物的选择吸附性高,吸附剂可以再生,吸附剂的使用量减少,可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统,制造出氢气提供给燃料电池。项目应用前景1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器图1是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物DBT在催化剂及氧化剂存在下,在常压低温下很容易氧化,生成硫氧化物,然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂,通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器,然后,常温常压下通过吸附器进行吸附,除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到0.5ppm。2.超深度脱硫煤油的重整反应 图2是利用Ru系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成CO2和H2。从结果来看,不含硫的煤油750度的重整反应活性达到100%,氢气收率达到了80%,而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。3.项目计划a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置,改变催化剂,氧化条件及吸附剂,将煤油中的硫磺含量减少到0.1ppm。b. 试做一套小型化脱硫装置,进行1000,2000,10000小时长期试运转实验,对催化剂,吸附剂的寿命,再生的可能性,装置的长期稳定性进行考察。c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置,利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整,开发高活性,长寿命的重整催化剂。d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器,利用煤油制造氢气提供给燃料电池。e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器(Sulfur Chemiluminescence Detector),氢火焰离子检测器气相色谱(Gas Chromatography-Flame Ionization Detector),热导池检测器气相色谱(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)等
燃料电池质子交换膜的制备研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
以氢气、甲醇、煤气或天然气等燃料为负极,以空气中的氧气作为正极的能量转换装置-燃料电池,具有转换效率高、容量大、比能量高等优点,被认为是最有发展前途的动力电源。但目前燃料电池使用的铂金催化剂、高性能隔膜、高压储氢罐价格高昂,造成燃料电池成本高,推广困难。 本项目针对氢燃料电池隔膜制造过程繁杂、工艺苛刻的现状,提出用静电纺丝制备全氟磺酸纳米纤维膜,应用于燃料电池质子交换膜的研究。通过深入研究全氟磺酸纳米纤维成膜规律,以及掺杂石墨烯提高性能的机理、最佳含量和路径等,提高膜的电导率、机械性能、降低燃料渗透率,获得高性能、低成本质子交换膜。为质子交换膜技术的快速发展奠定理论和技术基础,对加快质子交换膜燃料电池的实际应用有重要意义。
找到210项技术成果数据。
找技术 >混合动力汽车集成优化技术与平台
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
合作方式:☐整体转让 ☒技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____成果简介:针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。成熟程度及推广应用情况:目前处于何种研发阶段:☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化。推广应用情况:研究成果已经在加拿大 BC 轮渡公司混合动力船舶改造采用,在加拿大 Seaspan 远洋公司混合动力船舶改造应用。期望技术转移成交价格(大概金额):面议。技术优势:具有完全自主知识产权,提供整车系统设计、离线控制集成优化技术,技术成熟,根据车辆运行环境及工作特点进行车型的设计与控制集成优化;具有包括内燃机、电池、燃料电池等多种混合动力技术,适用于商用卡车、乘用车、非标车辆等多种复杂运输环境。具有完备的设计、仿真、测试手段,经验丰富。性能指标:针对所需的控制系统复杂度,可实现整车集成优化从分钟级到周级的优化配置。快速开发整车架构与配置。市场分析:可面向整车企业,如理想汽车等。经济效益分析:缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程;提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率;提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。成果亮点:1. 具有自主知识产权。2. 成果来源:来源于加拿大自然基金项目、Seaspan 企业横向项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进。
燃料电池内部温湿度检测装置
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于燃料电池测量技术领域,涉及燃料电池内部温湿度检测装置。通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中,实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测,减少由于安装传感器对燃料电池结构产生的影响。多个支路电路板通过排针电连接于控制电路板,每个支路电路板安装有至少两个温湿度传感器,温湿度传感器共用底线和电源线,有效减少布线面积,方便对发生故障的温湿度传感器进行拆装和替换。对电池内部局部电化学反应进行监测,通过调节外部输入参数可以避免燃料电池的不良反应发生,进而达到优化性能和提高寿命的效果。采用无线传输方式减少繁琐接线,方便检测双极板装配,避免错接和断路现象。
一种高温离子液体基燃料电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于电化学及能源材料技术领域,公开了一种高温离子液体基燃料电池,本发明的燃料电池的阴极中包含具有三元电导率(电子、质子、氧离子)的非铂基氧催化剂,使用具有高稳定性以及高离子电导率的离子液体制备离子液体基电解质隔膜应用到燃料电池中,可以配合性地使燃料电池具有优异的效果,本发明的燃料电池可在250~350℃稳定工作,可以直接使用碳氢作为燃料,可有效解决目前质子交换膜燃料电池中对铂等贵金属催化剂的高依赖性、燃料单一性(只能使用纯氢气做燃料)、催化剂易中毒、水热管理系统复杂等问题,本发明的燃料电池可以是双腔室燃料电池或单腔室燃料电池,有望实现其在交通工具、便携式发电装置等领域的广泛应用。
质子交换膜燃料电池模块
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池以其环境友好、能量转化效率高、适于能源可持续发展的特点,得到国内外政府、企业、学术界广泛重视。可以给人们高效、清洁能源环境的燃料电池技术也已经进入商业化应用的前夜。作为燃料电池发电系统的核心部件-燃料电池模块/组的成功开发对燃料电池推广应用起着至关重要的作用。该成果使燃料电池易于组装、出电流电压不易灵活调节、流体分配均一、电堆安装尺寸适应各种尺寸需求。燃料电池模块由若干个电池堆组成,而每个电池组又由若干片单电池组成,利用电池组的串并联方式保证输出电压在130-520V之间进行改变,输出电流可以在0-500A之间灵活调节,同时实现同电路电压的良好兼容、与系统快速简洁装配。该项成果已经申请多项发明和实用新型专利,随着燃料电池商品市场的进一步成熟,将具有广阔的应用前景。未来的环保节能的交通体系、家庭能源供应设施、乃至特殊动力驱动系统都是该项成果的应用领域。因此,进期需要进一步加强的是推进燃料电池的多堆模块智能化发展,使其具备一定的计算、自我诊断能力、一定的单元操作与预测控制能力,从而更方便与应用系统进行优化集成。同时,还需要制定相应的操作使用标准、扩大投资规模以降低生产成本、改善生产环境、开发系列化产品以实现燃料电池技术的规模应用。大连化物所和课题合作单位大连新源动力股份有限公司致力于推进燃料电池技术的产业化发展。已经初步具备小批量试制、机械化组装的工程力量,拥有一批用于连续生产和性能测试的生产设备、工艺模具、检测平台;在人才培养方面更是注重应用研究与基础研究并重,工程开发与技术服务同行,重视多层次、多方位人才培养和锻炼,为燃料电池技术产业化提供全方位的人力资源储备。成果进一步实施产业化面临的最大问题就是生产成本太高,整体资源投入不足。由于核心部件的重要材料如电催化剂、质子交换膜、碳纸支撑体都是从国外进口得到。国内可以满足商业化运作的产品供应链没有形成。为了防止国外贵重材料的高价垄断和高新技术转化困难,需要国内社会资源投入燃料电池及相关技术研发和生产,催生国内功能结构材料的供应市场,推进燃料电池技术的产业化发展。合作方式:生产环境。
一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
p 摘要:本发明公开了一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用。该方法以二氧化硅小球为模板,将苯胺在该小球周围聚合,依次经过碳化、刻蚀二氧化硅小球后得到掺氮、二氧化硅修饰的多球腔碳材料。多球腔碳材料的球形腔体的尺寸可控,同时具有一定的氧还原电化学活性,因此可用作与电催化相关的材料。此外,修饰二氧化硅能让多球腔碳材料具有自增湿的性能。本发明以二氧化硅‑多球腔碳材料作为载体负载Pt制备的催化剂,电催化性能高、在低湿度下性能和稳定性好、使用寿命长,是燃料电池阳极催化剂的理想选择,由此表明本发明的二氧化硅‑多球腔碳材料可作为燃料电池阳极催化剂的载体材料和膜电极自增湿相关的材料。 /p
直接甲醇燃料电池研制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要研究内容1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。2、固体高分子膜防透醇研究。3、三合一膜电极制备技术研究。4、单体电池的设计与性能研究。5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标阳极铂载量≤3mg/cm2,阴极铂载量≤1mg/cm2;80℃,单体电池比功率≥80mW/cm2;30℃,阴极为常压空气,单体电池比功率≥12mW/cm2;8W样机正常运行40h。产业化前景DMFC属高技术含量、高附加值产品,是下一代高能电源。可广泛应用手机、笔记本电脑、摄像机等个人电子产品。日本东芝和NEC已推出用于笔记本电脑的DMFC样机,东芝还同时宣布将在2005年实现DMFC笔记本电脑的商业化。据统计,2003年中国大陆笔记本电脑出货量1500万部,占全球40%,国内市场销量150万部;预计到2008年,全球笔记本电脑市场将达到6000万部。目前笔记本电脑电源多使用锂离子电池,由于其比能量的限制,供电时间短,已远远不能满足用电需要。笔记本电脑的电源如果转向DMFC,将大大提高供电时间,因此市场前景很好。经济与社会效益随着我国经济的迅猛发展,国内笔记本电脑市场也成长迅速。这就为高容量笔记本电脑电源--直接甲醇燃料电池(DMFC)提供了广阔的应用前景。在小型DMFC技术基础上,进一步开发大功率、组合式DMFC系统,可用于电动车、混合电动车电源,它比氢氧型质子交换膜燃料电池携带和供应燃料简便、安全,将成为很有前途的动力电源。甲醇燃料属于洁净能源,在DMFC生产及使用中均对环境无害,同时来源广泛,是很好的石油、煤炭类石化能源的替代品之一。又因其热效率高,可以实现有限资源的高效利用。关于甲醇的制备和来源,可采用洁净煤气化技术,进而大规模合成甲醇。甲醇还可通过农作物的酿造加工而成。世界各国均在大力发展燃料电池产业,DMFC是各国竞相开发的重点,发展DMFC有利于提高我国在燃料电池产业的竞争力。应用领域直接甲醇燃料电池DMFC可以作为便携式电源广泛应用于移动通讯如手机、笔记本电脑、摄像机等;由于其能量密度大、无噪音,还可以广泛应用于军事领域,如单兵作战系统、潜艇等;DMFC还可以作为动力电源或辅助动力电源用于交通工具,如汽车,火车的空调电源等等。合作意向
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
(高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学一等奖)) 成果简介: 能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题, 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点,是影响装备性能的关键热物 理问题,对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作,取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有: 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性:创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律;发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象;揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律;阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征;厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理;揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律,获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型:建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型,揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系;建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型,阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性,为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法;建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型,为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法;提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型,首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为,揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法:基于分区耦合强化传热思想,提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法;通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池,显著提升了电池性能;利用石墨 烯表面修饰,实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化;创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控,结合表面修饰和弥 散光导体技术,实现微生物生化转化全过程强化;提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构,强化了质子传输,大幅提升了微生物燃料电池性能。
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果简介: 汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
应用于燃料电池的煤油超深度脱硫技术及重整技术的开发
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池作为高节能性,环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气,甲醇,DME,轻质馏分,汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中,煤油具有价格便宜,携带便利,常温下稳定性高,供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭,汽车,野外或者是灾害时,成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫,在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话,需要十分巨大的设备投资,实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中,但是吸附选择性低,使用了无法再生的高价吸附剂,处理能力也比较低。项目特色本技术采用和现在的研究完全不同的想法,利用常压低温下的氧化反应,将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化,并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜,是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外,像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和,应用于燃料电池的燃料油重整器,可以很容易使燃料电池小型化,轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比,本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比,脱硫效率高数十倍,对于硫氧化物的选择吸附性高,吸附剂可以再生,吸附剂的使用量减少,可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统,制造出氢气提供给燃料电池。项目应用前景1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器图1是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物DBT在催化剂及氧化剂存在下,在常压低温下很容易氧化,生成硫氧化物,然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂,通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器,然后,常温常压下通过吸附器进行吸附,除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到0.5ppm。2.超深度脱硫煤油的重整反应 图2是利用Ru系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成CO2和H2。从结果来看,不含硫的煤油750度的重整反应活性达到100%,氢气收率达到了80%,而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。3.项目计划a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置,改变催化剂,氧化条件及吸附剂,将煤油中的硫磺含量减少到0.1ppm。b. 试做一套小型化脱硫装置,进行1000,2000,10000小时长期试运转实验,对催化剂,吸附剂的寿命,再生的可能性,装置的长期稳定性进行考察。c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置,利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整,开发高活性,长寿命的重整催化剂。d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器,利用煤油制造氢气提供给燃料电池。e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器(Sulfur Chemiluminescence Detector),氢火焰离子检测器气相色谱(Gas Chromatography-Flame Ionization Detector),热导池检测器气相色谱(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)等
燃料电池质子交换膜的制备研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
以氢气、甲醇、煤气或天然气等燃料为负极,以空气中的氧气作为正极的能量转换装置-燃料电池,具有转换效率高、容量大、比能量高等优点,被认为是最有发展前途的动力电源。但目前燃料电池使用的铂金催化剂、高性能隔膜、高压储氢罐价格高昂,造成燃料电池成本高,推广困难。 本项目针对氢燃料电池隔膜制造过程繁杂、工艺苛刻的现状,提出用静电纺丝制备全氟磺酸纳米纤维膜,应用于燃料电池质子交换膜的研究。通过深入研究全氟磺酸纳米纤维成膜规律,以及掺杂石墨烯提高性能的机理、最佳含量和路径等,提高膜的电导率、机械性能、降低燃料渗透率,获得高性能、低成本质子交换膜。为质子交换膜技术的快速发展奠定理论和技术基础,对加快质子交换膜燃料电池的实际应用有重要意义。
找到210项技术成果数据。
找技术 >混合动力汽车集成优化技术与平台
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
合作方式:☐整体转让 ☒技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____成果简介:针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。成熟程度及推广应用情况:目前处于何种研发阶段:☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化。推广应用情况:研究成果已经在加拿大 BC 轮渡公司混合动力船舶改造采用,在加拿大 Seaspan 远洋公司混合动力船舶改造应用。期望技术转移成交价格(大概金额):面议。技术优势:具有完全自主知识产权,提供整车系统设计、离线控制集成优化技术,技术成熟,根据车辆运行环境及工作特点进行车型的设计与控制集成优化;具有包括内燃机、电池、燃料电池等多种混合动力技术,适用于商用卡车、乘用车、非标车辆等多种复杂运输环境。具有完备的设计、仿真、测试手段,经验丰富。性能指标:针对所需的控制系统复杂度,可实现整车集成优化从分钟级到周级的优化配置。快速开发整车架构与配置。市场分析:可面向整车企业,如理想汽车等。经济效益分析:缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程;提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率;提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。成果亮点:1. 具有自主知识产权。2. 成果来源:来源于加拿大自然基金项目、Seaspan 企业横向项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进。
燃料电池内部温湿度检测装置
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于燃料电池测量技术领域,涉及燃料电池内部温湿度检测装置。通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中,实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测,减少由于安装传感器对燃料电池结构产生的影响。多个支路电路板通过排针电连接于控制电路板,每个支路电路板安装有至少两个温湿度传感器,温湿度传感器共用底线和电源线,有效减少布线面积,方便对发生故障的温湿度传感器进行拆装和替换。对电池内部局部电化学反应进行监测,通过调节外部输入参数可以避免燃料电池的不良反应发生,进而达到优化性能和提高寿命的效果。采用无线传输方式减少繁琐接线,方便检测双极板装配,避免错接和断路现象。
一种高温离子液体基燃料电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于电化学及能源材料技术领域,公开了一种高温离子液体基燃料电池,本发明的燃料电池的阴极中包含具有三元电导率(电子、质子、氧离子)的非铂基氧催化剂,使用具有高稳定性以及高离子电导率的离子液体制备离子液体基电解质隔膜应用到燃料电池中,可以配合性地使燃料电池具有优异的效果,本发明的燃料电池可在250~350℃稳定工作,可以直接使用碳氢作为燃料,可有效解决目前质子交换膜燃料电池中对铂等贵金属催化剂的高依赖性、燃料单一性(只能使用纯氢气做燃料)、催化剂易中毒、水热管理系统复杂等问题,本发明的燃料电池可以是双腔室燃料电池或单腔室燃料电池,有望实现其在交通工具、便携式发电装置等领域的广泛应用。
质子交换膜燃料电池模块
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池以其环境友好、能量转化效率高、适于能源可持续发展的特点,得到国内外政府、企业、学术界广泛重视。可以给人们高效、清洁能源环境的燃料电池技术也已经进入商业化应用的前夜。作为燃料电池发电系统的核心部件-燃料电池模块/组的成功开发对燃料电池推广应用起着至关重要的作用。该成果使燃料电池易于组装、出电流电压不易灵活调节、流体分配均一、电堆安装尺寸适应各种尺寸需求。燃料电池模块由若干个电池堆组成,而每个电池组又由若干片单电池组成,利用电池组的串并联方式保证输出电压在130-520V之间进行改变,输出电流可以在0-500A之间灵活调节,同时实现同电路电压的良好兼容、与系统快速简洁装配。该项成果已经申请多项发明和实用新型专利,随着燃料电池商品市场的进一步成熟,将具有广阔的应用前景。未来的环保节能的交通体系、家庭能源供应设施、乃至特殊动力驱动系统都是该项成果的应用领域。因此,进期需要进一步加强的是推进燃料电池的多堆模块智能化发展,使其具备一定的计算、自我诊断能力、一定的单元操作与预测控制能力,从而更方便与应用系统进行优化集成。同时,还需要制定相应的操作使用标准、扩大投资规模以降低生产成本、改善生产环境、开发系列化产品以实现燃料电池技术的规模应用。大连化物所和课题合作单位大连新源动力股份有限公司致力于推进燃料电池技术的产业化发展。已经初步具备小批量试制、机械化组装的工程力量,拥有一批用于连续生产和性能测试的生产设备、工艺模具、检测平台;在人才培养方面更是注重应用研究与基础研究并重,工程开发与技术服务同行,重视多层次、多方位人才培养和锻炼,为燃料电池技术产业化提供全方位的人力资源储备。成果进一步实施产业化面临的最大问题就是生产成本太高,整体资源投入不足。由于核心部件的重要材料如电催化剂、质子交换膜、碳纸支撑体都是从国外进口得到。国内可以满足商业化运作的产品供应链没有形成。为了防止国外贵重材料的高价垄断和高新技术转化困难,需要国内社会资源投入燃料电池及相关技术研发和生产,催生国内功能结构材料的供应市场,推进燃料电池技术的产业化发展。合作方式:生产环境。
一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
p 摘要:本发明公开了一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用。该方法以二氧化硅小球为模板,将苯胺在该小球周围聚合,依次经过碳化、刻蚀二氧化硅小球后得到掺氮、二氧化硅修饰的多球腔碳材料。多球腔碳材料的球形腔体的尺寸可控,同时具有一定的氧还原电化学活性,因此可用作与电催化相关的材料。此外,修饰二氧化硅能让多球腔碳材料具有自增湿的性能。本发明以二氧化硅‑多球腔碳材料作为载体负载Pt制备的催化剂,电催化性能高、在低湿度下性能和稳定性好、使用寿命长,是燃料电池阳极催化剂的理想选择,由此表明本发明的二氧化硅‑多球腔碳材料可作为燃料电池阳极催化剂的载体材料和膜电极自增湿相关的材料。 /p
直接甲醇燃料电池研制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要研究内容1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。2、固体高分子膜防透醇研究。3、三合一膜电极制备技术研究。4、单体电池的设计与性能研究。5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标阳极铂载量≤3mg/cm2,阴极铂载量≤1mg/cm2;80℃,单体电池比功率≥80mW/cm2;30℃,阴极为常压空气,单体电池比功率≥12mW/cm2;8W样机正常运行40h。产业化前景DMFC属高技术含量、高附加值产品,是下一代高能电源。可广泛应用手机、笔记本电脑、摄像机等个人电子产品。日本东芝和NEC已推出用于笔记本电脑的DMFC样机,东芝还同时宣布将在2005年实现DMFC笔记本电脑的商业化。据统计,2003年中国大陆笔记本电脑出货量1500万部,占全球40%,国内市场销量150万部;预计到2008年,全球笔记本电脑市场将达到6000万部。目前笔记本电脑电源多使用锂离子电池,由于其比能量的限制,供电时间短,已远远不能满足用电需要。笔记本电脑的电源如果转向DMFC,将大大提高供电时间,因此市场前景很好。经济与社会效益随着我国经济的迅猛发展,国内笔记本电脑市场也成长迅速。这就为高容量笔记本电脑电源--直接甲醇燃料电池(DMFC)提供了广阔的应用前景。在小型DMFC技术基础上,进一步开发大功率、组合式DMFC系统,可用于电动车、混合电动车电源,它比氢氧型质子交换膜燃料电池携带和供应燃料简便、安全,将成为很有前途的动力电源。甲醇燃料属于洁净能源,在DMFC生产及使用中均对环境无害,同时来源广泛,是很好的石油、煤炭类石化能源的替代品之一。又因其热效率高,可以实现有限资源的高效利用。关于甲醇的制备和来源,可采用洁净煤气化技术,进而大规模合成甲醇。甲醇还可通过农作物的酿造加工而成。世界各国均在大力发展燃料电池产业,DMFC是各国竞相开发的重点,发展DMFC有利于提高我国在燃料电池产业的竞争力。应用领域直接甲醇燃料电池DMFC可以作为便携式电源广泛应用于移动通讯如手机、笔记本电脑、摄像机等;由于其能量密度大、无噪音,还可以广泛应用于军事领域,如单兵作战系统、潜艇等;DMFC还可以作为动力电源或辅助动力电源用于交通工具,如汽车,火车的空调电源等等。合作意向
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
(高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学一等奖)) 成果简介: 能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题, 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点,是影响装备性能的关键热物 理问题,对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作,取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有: 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性:创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律;发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象;揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律;阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征;厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理;揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律,获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型:建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型,揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系;建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型,阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性,为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法;建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型,为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法;提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型,首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为,揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法:基于分区耦合强化传热思想,提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法;通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池,显著提升了电池性能;利用石墨 烯表面修饰,实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化;创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控,结合表面修饰和弥 散光导体技术,实现微生物生化转化全过程强化;提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构,强化了质子传输,大幅提升了微生物燃料电池性能。
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果简介: 汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
应用于燃料电池的煤油超深度脱硫技术及重整技术的开发
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池作为高节能性,环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气,甲醇,DME,轻质馏分,汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中,煤油具有价格便宜,携带便利,常温下稳定性高,供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭,汽车,野外或者是灾害时,成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫,在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话,需要十分巨大的设备投资,实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中,但是吸附选择性低,使用了无法再生的高价吸附剂,处理能力也比较低。项目特色本技术采用和现在的研究完全不同的想法,利用常压低温下的氧化反应,将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化,并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜,是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外,像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和,应用于燃料电池的燃料油重整器,可以很容易使燃料电池小型化,轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比,本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比,脱硫效率高数十倍,对于硫氧化物的选择吸附性高,吸附剂可以再生,吸附剂的使用量减少,可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统,制造出氢气提供给燃料电池。项目应用前景1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器图1是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物DBT在催化剂及氧化剂存在下,在常压低温下很容易氧化,生成硫氧化物,然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂,通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器,然后,常温常压下通过吸附器进行吸附,除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到0.5ppm。2.超深度脱硫煤油的重整反应 图2是利用Ru系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成CO2和H2。从结果来看,不含硫的煤油750度的重整反应活性达到100%,氢气收率达到了80%,而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。3.项目计划a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置,改变催化剂,氧化条件及吸附剂,将煤油中的硫磺含量减少到0.1ppm。b. 试做一套小型化脱硫装置,进行1000,2000,10000小时长期试运转实验,对催化剂,吸附剂的寿命,再生的可能性,装置的长期稳定性进行考察。c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置,利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整,开发高活性,长寿命的重整催化剂。d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器,利用煤油制造氢气提供给燃料电池。e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器(Sulfur Chemiluminescence Detector),氢火焰离子检测器气相色谱(Gas Chromatography-Flame Ionization Detector),热导池检测器气相色谱(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)等
燃料电池质子交换膜的制备研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
以氢气、甲醇、煤气或天然气等燃料为负极,以空气中的氧气作为正极的能量转换装置-燃料电池,具有转换效率高、容量大、比能量高等优点,被认为是最有发展前途的动力电源。但目前燃料电池使用的铂金催化剂、高性能隔膜、高压储氢罐价格高昂,造成燃料电池成本高,推广困难。 本项目针对氢燃料电池隔膜制造过程繁杂、工艺苛刻的现状,提出用静电纺丝制备全氟磺酸纳米纤维膜,应用于燃料电池质子交换膜的研究。通过深入研究全氟磺酸纳米纤维成膜规律,以及掺杂石墨烯提高性能的机理、最佳含量和路径等,提高膜的电导率、机械性能、降低燃料渗透率,获得高性能、低成本质子交换膜。为质子交换膜技术的快速发展奠定理论和技术基础,对加快质子交换膜燃料电池的实际应用有重要意义。
找到210项技术成果数据。
找技术 >混合动力汽车集成优化技术与平台
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
合作方式:☐整体转让 ☒技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____成果简介:针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。成熟程度及推广应用情况:目前处于何种研发阶段:☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化。推广应用情况:研究成果已经在加拿大 BC 轮渡公司混合动力船舶改造采用,在加拿大 Seaspan 远洋公司混合动力船舶改造应用。期望技术转移成交价格(大概金额):面议。技术优势:具有完全自主知识产权,提供整车系统设计、离线控制集成优化技术,技术成熟,根据车辆运行环境及工作特点进行车型的设计与控制集成优化;具有包括内燃机、电池、燃料电池等多种混合动力技术,适用于商用卡车、乘用车、非标车辆等多种复杂运输环境。具有完备的设计、仿真、测试手段,经验丰富。性能指标:针对所需的控制系统复杂度,可实现整车集成优化从分钟级到周级的优化配置。快速开发整车架构与配置。市场分析:可面向整车企业,如理想汽车等。经济效益分析:缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程;提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率;提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。成果亮点:1. 具有自主知识产权。2. 成果来源:来源于加拿大自然基金项目、Seaspan 企业横向项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进。
燃料电池内部温湿度检测装置
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于燃料电池测量技术领域,涉及燃料电池内部温湿度检测装置。通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中,实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测,减少由于安装传感器对燃料电池结构产生的影响。多个支路电路板通过排针电连接于控制电路板,每个支路电路板安装有至少两个温湿度传感器,温湿度传感器共用底线和电源线,有效减少布线面积,方便对发生故障的温湿度传感器进行拆装和替换。对电池内部局部电化学反应进行监测,通过调节外部输入参数可以避免燃料电池的不良反应发生,进而达到优化性能和提高寿命的效果。采用无线传输方式减少繁琐接线,方便检测双极板装配,避免错接和断路现象。
一种高温离子液体基燃料电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于电化学及能源材料技术领域,公开了一种高温离子液体基燃料电池,本发明的燃料电池的阴极中包含具有三元电导率(电子、质子、氧离子)的非铂基氧催化剂,使用具有高稳定性以及高离子电导率的离子液体制备离子液体基电解质隔膜应用到燃料电池中,可以配合性地使燃料电池具有优异的效果,本发明的燃料电池可在250~350℃稳定工作,可以直接使用碳氢作为燃料,可有效解决目前质子交换膜燃料电池中对铂等贵金属催化剂的高依赖性、燃料单一性(只能使用纯氢气做燃料)、催化剂易中毒、水热管理系统复杂等问题,本发明的燃料电池可以是双腔室燃料电池或单腔室燃料电池,有望实现其在交通工具、便携式发电装置等领域的广泛应用。
质子交换膜燃料电池模块
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池以其环境友好、能量转化效率高、适于能源可持续发展的特点,得到国内外政府、企业、学术界广泛重视。可以给人们高效、清洁能源环境的燃料电池技术也已经进入商业化应用的前夜。作为燃料电池发电系统的核心部件-燃料电池模块/组的成功开发对燃料电池推广应用起着至关重要的作用。该成果使燃料电池易于组装、出电流电压不易灵活调节、流体分配均一、电堆安装尺寸适应各种尺寸需求。燃料电池模块由若干个电池堆组成,而每个电池组又由若干片单电池组成,利用电池组的串并联方式保证输出电压在130-520V之间进行改变,输出电流可以在0-500A之间灵活调节,同时实现同电路电压的良好兼容、与系统快速简洁装配。该项成果已经申请多项发明和实用新型专利,随着燃料电池商品市场的进一步成熟,将具有广阔的应用前景。未来的环保节能的交通体系、家庭能源供应设施、乃至特殊动力驱动系统都是该项成果的应用领域。因此,进期需要进一步加强的是推进燃料电池的多堆模块智能化发展,使其具备一定的计算、自我诊断能力、一定的单元操作与预测控制能力,从而更方便与应用系统进行优化集成。同时,还需要制定相应的操作使用标准、扩大投资规模以降低生产成本、改善生产环境、开发系列化产品以实现燃料电池技术的规模应用。大连化物所和课题合作单位大连新源动力股份有限公司致力于推进燃料电池技术的产业化发展。已经初步具备小批量试制、机械化组装的工程力量,拥有一批用于连续生产和性能测试的生产设备、工艺模具、检测平台;在人才培养方面更是注重应用研究与基础研究并重,工程开发与技术服务同行,重视多层次、多方位人才培养和锻炼,为燃料电池技术产业化提供全方位的人力资源储备。成果进一步实施产业化面临的最大问题就是生产成本太高,整体资源投入不足。由于核心部件的重要材料如电催化剂、质子交换膜、碳纸支撑体都是从国外进口得到。国内可以满足商业化运作的产品供应链没有形成。为了防止国外贵重材料的高价垄断和高新技术转化困难,需要国内社会资源投入燃料电池及相关技术研发和生产,催生国内功能结构材料的供应市场,推进燃料电池技术的产业化发展。合作方式:生产环境。
一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
p 摘要:本发明公开了一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用。该方法以二氧化硅小球为模板,将苯胺在该小球周围聚合,依次经过碳化、刻蚀二氧化硅小球后得到掺氮、二氧化硅修饰的多球腔碳材料。多球腔碳材料的球形腔体的尺寸可控,同时具有一定的氧还原电化学活性,因此可用作与电催化相关的材料。此外,修饰二氧化硅能让多球腔碳材料具有自增湿的性能。本发明以二氧化硅‑多球腔碳材料作为载体负载Pt制备的催化剂,电催化性能高、在低湿度下性能和稳定性好、使用寿命长,是燃料电池阳极催化剂的理想选择,由此表明本发明的二氧化硅‑多球腔碳材料可作为燃料电池阳极催化剂的载体材料和膜电极自增湿相关的材料。 /p
直接甲醇燃料电池研制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要研究内容1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。2、固体高分子膜防透醇研究。3、三合一膜电极制备技术研究。4、单体电池的设计与性能研究。5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标阳极铂载量≤3mg/cm2,阴极铂载量≤1mg/cm2;80℃,单体电池比功率≥80mW/cm2;30℃,阴极为常压空气,单体电池比功率≥12mW/cm2;8W样机正常运行40h。产业化前景DMFC属高技术含量、高附加值产品,是下一代高能电源。可广泛应用手机、笔记本电脑、摄像机等个人电子产品。日本东芝和NEC已推出用于笔记本电脑的DMFC样机,东芝还同时宣布将在2005年实现DMFC笔记本电脑的商业化。据统计,2003年中国大陆笔记本电脑出货量1500万部,占全球40%,国内市场销量150万部;预计到2008年,全球笔记本电脑市场将达到6000万部。目前笔记本电脑电源多使用锂离子电池,由于其比能量的限制,供电时间短,已远远不能满足用电需要。笔记本电脑的电源如果转向DMFC,将大大提高供电时间,因此市场前景很好。经济与社会效益随着我国经济的迅猛发展,国内笔记本电脑市场也成长迅速。这就为高容量笔记本电脑电源--直接甲醇燃料电池(DMFC)提供了广阔的应用前景。在小型DMFC技术基础上,进一步开发大功率、组合式DMFC系统,可用于电动车、混合电动车电源,它比氢氧型质子交换膜燃料电池携带和供应燃料简便、安全,将成为很有前途的动力电源。甲醇燃料属于洁净能源,在DMFC生产及使用中均对环境无害,同时来源广泛,是很好的石油、煤炭类石化能源的替代品之一。又因其热效率高,可以实现有限资源的高效利用。关于甲醇的制备和来源,可采用洁净煤气化技术,进而大规模合成甲醇。甲醇还可通过农作物的酿造加工而成。世界各国均在大力发展燃料电池产业,DMFC是各国竞相开发的重点,发展DMFC有利于提高我国在燃料电池产业的竞争力。应用领域直接甲醇燃料电池DMFC可以作为便携式电源广泛应用于移动通讯如手机、笔记本电脑、摄像机等;由于其能量密度大、无噪音,还可以广泛应用于军事领域,如单兵作战系统、潜艇等;DMFC还可以作为动力电源或辅助动力电源用于交通工具,如汽车,火车的空调电源等等。合作意向
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
(高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学一等奖)) 成果简介: 能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题, 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点,是影响装备性能的关键热物 理问题,对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作,取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有: 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性:创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律;发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象;揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律;阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征;厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理;揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律,获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型:建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型,揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系;建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型,阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性,为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法;建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型,为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法;提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型,首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为,揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法:基于分区耦合强化传热思想,提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法;通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池,显著提升了电池性能;利用石墨 烯表面修饰,实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化;创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控,结合表面修饰和弥 散光导体技术,实现微生物生化转化全过程强化;提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构,强化了质子传输,大幅提升了微生物燃料电池性能。
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果简介: 汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
应用于燃料电池的煤油超深度脱硫技术及重整技术的开发
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池作为高节能性,环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气,甲醇,DME,轻质馏分,汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中,煤油具有价格便宜,携带便利,常温下稳定性高,供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭,汽车,野外或者是灾害时,成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫,在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话,需要十分巨大的设备投资,实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中,但是吸附选择性低,使用了无法再生的高价吸附剂,处理能力也比较低。项目特色本技术采用和现在的研究完全不同的想法,利用常压低温下的氧化反应,将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化,并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜,是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外,像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和,应用于燃料电池的燃料油重整器,可以很容易使燃料电池小型化,轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比,本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比,脱硫效率高数十倍,对于硫氧化物的选择吸附性高,吸附剂可以再生,吸附剂的使用量减少,可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统,制造出氢气提供给燃料电池。项目应用前景1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器图1是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物DBT在催化剂及氧化剂存在下,在常压低温下很容易氧化,生成硫氧化物,然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂,通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器,然后,常温常压下通过吸附器进行吸附,除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到0.5ppm。2.超深度脱硫煤油的重整反应 图2是利用Ru系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成CO2和H2。从结果来看,不含硫的煤油750度的重整反应活性达到100%,氢气收率达到了80%,而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。3.项目计划a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置,改变催化剂,氧化条件及吸附剂,将煤油中的硫磺含量减少到0.1ppm。b. 试做一套小型化脱硫装置,进行1000,2000,10000小时长期试运转实验,对催化剂,吸附剂的寿命,再生的可能性,装置的长期稳定性进行考察。c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置,利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整,开发高活性,长寿命的重整催化剂。d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器,利用煤油制造氢气提供给燃料电池。e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器(Sulfur Chemiluminescence Detector),氢火焰离子检测器气相色谱(Gas Chromatography-Flame Ionization Detector),热导池检测器气相色谱(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)等
燃料电池质子交换膜的制备研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
以氢气、甲醇、煤气或天然气等燃料为负极,以空气中的氧气作为正极的能量转换装置-燃料电池,具有转换效率高、容量大、比能量高等优点,被认为是最有发展前途的动力电源。但目前燃料电池使用的铂金催化剂、高性能隔膜、高压储氢罐价格高昂,造成燃料电池成本高,推广困难。 本项目针对氢燃料电池隔膜制造过程繁杂、工艺苛刻的现状,提出用静电纺丝制备全氟磺酸纳米纤维膜,应用于燃料电池质子交换膜的研究。通过深入研究全氟磺酸纳米纤维成膜规律,以及掺杂石墨烯提高性能的机理、最佳含量和路径等,提高膜的电导率、机械性能、降低燃料渗透率,获得高性能、低成本质子交换膜。为质子交换膜技术的快速发展奠定理论和技术基础,对加快质子交换膜燃料电池的实际应用有重要意义。
找到210项技术成果数据。
找技术 >混合动力汽车集成优化技术与平台
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
合作方式:☐整体转让 ☒技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____成果简介:针对国五标准、国六标准(基于出行链)、非标车辆集成优化混合动力整车配置,可实现商用卡车、乘用车的集成优化。动力类型覆盖:油电混合动力(串联式、并联式、混联式、功率分流式),锂电池-超级电容混合动力,燃料电池-锂电池混合动力多种形式。成熟程度及推广应用情况:目前处于何种研发阶段:☐研发 ☒小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化。推广应用情况:研究成果已经在加拿大 BC 轮渡公司混合动力船舶改造采用,在加拿大 Seaspan 远洋公司混合动力船舶改造应用。期望技术转移成交价格(大概金额):面议。技术优势:具有完全自主知识产权,提供整车系统设计、离线控制集成优化技术,技术成熟,根据车辆运行环境及工作特点进行车型的设计与控制集成优化;具有包括内燃机、电池、燃料电池等多种混合动力技术,适用于商用卡车、乘用车、非标车辆等多种复杂运输环境。具有完备的设计、仿真、测试手段,经验丰富。性能指标:针对所需的控制系统复杂度,可实现整车集成优化从分钟级到周级的优化配置。快速开发整车架构与配置。市场分析:可面向整车企业,如理想汽车等。经济效益分析:缩短开发流程,针对整车需求短,依据整车性能指标(建立碳排放成本、使用成本等指标),快速实现整车传动系统技术路线与技术架构的评估、分析与定型,大大缩短开发流程;提高整车能量利用率,针对混合动力传动系统架构,集成优化整车配置,提高车载能源的利用率;提高整车传动效率,依据混合动力传动系统架构与市场需求,快速实现车型针对特定市场的快速适应与调整,提高整车传动效率,缩短车型调整时间。成果亮点:1. 具有自主知识产权。2. 成果来源:来源于加拿大自然基金项目、Seaspan 企业横向项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进。
燃料电池内部温湿度检测装置
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于燃料电池测量技术领域,涉及燃料电池内部温湿度检测装置。通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中,实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测,减少由于安装传感器对燃料电池结构产生的影响。多个支路电路板通过排针电连接于控制电路板,每个支路电路板安装有至少两个温湿度传感器,温湿度传感器共用底线和电源线,有效减少布线面积,方便对发生故障的温湿度传感器进行拆装和替换。对电池内部局部电化学反应进行监测,通过调节外部输入参数可以避免燃料电池的不良反应发生,进而达到优化性能和提高寿命的效果。采用无线传输方式减少繁琐接线,方便检测双极板装配,避免错接和断路现象。
一种高温离子液体基燃料电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明属于电化学及能源材料技术领域,公开了一种高温离子液体基燃料电池,本发明的燃料电池的阴极中包含具有三元电导率(电子、质子、氧离子)的非铂基氧催化剂,使用具有高稳定性以及高离子电导率的离子液体制备离子液体基电解质隔膜应用到燃料电池中,可以配合性地使燃料电池具有优异的效果,本发明的燃料电池可在250~350℃稳定工作,可以直接使用碳氢作为燃料,可有效解决目前质子交换膜燃料电池中对铂等贵金属催化剂的高依赖性、燃料单一性(只能使用纯氢气做燃料)、催化剂易中毒、水热管理系统复杂等问题,本发明的燃料电池可以是双腔室燃料电池或单腔室燃料电池,有望实现其在交通工具、便携式发电装置等领域的广泛应用。
质子交换膜燃料电池模块
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池以其环境友好、能量转化效率高、适于能源可持续发展的特点,得到国内外政府、企业、学术界广泛重视。可以给人们高效、清洁能源环境的燃料电池技术也已经进入商业化应用的前夜。作为燃料电池发电系统的核心部件-燃料电池模块/组的成功开发对燃料电池推广应用起着至关重要的作用。该成果使燃料电池易于组装、出电流电压不易灵活调节、流体分配均一、电堆安装尺寸适应各种尺寸需求。燃料电池模块由若干个电池堆组成,而每个电池组又由若干片单电池组成,利用电池组的串并联方式保证输出电压在130-520V之间进行改变,输出电流可以在0-500A之间灵活调节,同时实现同电路电压的良好兼容、与系统快速简洁装配。该项成果已经申请多项发明和实用新型专利,随着燃料电池商品市场的进一步成熟,将具有广阔的应用前景。未来的环保节能的交通体系、家庭能源供应设施、乃至特殊动力驱动系统都是该项成果的应用领域。因此,进期需要进一步加强的是推进燃料电池的多堆模块智能化发展,使其具备一定的计算、自我诊断能力、一定的单元操作与预测控制能力,从而更方便与应用系统进行优化集成。同时,还需要制定相应的操作使用标准、扩大投资规模以降低生产成本、改善生产环境、开发系列化产品以实现燃料电池技术的规模应用。大连化物所和课题合作单位大连新源动力股份有限公司致力于推进燃料电池技术的产业化发展。已经初步具备小批量试制、机械化组装的工程力量,拥有一批用于连续生产和性能测试的生产设备、工艺模具、检测平台;在人才培养方面更是注重应用研究与基础研究并重,工程开发与技术服务同行,重视多层次、多方位人才培养和锻炼,为燃料电池技术产业化提供全方位的人力资源储备。成果进一步实施产业化面临的最大问题就是生产成本太高,整体资源投入不足。由于核心部件的重要材料如电催化剂、质子交换膜、碳纸支撑体都是从国外进口得到。国内可以满足商业化运作的产品供应链没有形成。为了防止国外贵重材料的高价垄断和高新技术转化困难,需要国内社会资源投入燃料电池及相关技术研发和生产,催生国内功能结构材料的供应市场,推进燃料电池技术的产业化发展。合作方式:生产环境。
一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
p 摘要:本发明公开了一种二氧化硅修饰的多球腔碳材料的制法及其在燃料电池膜电极中的应用。该方法以二氧化硅小球为模板,将苯胺在该小球周围聚合,依次经过碳化、刻蚀二氧化硅小球后得到掺氮、二氧化硅修饰的多球腔碳材料。多球腔碳材料的球形腔体的尺寸可控,同时具有一定的氧还原电化学活性,因此可用作与电催化相关的材料。此外,修饰二氧化硅能让多球腔碳材料具有自增湿的性能。本发明以二氧化硅‑多球腔碳材料作为载体负载Pt制备的催化剂,电催化性能高、在低湿度下性能和稳定性好、使用寿命长,是燃料电池阳极催化剂的理想选择,由此表明本发明的二氧化硅‑多球腔碳材料可作为燃料电池阳极催化剂的载体材料和膜电极自增湿相关的材料。 /p
直接甲醇燃料电池研制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要研究内容1、甲醇阳极与氧阴极催化剂研究。2、固体高分子膜防透醇研究。3、三合一膜电极制备技术研究。4、单体电池的设计与性能研究。5、电池组系统结构设计与8W样机研制。技术指标阳极铂载量≤3mg/cm2,阴极铂载量≤1mg/cm2;80℃,单体电池比功率≥80mW/cm2;30℃,阴极为常压空气,单体电池比功率≥12mW/cm2;8W样机正常运行40h。产业化前景DMFC属高技术含量、高附加值产品,是下一代高能电源。可广泛应用手机、笔记本电脑、摄像机等个人电子产品。日本东芝和NEC已推出用于笔记本电脑的DMFC样机,东芝还同时宣布将在2005年实现DMFC笔记本电脑的商业化。据统计,2003年中国大陆笔记本电脑出货量1500万部,占全球40%,国内市场销量150万部;预计到2008年,全球笔记本电脑市场将达到6000万部。目前笔记本电脑电源多使用锂离子电池,由于其比能量的限制,供电时间短,已远远不能满足用电需要。笔记本电脑的电源如果转向DMFC,将大大提高供电时间,因此市场前景很好。经济与社会效益随着我国经济的迅猛发展,国内笔记本电脑市场也成长迅速。这就为高容量笔记本电脑电源--直接甲醇燃料电池(DMFC)提供了广阔的应用前景。在小型DMFC技术基础上,进一步开发大功率、组合式DMFC系统,可用于电动车、混合电动车电源,它比氢氧型质子交换膜燃料电池携带和供应燃料简便、安全,将成为很有前途的动力电源。甲醇燃料属于洁净能源,在DMFC生产及使用中均对环境无害,同时来源广泛,是很好的石油、煤炭类石化能源的替代品之一。又因其热效率高,可以实现有限资源的高效利用。关于甲醇的制备和来源,可采用洁净煤气化技术,进而大规模合成甲醇。甲醇还可通过农作物的酿造加工而成。世界各国均在大力发展燃料电池产业,DMFC是各国竞相开发的重点,发展DMFC有利于提高我国在燃料电池产业的竞争力。应用领域直接甲醇燃料电池DMFC可以作为便携式电源广泛应用于移动通讯如手机、笔记本电脑、摄像机等;由于其能量密度大、无噪音,还可以广泛应用于军事领域,如单兵作战系统、潜艇等;DMFC还可以作为动力电源或辅助动力电源用于交通工具,如汽车,火车的空调电源等等。合作意向
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
(高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学一等奖)) 成果简介: 能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题, 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点,是影响装备性能的关键热物 理问题,对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作,取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有: 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性:创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律;发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象;揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律;阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征;厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理;揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律,获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型:建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型,揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系;建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型,阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性,为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法;建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型,为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法;提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型,首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为,揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法:基于分区耦合强化传热思想,提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法;通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池,显著提升了电池性能;利用石墨 烯表面修饰,实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化;创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控,结合表面修饰和弥 散光导体技术,实现微生物生化转化全过程强化;提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构,强化了质子传输,大幅提升了微生物燃料电池性能。
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
成果简介: 汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
应用于燃料电池的煤油超深度脱硫技术及重整技术的开发
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
燃料电池作为高节能性,环境负荷小的能源技术受到注目。燃料电池的氢气源现在主要利用天然气,甲醇,DME,轻质馏分,汽油和煤油等进行水蒸气重整开发。其中,煤油具有价格便宜,携带便利,常温下稳定性高,供给系统完善等优点。可以广泛应用于家庭,汽车,野外或者是灾害时,成为非常方便的电力供给源。但是用于燃料电池的燃料油中的硫磺含有量必须从现在的数十ppm减少到1ppm以下。为了达到这种严格的超深度脱硫,在现在既存的石油加工厂通过加氢精制脱硫的话,需要十分巨大的设备投资,实际上对于燃料电池用燃料油的脱硫处于无法对应状态。另外利用化学吸附的吸附型硫磺脱除器正在开发中,但是吸附选择性低,使用了无法再生的高价吸附剂,处理能力也比较低。项目特色本技术采用和现在的研究完全不同的想法,利用常压低温下的氧化反应,将煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化剂氧化,并通过常压常温下的选择吸附除去硫的氧化物砜,是一种新的低价脱硫法。无论在国内国外,像本技术一样利用固定床流通式反应装置除去燃料油中的硫磺化合物的研究很少有报告。这个超深度脱硫技术的反应条件非常温和,应用于燃料电池的燃料油重整器,可以很容易使燃料电池小型化,轻量化。和传统的高温高压下的加氢脱硫方法相比,本技术是在温和条件下的高效率脱硫法。和非氧化吸附式脱硫技术相比,脱硫效率高数十倍,对于硫氧化物的选择吸附性高,吸附剂可以再生,吸附剂的使用量减少,可以降低成本。本项目的目的是将这个新的低价脱硫法应用于燃料电池的重整系统,制造出氢气提供给燃料电池。项目应用前景1. 利用氧化吸附脱硫法开发煤油的超深度脱硫器图1是氧化吸附脱硫法的原理及煤油超深度脱硫器的概念图。煤油中的难脱硫化合物DBT在催化剂及氧化剂存在下,在常压低温下很容易氧化,生成硫氧化物,然后通过常温常压下的吸附被除去。反应容器里放入煤油及氧化剂,通过自然滴落在常压下送进填充了催化剂的固定床流通式氧化反应器,然后,常温常压下通过吸附器进行吸附,除掉氧化后的硫磺化合物。现在的研究结果是通过氧化吸附脱硫法可以将煤油中的硫磺含量减少到0.5ppm。2.超深度脱硫煤油的重整反应 图2是利用Ru系催化剂对含不同浓度硫的煤油进行水蒸气重整反应的结果。其反应是煤油和水生成CO2和H2。从结果来看,不含硫的煤油750度的重整反应活性达到100%,氢气收率达到了80%,而含硫磺煤油的催化反应表现出催化剂失活现象。3.项目计划a.建立一套连续的氧化吸附脱硫装置,改变催化剂,氧化条件及吸附剂,将煤油中的硫磺含量减少到0.1ppm。b. 试做一套小型化脱硫装置,进行1000,2000,10000小时长期试运转实验,对催化剂,吸附剂的寿命,再生的可能性,装置的长期稳定性进行考察。c.建立一套煤油的水蒸气重整反应装置,利用超深度脱硫煤油进行水蒸气重整,开发高活性,长寿命的重整催化剂。d.将超深度脱硫器与重整反应系统组合成试验用别体型重整器,利用煤油制造氢气提供给燃料电池。e.所需的仪器设备硫磺化学发光检测器(Sulfur Chemiluminescence Detector),氢火焰离子检测器气相色谱(Gas Chromatography-Flame Ionization Detector),热导池检测器气相色谱(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)等
燃料电池质子交换膜的制备研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
以氢气、甲醇、煤气或天然气等燃料为负极,以空气中的氧气作为正极的能量转换装置-燃料电池,具有转换效率高、容量大、比能量高等优点,被认为是最有发展前途的动力电源。但目前燃料电池使用的铂金催化剂、高性能隔膜、高压储氢罐价格高昂,造成燃料电池成本高,推广困难。 本项目针对氢燃料电池隔膜制造过程繁杂、工艺苛刻的现状,提出用静电纺丝制备全氟磺酸纳米纤维膜,应用于燃料电池质子交换膜的研究。通过深入研究全氟磺酸纳米纤维成膜规律,以及掺杂石墨烯提高性能的机理、最佳含量和路径等,提高膜的电导率、机械性能、降低燃料渗透率,获得高性能、低成本质子交换膜。为质子交换膜技术的快速发展奠定理论和技术基础,对加快质子交换膜燃料电池的实际应用有重要意义。