|
搜索
搜 索
高等教育領域數字化綜合服務平臺
耦合儲氫單元的燃料電池電源
1 成果簡介作為一種清潔、高效的能量轉換裝置， 燃料電池是各種電化學電池體系中的理論比能量“ 絕對冠軍”， 而且功率密度高、電流密度大， 是最先進的能量轉換技術之一。燃料電池在發電過程中，除了提供電能以外，還會產生廢熱。所以傳統燃料電池電堆中，單片燃料電池之間通常設有冷卻板，需要采用大流量的空氣或者冷卻水來為燃料電池散熱。而燃料電池工作時需要氫氣作為燃料，如果以儲氫合金作為氫源，則儲氫合金在釋放氫氣時會吸收熱量。 本成果將燃料電池與儲氫單元進行結構的耦合，可利用儲氫合金來部分吸收燃料電池發電時產生的廢熱，既解決了燃料電池水管理和熱管理的難題，又能解決儲氫單元放氫穩定性的問題，還能降低燃料電池系統寄生功率，提高系統的功率密度和能量密度。表 1 中列出了耦合型燃料電池的性能參數。本成果耦合型質子交換膜燃料電池解決了質子交換膜燃料電池的水熱管理問題，能夠使燃料電池系統結構更加緊湊，能量密度和功率密度更高。 上圖 耦合燃料電池的內部結構及外部結構圖2 應用說明經過近十年來的電動汽車、分布式電站、電源等領域的廣泛示范應用（燃料電池已經在航天、軍事上得到應用，燃料電池家用電源已經在日本產業化），質子交換膜燃料電池技術的成熟度已經逐漸被用戶所接受。目前，其商業化主要問題是價格較高（采用進口材料成本昂貴），而本項目利用國產原材料制備燃料電池電源，燃料電池材料供應不僅有安全保障，而且還有低成本優勢，可望克服燃料電池高成本的商業化障礙。3 效益分析由于目前國內外尚無同類產品，而且各行各業對新型電源的需求比較迫切，因此本成果具有較大的推廣空間。 如批量生產， 本電源價格每臺約 1500 元/千瓦。 來自政府的資金補助以及軍事、工業、新能源等應用領域的直接采購是使燃料電池電源商業化逐漸興盛的主因。據美國市場研究機構 Pike Research 估計， 2016 年市場上的主力燃料電池產品功率將在 100W~2kW 之間，用于替代部分鉛酸電池和柴汽油發電機，主要應用于船舶、 專用車、無人載具、 戰場支持系統、 備用電源、 應急電源等。
清華大學
2021-04-13
燃料電池堆膜電極檢測儀
1 成果簡介燃料電池應用于軍事、汽車、移動設備和家庭等領域。對于新生產的燃料電池堆，或在用的燃料電池堆，常需要了解電池堆內各節燃料電池的一致性和膜電極情況，但是國內外一直缺少檢測燃料電池堆膜電極的技術和測量裝置。 課題組研究出一種可方便檢測燃料電池堆膜電極狀況參數的方法和儀器。該測量儀具有如下功能和特點：可同步測量膜電極的催化劑有效活性面積、雙電層電容、氫滲透電流和阻抗；數據自動采樣，結果自動處理；可用于測量燃料電池單體和燃料電池堆，解決了以往即使檢測燃料電池單體膜電極也需要多臺測試儀器的問題，填補了燃料電池堆膜電極檢測儀器的空白。測量儀可用于科研中對燃料電池內部不一致性的檢查和原因辨析，可用于對各種場合的燃料電池堆進行現場檢查和老化診斷，可用作燃料電池堆初裝過程中的成組選配檢測工具。查新表明，國內外目前尚未發現有相似原理的儀器，具有較大的推廣使用空間。測量儀包括硬件部分和軟件部分。研究組已開發出測量儀的初級版，參見下圖。初級版的測試軟件基于 Labview 編寫，界面簡單易操作，通過配合電腦完成測量。研究組現在正進行開發測量儀器的升級版，期望其能夠脫離電腦單獨測量，更美觀，更實用。 上圖 初級版電池堆膜電極檢測儀2 應用說明研究組應用該方法和測量儀進行了多次測量和研究，成果在國際國內會議的宣傳推廣中得到了許多同行的好評，并表示有購買意向。
清華大學
2021-04-13
解吸池及分子印跡攪拌棒微萃取-高效液相色譜在線聯用裝置
本技術成果研發了一種微波輔助提取-高速逆流色譜聯用方法及其裝置。首先采用微波輔助提取模式 本技術成果研發了一種適于裝載分子印跡攪拌棒的解吸池，包括一上部池體及一下部池體。上部池體 提取物料；然后提取液濃縮預分離；最后通過高速逆流色譜純化制備得到目標組分或分析天然產物提取液 的底部連接于下部池體的頂部且兩者內部形成一上下貫通的解吸腔，上部池體頂部設有一液流出口，下部 中的目標組分；上述步驟通過接口及轉換控制實現微波輔助提取、分離、純化、高速逆流色譜制備或分析 池體下部圓周對稱地均布有三個液流入口，液流出口及液流入口與所述解吸腔連通；還包括一分子印跡攪 于一體，可直接從天然產物中提取得到毫克級高純度對照品，具有快速高效、高選擇性的特點，實現天然 拌棒，放置于所述解吸腔中；還包括一密封圈，密封所述上部池體及下部池體的連接部。上述解吸池配以 產物快速高效的在線提取分離、純化制備或分析?！疤烊晃镔|提取分離純化的實驗室制備微波裝置”集微 微量注射泵可實現對分子印跡攪拌棒的高效流動加熱解吸。另外在該解吸池的基礎上，通過與高效液相色 波輔助提取快速高效分離的優勢和高速逆流色譜高效純化、制備
中山大學
2021-04-10
固體堿催化劑
和廢鹽，且催化劑不易回收。發展的趨勢是用固體傳統的質子酸（硫酸等）和路易斯酸（AIC1。等）催化的催化過程中產生酸酸取代液體酸、用多相催化取代均相反應， 以減輕環境污染提高生產效益。本頊目所開發的固體酸具有如下優點：(1)催化活性高、催化劑用量少；(2)易與產物分離，重復使用高；(3)生產過程中污染少。并且在酯類香料的合成中顯示很高的催化活性，如：丙酸異戊酯的收率可達98.2%；丁酸芐酯的收率可達96.9%；己二酸 二丁酯的收率可達98．O%以上。
南京工程學院
2021-04-11
固體堿催化劑
項目概況 隨著人們環保意識的加強和綠色化學的興起，傳統的均相堿催化劑（KOH、NaOH 等）已 不再適應現代化工發展的需要。尋求高活性、高選擇性以及可重復使用的固體堿催化劑已成 為目前研究的熱點。固體堿催化劑的應用在我國處于剛起步階段。本項目所研制的固體堿催 化劑不受空氣中 H2O 和 CO2的毒化作用；并在苯酚烷基化，醛縮合，環氧丙烷的水解、醇解 和氨解，生物柴油制備以及硝基苯法制 4－硝基二苯胺等堿催化反應表現出了良好的催化性能。
南京工程學院
2021-04-13
固體酸催化劑
南京工程學院
2021-04-13
清潔氧化催化劑
南京工程學院
2021-04-13
壓電材料催化能源轉換
課題組設計合成片狀二維KNbO 3
南方科技大學
2021-04-14
納米催化燃燒發電技術
針對目前日趨小型化的各種民用與軍用微電子產品對高能量密度便攜式電源系統的需求，開展新型清潔能源的研究尤為重要。納米催化燃燒發電技術使得燃料可以充分燃燒，無需點火過程，無需任何機械運動部件就可以在納米尺度下將熱能直接轉化為電能。燃燒所釋放的能量，其單位質量輸出的功率是傳統使用的化學電池的幾十倍，從而大大提高了能源利用率，更重要的是此反應的生成物是無毒的二氧化碳和水，是一種全新的燃燒方式。此發明已經獲得了美國發明專利“Solid state transport-based thermoelectric converter”,US 7696668。已經首創完成了第一代NanoEPower的結構測試和芯片的設計制造，在一塊郵票大小的硅片上集成了上千個微米級發電單元，納米催化低溫燃燒發電的概念已經完成了實驗室原理驗證。該項目得到了科技部、上海市科委、云南省科委等多家單位支持, 可以應用在芯片級納米催化燃燒發電系統上。
上海交通大學
2021-04-13
農作物秸稈原料生產燃料乙醇成套技術
利用豐富的、開再生的玉米秸稈、麥稈、稻草等農作物秸稈原料生產燃料乙醇，是當前世 界生物能源產業的前沿技術領域，是未來替代石油能源的主要技術路線。本技術的產業化實施 可以高效率進行農作物廢棄物的資源化利用，對傳統農業的可持續發展和產業更新換代具有重 大的提升作用，并大幅減少因秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產成本嚴重 阻礙了本技術的產業化進程。目前，秸稈燃料乙醇的生產成本具體表現在過程的高能耗、大量 廢水排放、纖維素酶成本等環節上。 本項目的農作物秸稈原料生產燃料乙醇成套技術采用華東理工大學研發的干法生物煉制技 術。該技術主要包括干法稀酸預處理、固態生物脫毒、高固體含量糖化與發酵等主要工序。其 中，干法稀酸預處理技術使用新型的螺帶攪拌式預處理反應器，實現了過程零廢水排放，新鮮 水和蒸汽用量比典型的預處理技術降低80%以上；固態生物脫毒則采用生物降解方法脫除預處 理原料中所含的各種有毒物質，實現過程的零水耗和零能耗；高固體含量糖化與發酵技術則通 過自主研發的螺帶型反應器處理固體含量達40%以上的纖維素底物進行同步糖化與發酵生產乙 醇，與常規發酵反應器相比，電耗可以降低80%以上，纖維素酶用量大幅降低。整個農作物秸 稈原料生產燃料乙醇成套技術可以得到不低于8% (v/v) 的高濃度乙醇發酵液，纖維素轉化率可 達75%以上。本技術的采用將會大大降低纖維素乙醇的生產成本或環境成本，為即將商業化運 作的燃料乙醇工廠中的技改提供技術儲備。
華東理工大學
2021-04-11