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公开(公告)号：CN115364807B
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202211022104.3
申请日：2022-08-25
Applicant: 北京航天试验技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种用于火星大气二氧化碳还原的Sabatier反应器及其方法。沿原料气流动方向设置孔隙率逐渐降低的金属多孔介质层，构建高温区到低温区连续过渡的梯度温度场，从而兼顾了高温和低温下的Sabatier反应，同步提升Sabatier反应的反应速率和转化率。本发明以平板式热管和金属多孔介质层构建复合换热强化结构，充分利用平板热管内部工质的蒸发冷凝循环和金属多孔介质层良好的空间导热能力，利用火星大气冷能消除Sabatier反应的反应热，从而保证Sabatier反应器可靠且稳定地运行。本发明不需配置额外冷却设备，从而大幅提升了Sabatier反应器对火星环境的适应性。
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公开(公告)号：CN118640392A
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202410588282.5
申请日：2024-05-13
Applicant: 北京航天试验技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种甲烷推进剂沸点温度提升方法，涉及低温推进剂领域。方法包括：分离火星大气中的二氧化碳组分，并将其转化为液态，存储在二氧化碳储罐中；将二氧化碳储罐中的部分液态二氧化碳转化为含有气态甲烷的产物气；对产物气进行分离纯化，获取高纯甲烷气体，将其转化为液态甲烷，存储在甲烷储罐中；将二氧化碳储罐中的液态二氧化碳与甲烷储罐中的液态甲烷混合均匀；将混合后的产物通过管道输送至航天器储箱，含液态二氧化碳的甲烷推进剂整体沸点温度上升，减小航天器航行过程中的推进剂蒸发损耗。本发明在火星表面甲烷推进剂原位制备过程中，利用捕集的液态二氧化碳作为甲烷推进剂沸点提升的添加介质，根据依数性原理实现设定目标。
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公开(公告)号：CN118501331A
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202410609294.1
申请日：2024-05-16
Applicant: 北京航天试验技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种正仲氢转化测试系统及方法，涉及氢气液化技术领域。系统包括液氢管路、液氮管路、测试氢气管路和标准氢气管路；液氢管路依次连接液氢储罐、液氢调节阀、液氢温区冷却器、中间冷却器和氢气温度传感器；液氮管路依次连接液氮储罐、液氮调节阀、液氮温区冷却器、中间冷却器和液氮温度传感器；测试氢气管路依次连接氢气瓶、测试氢气阀、正仲氢转化测试器和气相色谱仪，测试氢气管路上还连接有标准氢气管路，标准氢气管路依次连接标准氢气阀和气相色谱仪。本发明利用液氮介质和液氢介质协同匹配提供氢液化系统中液氮温区到液氢温区的连续渐变温度，实现正仲氢催化剂真实应用环境模拟，并简化装置结构和运行流程。
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公开(公告)号：CN115371356B
公开(公告)日：2023-06-16
申请号：CN202211022110.9
申请日：2022-08-25
Applicant: 北京航天试验技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种采用斯特林低温冷机的火星表面氧气液化系统及方法。本发明以斯特林低温冷机作为火星表面氧气液化主要冷源对氧气进行充分预冷，并设计基于火星大气冷却的恒温箱使斯特林低温冷机处于最佳工作温区，恒温箱内设计多级低温冷机的冷却形式，根据斯特林低温冷机制冷量随温度上升而增加的特性，在火星大气温度和氧气气液饱和温度之间进行逐级冷却，最终完成氧气液化。本发明可有效减少低温冷机数量，降低氧气液化所需的能源消耗，特别适用于大流量的氧气液化情况。
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公开(公告)号：CN115388616A
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN202211024355.5
申请日：2022-08-25
Applicant: 北京航天试验技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种采用增压液化的火星表面二氧化碳连续捕集系统及其方法。本发明采用多级增压液化的方法捕集火星表面二氧化碳，其中第一级压缩机出口的原料气热量用于对入口原料气进行预热，在提升第二级压缩机压缩效率的同时，可保证风机和压缩机等设备可以正常运行；而第二级压缩机出口原料气的高品质热量用于对吸附器进行加热解吸，同时加热恒温器，维持系统所处空间的合理温度。第二级压缩机出口原料气首先经过吸附器再生管路的换热介质初步冷却，随后再利用火星大气冷能进行二次冷却，并实现二氧化碳液化，整体过程实现了原料气的梯度降温，具有较高的热力学效率和经济性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115364622A
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202211024318.4
申请日：2022-08-25
Applicant: 北京航天试验技术研究所
IPC: B01D53/06
Abstract: 本发明公开了一种火星表面二氧化碳捕集与转化系统及其方法。本发明基于火星大气低温特征，设计基于吸附原理的二氧化碳捕集系统，其利用转轮吸附器实现火星大气中二氧化碳的高效捕集，利用Sabatier反应热作为转轮吸附器的再生热源，无需配置额外的加热系统，实现二氧化碳捕集和转化系统的高效耦合，可连续获取返回式火星探测所需的甲烷推进剂。本发明的系统中还设计了利用火星大气冷能的冷却凝器和集水器，实现再生气中二氧化碳和水汽的分离，无需设置额外的水汽吸附器，同时还可实现宝贵水资源的收集。
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公开(公告)号：CN115364615A
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202211022131.0
申请日：2022-08-25
Applicant: 北京航天试验技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种采用变温吸附法的火星表面二氧化碳捕集系统及方法。本发明中充分利用火星大气的低温环境以及充足的太阳能和风能，设计了能够实现吸附剂再生的并联运行的双吸附器，从而能够实现从火星大气中捕集和纯化二氧化碳，实现二氧化碳的连续供应。在本发明的捕集系统中，吸附器并联交替运行，并且无需常规变温吸附系统的吹扫和冷却步骤，在为后续系统连续提供二氧化碳原料气的同时，具有流程简单、操作方便的优点。而且其利用火星大气冷能的冷却凝器和集水器，实现再生气中二氧化碳和水汽的分离，无需设置额外的水汽吸附器，同时还可实现宝贵水资源的收集。
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公开(公告)号：CN112781899A
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN201911080091.3
申请日：2019-11-07
Applicant: 北京航天试验技术研究所
IPC: G01M99/00
Abstract: 本发明属于氢燃料电池汽车安全检测技术领域，涉及到液氢瓶的安全检测，是一种在局部火烧和整体火烧条件下考核液氢气瓶安全性能的方法。一种液氢气瓶火烧试验的装置，包括燃烧系统(1)、阀门控制系统(2)、阀门系统(3)、吹除置换气源(4)、瓶阀保护壳(5)、数据采集系统(6)、燃烧瓶系统(7)、压力监测系统(8)、温度监测系统(9)。实现了储氢气瓶现场充装液氢，局部火烧和整体火烧均可进行试验，同时测量与控制系统实现了系统温度、压力等参数的实时监控与记录，并可进行远程操控，本成果实现了以液氢为介质的火烧试验，有明显实用价值。
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公开(公告)号：CN115382496B
公开(公告)日：2025-04-15
申请号：CN202211022123.6
申请日：2022-08-25
Applicant: 北京航天试验技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种利用火星大气冷能的双段Sabatier二氧化碳甲烷化反应系统及方法。本发明通过设置双段Sabatier反应器构建沿着反应气流动方向的梯度温度场，前段设置高温Sabatier反应器，提升反应速度，后段设置基于火星大气冷却的低温Sabatier反应器，提升二氧化碳到甲烷的转化率，在充分利用火星低温环境的同时，实现甲烷推进剂高效制备目标。
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公开(公告)号：CN115364622B
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202211024318.4
申请日：2022-08-25
Applicant: 北京航天试验技术研究所
IPC: B01D53/06
Abstract: 本发明公开了一种火星表面二氧化碳捕集与转化系统及其方法。本发明基于火星大气低温特征，设计基于吸附原理的二氧化碳捕集系统，其利用转轮吸附器实现火星大气中二氧化碳的高效捕集，利用Sabatier反应热作为转轮吸附器的再生热源，无需配置额外的加热系统，实现二氧化碳捕集和转化系统的高效耦合，可连续获取返回式火星探测所需的甲烷推进剂。本发明的系统中还设计了利用火星大气冷能的冷却凝器和集水器，实现再生气中二氧化碳和水汽的分离，无需设置额外的水汽吸附器，同时还可实现宝贵水资源的收集。
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