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公开(公告)号：CN117393783A
公开(公告)日：2024-01-12
申请号：CN202311493292.2
申请日：2023-11-10
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明公开了一种局域石墨化多孔碳载体及其制备方法和应用，属于燃料电池催化领域，该碳载体的制备方法包括：浸渍初始无定型碳载体前驱体和金属硝酸盐，并真空干燥；在惰性气体的氛围中高温热处理碳载体催化石墨化，强酸酸洗得到局域石墨化多孔碳载体。本发明通过金属纳米颗粒催化碳载体表面石墨化，降低石墨化处理温度，制备的局域石墨化多孔碳载体中孔结构明显增加，石墨化程度高，有利于碳载体表面孔结构中催化剂颗粒的氧气传输以及提高载体表面稳定性，作为质子交换膜燃料电池阴极高传输、高耐久氧还原催化剂载体，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN116949488A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310983009.8
申请日：2023-08-07
Applicant: 上海交通大学
IPC: C25B11/077 , C25B11/065 , C25B1/04 , C01G55/00
Abstract: 本发明公开了碳载钌锰氧化物阳极析氧反应催化剂及其制备方法和应用，包括：制备RuMnOx前驱体溶液，碳纸预清洗，RuMnOx前驱体溶液通过蘸取负载于碳纸表面，真空烘干，在马弗炉中氧化烧结得到碳载钌锰氧化物，即得原位生长于碳纸表面的RuMnOx催化剂；使用三电极体系，采取计时电流法将原位生长于碳纸表面的RuMnOx催化剂在活化电压不大于1.1V vs.RHE的条件下进行活化得到OER催化剂。本发明发现在活化电压≤1.1V vs.RHE的条件下催化剂实现活化，并且活化后的催化剂在恒电流测试中稳定运行1500小时，明显提高催化剂的活性和超高稳定性，应用于酸性电解水氧析出反应具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN116575043A
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310594376.9
申请日：2023-05-24
Applicant: 上海交通大学
IPC: C25B9/19 , C25B9/70 , C25B1/04 , C25B15/08 , C25B15/02 , C25B11/02 , H01M8/04089 , H01M8/04082 , H01M8/04537 , H01M8/04992 , H01M8/04119
Abstract: 本发明涉及一种具备阳极吹扫功能的高稳定性质子交换膜电解水制氢系统及控制方法，包括PEM电堆、氢分离子系统、氧分离子系统、净水处理子系统，控制器和监测子系统，所述的PEM电堆的阳极气体出口增设一旁通管路，与阳极入口相连形成吹扫回路，以提供吹扫所需的气体源。通过监测子系统实时监测电压、电流信号并将数据发送至控制器，控制器根据算法得出每次执行吹扫触发时机以及吹扫的持续时间。与现有技术相比，本发明解决了质子交换膜电解水电堆随着运行时间的增加，会因为产生的氧气气泡在阳极累积而导致的短期性能下降以及长期寿命下降的问题。
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公开(公告)号：CN119372690A
公开(公告)日：2025-01-28
申请号：CN202411559068.3
申请日：2024-11-04
Applicant: 上海交通大学
IPC: C25B11/053 , C25B11/031 , C25B1/04
Abstract: 本发明涉及一种具有分层催化层结构的电解水制氢膜电极及其制备方法。该方法先将部分催化剂层浆料通过热压转印在质子交换膜上得到具有致密平整的底部催化层，随后在其上使用喷涂法喷涂剩余催化剂层浆料，得到分层结构膜电极。该分层结构膜电极能增强催化层与扩散层的导电接触，并强化氧气气泡的析出和传输，从而增强使用该膜电极的电解池的性能，提高制氢时的能量利用效率，降低使用该膜电极的电解池的能耗。该膜电极及其制备方法主要用于质子交换膜电解水制氢以及其他相关领域。与现有技术相比，本发明仅需简单调整膜电极制备工序，而无需采用新的材料及工艺，在不改变现有生产成本的基础上，有效提高了制得的膜电极的性能。
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公开(公告)号：CN116988082A
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202310566613.0
申请日：2023-05-19
Applicant: 上海交通大学
IPC: C25B9/19 , C25B1/04 , C25B15/02 , C25B15/029
Abstract: 本发明涉及一种低氧饱和度质子交换膜电解水系统及控制方法，包括PEM电堆、氢分离子系统、氧分离子系统、供水子系统，控制器和监测子系统，所述的PEM电堆(1)的阳极侧增设由循环泵驱动和稀氧水罐构成的辅助给水系统，同时在给水进入PEM电堆(1)阳极前加装换向阀控制当前供水由主储水罐或稀氧水罐系统提供。与现有技术相比，本发明通过改进系统设计，对质子交换膜电解水系统中进水子系统和切换阀的控制，配合电解水堆中溶解氧浓度、电压等数据的采样测量，实现对质子交换膜电解水堆溶解氧浓度的在线监测和及时优化，减少电解水堆长期运行过程中氧饱和和氧气气泡积累对电解水堆性能和寿命带来的负面影响。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118932383A
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202411084730.4
申请日：2024-08-08
Applicant: 上海交通大学
IPC: C25B11/081 , C25B11/02 , C25B9/19 , C25B1/04
Abstract: 本发明涉及基于团聚体结构调控的质子交换膜电解水膜电极阳极催化层及其制备和应用，该方法包括以下步骤：将正十八硫醇与去离子混合均匀配置成自组装溶液A；将IrOx纳米催化剂颗粒置于自组装溶液A中，获得催化剂‑自组装溶液B，进行搅拌、超声、离心、洗涤，得到固体颗粒；将固体颗粒烘干后得到催化剂‑ODT自组装固体颗粒C；将催化剂‑ODT自组装固体颗粒C和全氟磺酸离聚物溶液加入分散溶液，混匀得到阳极催化剂浆料D；将阳极催化剂浆料D喷涂再质子交换膜一侧，烘干，得到阳极催化层。与现有技术相比，本发明能够在不影响催化活性的前提下大大提升电解制氢膜电极操作电流并且提高催化剂利用率。
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公开(公告)号：CN113839074B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202111124377.4
申请日：2021-09-24
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M8/1016 , H01M8/22
Abstract: 本发明涉及一种固体酸质子传导膜的制备方法，所述方法包括将酸性盐热压膜直接热压制备固体酸质子传导膜或将固体酸材料与结构粘结剂混合并研磨，通过成型工艺制备固体酸质子传导膜；所述固体酸材料与结构粘结剂的混合质量比为100：5‑100：15。该固体酸对气体和水等流体不渗透，无须水合作用即具有高质子导电性，并在高温(230℃‑250℃)条件下具有较好的电池性能。由本发明制备的固体酸质子交换膜可以运用于高温质子交换膜燃料电池以及直接醇类电池中作为质子交换膜使用。
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公开(公告)号：CN113851684B
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN202111122800.7
申请日：2021-09-24
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种固体酸性盐、固体酸质子交换膜及制备方法，固体酸性盐的制备方法，包含以下步骤：步骤S1、按比例取盐、酸和水，然后混合形成溶液；步骤S2、溶液中加入有机溶剂，过滤得到沉淀，沉淀干燥后得到固体酸性盐。一种固体酸质子交换膜的制备方法，包含以下步骤：步骤(1)、将固体酸性盐和聚合物按比例混合在一起，研磨成粉末；所述固体酸性盐采用上述所述的固体酸性盐的制备方法制备而成；步骤(2)、所得粉末热压成固体酸质子交换膜。制备出的复合电解质膜具有高质子电导能力，使得其运用于高温质子交换膜燃料电池取得较好的电池性能。
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公开(公告)号：CN113851682A
公开(公告)日：2021-12-28
申请号：CN202111122816.8
申请日：2021-09-24
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M8/1018 , H01M8/00
Abstract: 本发明涉及一种泛燃料供应的固体酸燃料电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：将含铂系催化剂的催化剂层集成至固体酸质子交换膜的两侧上，制成膜电极；将所制成的膜电极放置于阴极极板及阳极极板之间，组合起来即形成电池单元；将一个所述电池单元或多个所述电池单元，安装含进出气管的端板、紧固装置即可。本发明提供的该燃料电池电池属于高温质子交换膜燃料电池，使用特殊固体酸质子交换膜作为隔膜，使用铂系催化剂制作的电极作为燃料电池的阴极与阳极，其操作温度达150℃以上，且无需复杂的外部增湿系统，阴极可利用空气或氧气作为氧化剂，而阳极可利用多种气态或液态燃料，具有广泛应用场景和经济价值。
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公开(公告)号：CN113839074A
公开(公告)日：2021-12-24
申请号：CN202111124377.4
申请日：2021-09-24
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M8/1016 , H01M8/22
Abstract: 本发明涉及一种固体酸质子传导膜的制备方法，所述方法包括将酸性盐热压膜直接热压制备固体酸质子传导膜或将固体酸材料与结构粘结剂混合并研磨，通过成型工艺制备固体酸质子传导膜；所述固体酸材料与结构粘结剂的混合质量比为100：5‑100：15。该固体酸对气体和水等流体不渗透，无须水合作用即具有高质子导电性，并在高温(230℃‑250℃)条件下具有较好的电池性能。由本发明制备的固体酸质子交换膜可以运用于高温质子交换膜燃料电池以及直接醇类电池中作为质子交换膜使用。
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