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

Inventor： 闫晓晖 ,  赵聪凡 ,  章俊良 ,  沈水云 ,  袁述 ,  殷洁炜

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。

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

Inventor： 沈水云 ,  安璐 ,  章俊良 ,  蔡熙阳 ,  赵聪凡 ,  袁述

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。

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

Inventor： 殷洁炜 ,  袁述 ,  闫晓晖 ,  章俊良 ,  赵聪凡

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。

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

Inventor： 闫晓晖 ,  袁述 ,  章俊良 ,  殷洁炜 ,  赵聪凡 ,  沈水云

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。

公开(公告)号：CN117648822A

公开(公告)日：2024-03-05

申请号：CN202311692441.8

申请日：2023-12-11

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 殷洁炜 ,  赵聪凡 ,  闫晓晖 ,  章俊良 ,  沈水云

IPC: G06F30/20 ,  G16C20/10

Abstract: 本发明涉及一种基于可变分辨率催化层三维重构的膜电极设计优化方法，包括以下步骤：根据已有实验表征结果搭建催化层数值重构模型；对催化层数值重构模型进行有效性验证，若验证通过则执行下一步，否则，调整各相生长概率并返回上一步调整催化层数值重构模型；调控催化层数值重构模型参数，分析调整参数后的催化层内的催化剂利用率和传输特性；根据分析结果前馈确定电极参数指导膜电极制备。与现有技术相比，本发明具有降低膜电极制备成本、方法泛用性强等优点。

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

Inventor： 殷洁炜 ,  赵聪凡 ,  章俊良 ,  袁述 ,  闫晓晖

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。