一种燃料电池用催化剂及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN119495757A

    公开(公告)日:2025-02-21

    申请号:CN202411546234.6

    申请日:2024-10-31

    Inventor: 臧秀静 王佳 薛琼

    Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域,尤其涉及一种燃料电池用催化剂及其制备方法和应用。利用含N或S原子的羧酸类改性剂对氧化碳纳米管进行改性得到改性碳纳米管;将离子液体溶液加至铂配合物溶液中,得到铂前驱体溶液;然后将铂前驱体溶液加入含有改性碳纳米管的分散液中,搅拌并静置得到浆料;浆料在氢气氛围下进行还原,净化并干燥后得到所述燃料电池用催化剂。通过引入能够与铂离子紧密结合的羧酸改性剂,对碳纳米管载体进行处理,不仅显著增强了载体与活性成分铂之间的相互作用,还有效地防止了铂金属粒子在使用过程中发生团聚,有效提高了催化剂的活性和稳定性。

    一种氢燃料电池极板结构及氢燃料电池

    公开(公告)号:CN118825324A

    公开(公告)日:2024-10-22

    申请号:CN202410995144.9

    申请日:2024-07-23

    Inventor: 王佳 薛琼 汪昭

    Abstract: 本发明提供一种氢燃料电池极板结构及氢燃料电池,所述电池极板结构包括分别与膜电极两面面触连接的极板;所述极板的与所述膜电极接触侧设有流道,所述极板用于通过流道给膜电极组件输送反应气体,同时收集和传导电流,并排出反应产生的水;所述流道之间通过流道脊分隔;所述流道脊上设置有水槽;所述水槽用于存储反应产生的水,从而调控膜电极反应环境的湿度。提供一种极板水槽设计,进而管理膜电极水环境;可有效调控反应环境的湿度,确保质子交换膜持续稳定的运行,防止电池反应过程中水淹导致的性能异常,并且在系统匹配时,减少加湿器的应用,降低系统控制难度和匹配成本,利于系统推广量产。

    一种燃料电池催化层、其制备方法及膜电极

    公开(公告)号:CN117410505A

    公开(公告)日:2024-01-16

    申请号:CN202311415010.7

    申请日:2023-10-27

    Inventor: 薛琼 高云峰 王佳

    Abstract: 本发明公开了一种燃料电池催化层、其制备方法及膜电极,其中,催化层包括催化剂、离聚物和添加剂;所述催化剂包括铂基催化剂,所述离聚物包括全氟磺酸聚合物,所述添加剂包括具有亲水性内核和外部有机基团的有机‑无机杂化的纳米笼状结构材料。本发明可以针对燃料电池的应用环境特性,解决水管理的问题,对于低湿度或高温度条件下的燃料电池应用场景,催化层中具有亲水性无机内核‑亲水性有机基团的添加剂,可以改善“膜干燥”问题;对于高湿度或低温度条件下的燃料电池应用场景,催化层中具有亲水性无机内核‑疏水性有机基团的添加剂,可以改善电极“水淹”问题。

    一种大功率燃料电池氢气循环系统及排氮控制方法

    公开(公告)号:CN117039056A

    公开(公告)日:2023-11-10

    申请号:CN202311304318.4

    申请日:2023-10-09

    Inventor: 王佳 高云峰 薛琼

    Abstract: 本发明公开了一种大功率燃料电池氢气循环系统及排氮控制方法,系统包括氢气源、比例阀、引射器、电堆、分水器总成、氢气循环泵;第一、二、三比例阀的一端均连接至氢气源的出口,第一、二比例阀的另一端分别连接至第一、二引射器的高压入口,第一、二引射器的混合腔出口均连接至电堆的阳极入口,第一、二引射器的低压入口均连接至第三比例阀的另一端、氢气循环泵的出口以及第四比例阀的一端,第四比例阀的另一端和氢气循环泵的入口均连接至分水器总成的出气口,分水器总成的入口连接至电堆的阳极出口,分水器总成的排料口设置有排氮阀和排水阀;本发明能够覆盖各种工况阳极回流量需求和多工作模式需求,具有可靠性和鲁棒性高的优点。

    一种氢燃料电池汽水分离器及排水控制方法

    公开(公告)号:CN117013021A

    公开(公告)日:2023-11-07

    申请号:CN202310799887.4

    申请日:2023-06-30

    Inventor: 张振旺 王佳 薛琼

    Abstract: 本发明公开一种氢燃料电池汽水分离器及排水控制方法,汽水分离器包括壳体,壳体内设置有汽水分离腔;壳体顶部设置有与汽水分离腔连通的出气口,壳体的侧壁上端设置有与汽水分离腔连通的进气口,壳体的底部设置有与汽水分离腔连通的主排水管,主排水管上设置有第一电磁阀;壳体的内侧壁与汽水分离腔的侧壁之间形成有水流缓冲腔,水流缓冲腔的底部连通有副排水管;汽水分离腔的侧壁上相对设置有第二电磁阀和第三电磁阀;汽水分离器还包括控制单元,控制单元与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及液位传感器连接;控制单元还连接有倾角传感器。本发明解决了工程机械连续上陡坡和长时间下陡坡水可能回流至进气口或出气口造成电堆损伤的问题。

    一种适用于大功率工程机械燃料电池热管理系统的控制方法

    公开(公告)号:CN116779901A

    公开(公告)日:2023-09-19

    申请号:CN202310946215.1

    申请日:2023-07-28

    Inventor: 谢祖成 薛琼 王佳

    Abstract: 本发明公开了一种适用于大功率工程机械燃料电池热管理系统的控制方法,按如下方式对节温器开度和散热器风扇转速进行调节:若当前节温器开度工作在最大开度,且至少有一个散热器工作,若散热器风扇转速工作在最佳工作区间,则根据当前电堆入堆温度值与入堆温度目标值的差值对散热器风扇转速进行自适应调节;若散热器风扇转速没有工作在最佳工作区间,则根据预设条件对散热器风扇转速进行调节;若当前节温器开度没有工作在最大开度,则根据延迟参数关闭散热器或保持散热器风扇转速不变。本发明在满足工程机械复杂的热负荷需求的前提下,通过对散热器风扇转速调节,避免散热元件长期处于高负荷运行,提升了相关元件的使用寿命。

    一种燃料电池内部水状态监测方法、系统及管理方法

    公开(公告)号:CN119513603A

    公开(公告)日:2025-02-25

    申请号:CN202411614208.2

    申请日:2024-11-12

    Inventor: 李旺坤 薛琼 王佳

    Abstract: 本发明公开了一种燃料电池内部水状态监测方法、系统及管理方法,方法包括:利用训练样本集合对燃料电池水状态观测模型进行训练获得训练预测数据;根据垂直于燃料电池中质子交换膜方向上的组分扩散、液态水传输、模态水传输、离子和电子传输及热量传输计算训练预测数据和真实标签之间的训练损失值;根据训练损失值对燃料电池水状态观测模型的参数进行优化获得训练后的燃料电池水状态观测模型;将实时运行数据输入至预先构建的燃料电池水状态观测模型获得燃料电池内水含量评估数据;本发明能够快速响应和准确监测燃料电池内部水状态,并根据燃料电池内部水状态对燃料电池进行调控,避免燃料电池发生膜干故障和水淹故障。

    燃料电池系统工况检测方法、自动化试验方法及测试系统

    公开(公告)号:CN118099485B

    公开(公告)日:2024-06-25

    申请号:CN202410472194.9

    申请日:2024-04-18

    Inventor: 李旺坤 王佳 薛琼

    Abstract: 本发明公开了燃料电池系统工况检测方法、自动化试验方法及测试系统。首先,根据燃料电池系统的主要操作条件选取电流、入堆氢气压力、入堆空气压力、入堆冷却液温度和出堆冷却液温度为工况检测的判断依据。然后,根据电流当前值插值获取其余参数的控制目标值。最后,根据电流的信号特征,辅以其余参数是否在控制目标值的阈值范围内确定系统状态,完成工况识别。该方法适用于燃料电池试验系统,具有计算方便、无需训练、可在线运行,以及自动化实验序列等优点。自动化试验流程,还可以避免工况检测受延迟误判自动触发下一组新实验条件的问题,提高了系统的稳定性和可靠性。

    一种燃料电池氢气回收装置、控制方法及燃料电池

    公开(公告)号:CN117913328A

    公开(公告)日:2024-04-19

    申请号:CN202410218938.4

    申请日:2024-02-27

    Inventor: 张振旺 王佳 薛琼

    Abstract: 本发明公开了一种燃料电池氢气回收装置、控制方法及燃料电池,装置包括:用于回收燃料电池尾排管路中的氢气的固态储氢吸附装置,其氢气回收口分别与安全阀的出口、水汽分离器的第一气体出口、燃料电池的电堆远端排氢口连接;安全阀的入口与燃料电池的电堆氢气进口管路连接,水汽分离器的入口与电堆氢气循环管路连接;固态储氢吸附装置的氢气出口与燃料电池的电堆氢气进口管路连接,尾气出口与尾排管路连接;热介质循环管路用于对固态储氢吸附装置进行加热,以释放并回收吸附的氢气。本发明提高了氢气回收利用率,降低了尾排氢气排放浓度过高导致的安全风险,保障了燃料电池系统的稳定运行,提高了燃料电池系统的性能。

    一种燃料电池热管理系统及方法

    公开(公告)号:CN117239188B

    公开(公告)日:2024-02-02

    申请号:CN202311482569.1

    申请日:2023-11-08

    Inventor: 高云峰 薛琼 丁成

    Abstract: 本发明公开了一种燃料电池热管理系统及方法,系统包括:车载的燃料电池系统和冷却循环系统,燃料电池系统包括电堆和空压机;冷却循环系统包括水泵、中冷器以及散热器;空压机的输出端通过中冷器的冷却通道连接至电堆的空气入口;水泵的输出端分别连接至电堆和中冷器的冷却液入口,电堆和中冷器的冷却液出口均通过散热器的冷却通道连接至水泵的输入端;方法包括:获取运行参数,并计算总散热需求量和最大散热量;若总散热需求量大于最大散热量,则按预设梯度值降低燃料电池系统的运行功率;若总散热需求量小于等于最大散热量,则以冷却循环系统的功耗最小化为目标进行寻优控制;本发明能够对燃料电池的热管理进行精确控制。

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