一种电解水用改性隔膜及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN119877031A

    公开(公告)日:2025-04-25

    申请号:CN202411812173.3

    申请日:2024-12-10

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明涉及电解水制氢技术领域,具体涉及一种电解水用改性隔膜及其制备方法和应用。电解水用改性隔膜由改性隔膜浆料制备而成;改性隔膜浆料包括隔膜浆料和酸性化合物;隔膜浆料包括聚砜、氧化锆纳米颗粒和有机溶剂;酸性化合物包括有机酸或无机酸中的一种或多种。酸性化合物的用量为隔膜浆料总质量的0.1‑10%。本发明的电解水用改性隔膜通过向包含有氧化锆纳米颗粒的隔膜浆料中添加酸性化合物,修饰纳米氧化锆颗粒表面,对隔膜进行改性,大幅度降低了隔膜的面电阻,使其导离子性能得到显著提高,通过添加酸性化合物,提高了隔膜的亲水性,接触角显著降低,增强了电解质的润湿能力和离子传导效率,进而能提升电解水制氢的整体效率。

    隔膜浆料及其制备方法和碱性水电解用隔膜

    公开(公告)号:CN115693017A

    公开(公告)日:2023-02-03

    申请号:CN202211314154.9

    申请日:2022-10-25

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提供一种隔膜浆料及其制备方法和碱性水电解用隔膜,所述隔膜浆料的制备方法包括将原料A通过多孔膜A、原料B通过多孔膜B、原料C通过多孔膜C后形成的三股料液混合的步骤,原料A为无机纳米颗粒与溶剂的混合液,原料B为粘结剂与溶剂的混合液,原料C为有机高分子聚合物与溶剂的混合液;多孔膜A的孔尺寸为1000~2000nm,多孔膜B的孔尺寸为500~1000nm,多孔膜C的孔尺寸为400~800nm。本发明通过将特定原料通过特定孔径的多孔膜,使得各组分料液形成多股微小的液滴,最终混合形成均匀的浆料。利用本发明所得浆料制备的隔膜,其孔径分布较窄,孔径大小可控,具有较高的离子透过性和泡点。

    碱性水电解用复合隔膜及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN116200779A

    公开(公告)日:2023-06-02

    申请号:CN202310062488.X

    申请日:2023-01-19

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提供一种碱性水电解用复合隔膜及其制备方法和应用,所述碱性水电解用复合隔膜包括依次相连的皮层、指状多孔层和三维多孔层;其中,所述三维多孔层中含有支撑体。本发明采用皮层、指状多孔层、三维多孔层这种特殊的异质结构设计,不仅能得到具有超高泡点的碱性水电解用隔膜,而且该隔膜具有极低的面电阻、亲水性和超快的浸润性。其中三维多孔层中设置支撑体能够有效增强碱性水电解用隔膜的机械强度。

    有机无机复合隔膜及制备其的浆料、碱性水电解装置

    公开(公告)号:CN115677269A

    公开(公告)日:2023-02-03

    申请号:CN202211313567.5

    申请日:2022-10-25

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提供一种有机无机复合隔膜及制备其的浆料、碱性水电解装置,所述浆料包括液相组分和固相组分,所述固相组分包括无机氧化物纳米颗粒、粘结剂和造孔剂,所述无机氧化物纳米颗粒在所述固相组分中的质量占比为70‑90%,所述液相组分的质量为所述无机氧化物纳米颗粒质量的1‑1.5倍。用该浆料制备的有机无机复合隔膜具有面电阻小、阻气性高、绝缘性好等优点,用于碱性电解水过程能较好地降低能耗以及提高产氢纯度。

    碱性水电解用隔膜及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN115029732A

    公开(公告)日:2022-09-09

    申请号:CN202210635876.8

    申请日:2022-06-06

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 王海辉 廖益文

    Abstract: 本发明涉及碱性水电解用隔膜及其制备方法与应用。碱性水电解用隔膜,依次包括:第一致密皮层、第一指状多孔层、第二指状多孔层、第二致密皮层;其中,所述第二指状多孔层中含有支撑体。本发明采用网格状交织的支撑体嵌入有机无机复合隔膜中,能有效增强碱性水电解用隔膜的机械强度;无机纳米颗粒的添加能增强隔膜的亲水性和电解液的浸润性,从而有效提高隔膜的离子透过性。

    一种金属锂循环固氮合成氨的方法

    公开(公告)号:CN114604831A

    公开(公告)日:2022-06-10

    申请号:CN202210387421.9

    申请日:2022-04-13

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 王海辉 廖益文

    Abstract: 本发明涉及一种金属锂循环固氮合成氨的方法。所述方法包括锂与氮气直接反应生成氮化锂,氮化锂与氯化铵加热生成无水氯化锂和氨,无水氯化锂电解得到氯气和金属锂,氯气在水电解产生的氢气中点燃得到氯化氢,氯化氢与氨结合生成氯化铵,形成完整的循环。本发明中,氮气与水作为反应原料,金属锂作为固氮介质,能够在该反应路径中再生,其他参与该循环的物质循环效率也接近99%。此外,锂是唯一能在常温下与氮气反应的金属,与氮气反应的活性很高,因此利用锂固氮具有较好的应用前景,且该过程相比于哈伯法能够多点分散实施,更具灵活性与便捷性。

    碱性水电解用隔膜及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN115029732B

    公开(公告)日:2024-04-19

    申请号:CN202210635876.8

    申请日:2022-06-06

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 王海辉 廖益文

    Abstract: 本发明涉及碱性水电解用隔膜及其制备方法与应用。碱性水电解用隔膜,依次包括:第一致密皮层、第一指状多孔层、第二指状多孔层、第二致密皮层;其中,所述第二指状多孔层中含有支撑体。本发明采用网格状交织的支撑体嵌入有机无机复合隔膜中,能有效增强碱性水电解用隔膜的机械强度;无机纳米颗粒的添加能增强隔膜的亲水性和电解液的浸润性,从而有效提高隔膜的离子透过性。

    超薄碱性水电解用复合隔膜及其制备方法和碱性水电解装置

    公开(公告)号:CN115896863B

    公开(公告)日:2023-09-12

    申请号:CN202211314085.1

    申请日:2022-10-25

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提供一种超薄碱性水电解用复合隔膜及其制备方法和碱性水电解装置,所述复合隔膜由多孔支撑层和形成在所述多孔支撑层外表面的致密皮层构成,所述多孔支撑层和所述致密皮层由同一组成的浆料制备得到,所述浆料包括纳米纤维、无机纳米颗粒、有机高分子聚合物和粘结剂,所述纳米纤维在所述浆料中的质量百分含量S%与所述纳米纤维的长度L、直径D满足:S=K*√L/D。本发明通过将一定浓度的纳米纤维均匀分散到制膜浆料中,在保持膜较好的机械强度的同时,大幅度降低复合隔膜的厚度,从而有效降低隔膜的面电阻,提高膜的离子透过性。

    有机无机复合隔膜及制备其的浆料、碱性水电解装置

    公开(公告)号:CN115677269B

    公开(公告)日:2023-06-27

    申请号:CN202211313567.5

    申请日:2022-10-25

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提供一种有机无机复合隔膜及制备其的浆料、碱性水电解装置,所述浆料包括液相组分和固相组分,所述固相组分包括无机氧化物纳米颗粒、粘结剂和造孔剂,所述无机氧化物纳米颗粒在所述固相组分中的质量占比为70‑90%,所述液相组分的质量为所述无机氧化物纳米颗粒质量的1‑1.5倍。用该浆料制备的有机无机复合隔膜具有面电阻小、阻气性高、绝缘性好等优点,用于碱性电解水过程能较好地降低能耗以及提高产氢纯度。

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