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公开(公告)号:CN114784346B
公开(公告)日:2022-09-06
申请号:CN202210700973.0
申请日:2022-06-21
Applicant: 清华大学 , 清华大学山西清洁能源研究院 , 北京化工大学
IPC: H01M8/1069 , H01M8/1067 , H01M8/1041 , D01F6/74 , B82Y30/00 , B82Y40/00 , C22B3/22 , C22B7/00 , C25B13/08 , B01D71/62 , B01D69/02 , B01D69/12 , B01D67/00 , C02F1/44 , C02F1/28 , C02F101/20
Abstract: 本发明属于质子交换膜的制备技术领域,公开了一种用于电池的质子交换膜、制备方法、纳米纤维复合结构及电池,利用季铵化三元共聚苯并咪唑衍生物纳米纤维与聚合物进行复合,制得纳米纤维复合结构,并在纳米纤维复合结构中形成具有主链和侧链两个维度的双质子传输通道。本发明率先制备出具有主链和侧链双质子传输通道的质子交换膜,并通过调节接枝密度和侧链长度来调控其质子传导能力。本发明具有的纳米纤维复合结构能够在纤维表面与复合高分子本体之间构建纳米质子通道,有利于提高质子交换膜的质子传导能力;同时赋予质子交换膜以良好的机械性能。本发明耐高温聚合物的复合组分,有助于进一步提高质子交换膜的热稳定性、化学稳定性和结构稳定性。
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公开(公告)号:CN114784346A
公开(公告)日:2022-07-22
申请号:CN202210700973.0
申请日:2022-06-21
Applicant: 清华大学 , 清华大学山西清洁能源研究院 , 北京化工大学
IPC: H01M8/1069 , H01M8/1067 , H01M8/1041 , D01F6/74 , B82Y30/00 , B82Y40/00 , C22B3/22 , C22B7/00 , C25B13/08 , B01D71/62 , B01D69/02 , B01D69/12 , B01D67/00 , C02F1/44 , C02F1/28 , C02F101/20
Abstract: 本发明属于质子交换膜的制备技术领域,公开了一种用于电池的质子交换膜、制备方法、纳米纤维复合结构及电池,利用季铵化三元共聚苯并咪唑衍生物纳米纤维与聚合物进行复合,制得纳米纤维复合结构,并在纳米纤维复合结构中形成具有主链和侧链两个维度的双质子传输通道。本发明率先制备出具有主链和侧链双质子传输通道的质子交换膜,并通过调节接枝密度和侧链长度来调控其质子传导能力。本发明具有的纳米纤维复合结构能够在纤维表面与复合高分子本体之间构建纳米质子通道,有利于提高质子交换膜的质子传导能力;同时赋予质子交换膜以良好的机械性能。本发明耐高温聚合物的复合组分,有助于进一步提高质子交换膜的热稳定性、化学稳定性和结构稳定性。
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公开(公告)号:CN114774988A
公开(公告)日:2022-07-22
申请号:CN202210700990.4
申请日:2022-06-21
Applicant: 清华大学 , 清华大学山西清洁能源研究院 , 北京化工大学
IPC: C25B13/04 , C25B1/04 , D01D5/08 , D01F6/94 , D01F1/10 , D01F6/48 , D01F8/16 , D01F8/10 , H01M50/446
Abstract: 本发明属于电解水制氢技术领域,公开了一种电解槽复合隔膜、制备方法、碱性电解水制氢装置及应用,以氯化萘为溶剂将有机耐热耐碱高分子聚合物与亲水性无机非金属氧化物进行溶液共混,将溶剂挥发,对共混物进行熔融纺丝;将有机耐热耐碱高分子聚合物与亲水性无机非金属氧化物按比例进行双螺杆熔融共混,进行熔融纺丝;有机耐热耐碱高分子聚合物与亲水性无机非金属氧化物复合杂化,以氯化萘为溶剂在高温下将亲水性无机非金属氧化物熔接在有机耐热耐碱高分子聚合物纤维表面。本发明兼具有机材料和无机材料的共同特性,因而能够实现隔气性好、亲水性好、耐高温、耐浓碱、耐溶剂、电阻低、能耗低、价格低等多种优势,可满足碱性电解水制氢相关领域的各种苛刻要求。
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公开(公告)号:CN116288517A
公开(公告)日:2023-06-23
申请号:CN202310133427.8
申请日:2023-02-20
Applicant: 清华大学 , 北京华易氢元科技有限公司
Abstract: 本公开涉及一种碱性电解系统及其碱液混合比例的控制方法。其中的控制方法包括,将阳极碱液中的一部分与阴极碱液中的一部分进行混合,并且调节混合比例,获得混合碱液;将混合碱液均等分配并分别输入碱性电解堆的阴极侧和阳极侧;其中,基于阳极气体中氧气的纯度,调节阴极碱液在混合碱液中的比例,基于阴极气体中氢气的纯度,调节阳极碱液在混合碱液中的比例。能够动态调节阴极及阳极回路碱液混合比例,以根据实际工况同步满足系统运行性能及安全特性的需求。在系统方面,采用多精度耦合的碱液混合比例控制模块,选取适当精度动态调节阴极及阳极回路碱液混合比例,以实现调节速度、稳定性及准确性的共同提升。
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公开(公告)号:CN116024595A
公开(公告)日:2023-04-28
申请号:CN202310187749.0
申请日:2023-02-22
Applicant: 清华大学 , 北京华易氢元科技有限公司
Abstract: 本发明提供了一种制氢系统及制氢方法,制氢系统包括配电控制模块、多段电解槽以及变压整流模块。多段电解槽包括多个小室且配置有多个阳极,不同的阳极位于多段电解槽中的不同小室的阳极板处,每一阳极通过相应的可控开关与变压整流模块的输出端连接。配电控制模块基于输入到变压整流模块的可再生能源发电功率信号,控制可控开关进行相应的通断操作,以及调整变压整流模块的输出电压,以使多段电解槽中处于工作状态的小室的数量与可再生能源发电功率信号相匹配。即在较低的输入功率条件下,仅使与可再生能源发电功率信号相匹配的数量的小室工作,剩余小室空闲,能够使电解槽内部的电流强度较为稳定,电解能效保持在较高水平,提高制氢效率。
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公开(公告)号:CN113249746A
公开(公告)日:2021-08-13
申请号:CN202110744141.4
申请日:2021-07-01
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种电解槽流场板结构,包括:电解槽端板(1);设置于所述电解槽端板(1)上的电解质出口(2);设置于所述电解槽端板(1)上的电解质入口(6),所述电解质出口(2)与所述电解质入口(6)对称设置;设置于所述电解槽端板(1)上的热管(4),所述热管(4)的冷凝段靠近所述电解质入口(6),所述热管(4)的蒸发段靠近所述电解质出口(2)。本发明提供的电解槽流场板结构,有效减小了电解质出口和电解质入口之间的温度差,提高电解槽端板上温度的均匀分布程度,提高了电解温度,进而有效提高了电解槽运行效率;有效降低了电解质出口的温度,进而避免了电解质出口易发生电解质沸腾的问题,消除安全隐患。
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公开(公告)号:CN113802131B
公开(公告)日:2022-03-15
申请号:CN202111358602.0
申请日:2021-11-17
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种电解系统及电极板,所述电极板的内部具有封闭的第一容纳腔,所述第一容纳腔内设置有第一相变材料。第一相变材料的相变可以吸收或释放热量,通过第一相变材料调整电解槽内温度,以使电解槽内温度始终保持的合适的范围,与现有技术中设置换热设备和加热通道相比,结构更简单且成本更低。另外,电极板内设置第一相变材料,可以防止局部热点的出现,以维持电解槽温度的稳定,延长使用寿命。
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公开(公告)号:CN113969409A
公开(公告)日:2022-01-25
申请号:CN202111453933.2
申请日:2021-12-01
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种氢气和氧气制备系统,包括:可再生能源回收装置;电容器件,所述电容器件的电力输入端与所述可再生能源回收装置的电力输出端连接;电解槽装置,所述电容器件的电力输出端与所述电解槽装置连接。上述氢气和氧气制备系统,通过可再生能源回收装置产生电能,通过电容器件稳定平滑可再生能源回收装置的电压,之后耦合接入电解槽装置中,将电解液(如纯净水或海水等)制取氢气及氧气。由于可再生能源回收装置产生电能通过电容器件稳定电压后输入电解槽装置中,有效避免了电压的波动性及间歇性,降低电解槽装置催化剂层的脱落情况,提高电解效率;避免气体产量突然变化而导致电解槽装置内部压力的变化,减少安全隐患。
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公开(公告)号:CN115287690A
公开(公告)日:2022-11-04
申请号:CN202211017730.3
申请日:2022-08-23
Applicant: 清华大学
IPC: C25B9/67 , C25B15/021 , C25B1/04 , F22B1/28
Abstract: 本发明提供了一种碱性电解槽系统及其控制方法、高压蒸汽发生器,该碱性电解槽系统包括:碱性电解槽电堆、包裹所述碱性电解槽电堆的电磁加热线圈、以及与所述电磁加热线圈连接的变频控制单元;其中,所述变频控制单元用于提供高频交流电压,所述高频交流电压施加在所述电磁加热线圈的两端,以对所述碱性电解槽电堆进行加热。也就是说该碱性电解槽系统在碱性电解槽电堆上包裹电磁加热线圈,并设置变频控制单元,通过高频交流电压快速变化方向导致的磁场内部产生的磁力线切割金属极板时产生无数小涡流,进而使碱性电解槽电堆双极板及内部电解质溶液达到快速均匀加热的效果。
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公开(公告)号:CN119297300A
公开(公告)日:2025-01-10
申请号:CN202411654305.4
申请日:2024-11-18
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/86 , H01M8/0273 , H01M8/18
Abstract: 本发明公开的一种负极电极组件、液流电池负极组件及锌铁液流电池,包括:负极电极内框,具有电极固定孔;负极电极本体,设置于电极固定孔内;负极电极外框,为两个,且分别设置在负极电极内框的上下两侧,负极电极外框上开设有与锌铁液流电池的其他组件装配的紧固孔;固定件,用于将负极电极内框固定在两个负极电极外框之间。本发明可以在不拆卸整个锌铁液流电池的基础上实现负极电极本体的迅速更换,可以改善因枝晶引起的电池内部传质恶化现象,同时有效避免枝晶对隔膜的威胁,有利于锌铁液流电池高效稳定运行。本发明设计简单,且成本较低,可以通过多次更换负极电极本体,实现锌铁液流电池的长时间运行,有利于作为大规模长时储能装备使用。
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