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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：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：CN117702154A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202410025147.X
申请日：2024-01-08
Applicant: 河北建投中航塞罕绿能科技开发有限公司 , 清华大学
IPC: C25B9/70 , C25B15/023 , C25B15/08 , C25B1/04
Abstract: 本发明涉及可再生能源利用技术领域，尤其涉及一种新型碱性电解堆及应用。所述新型碱性电解堆包括：保护腔体；以及设置在所述保护腔体内部的碱性电解堆；所述保护腔体具有n层，各层的压力均不相同，其中最靠近碱性电解堆的为第n层，与碱性电解堆形成的空间压力为Pn；第n层外侧的保护腔体为第n‑1层，与第n层形成的空间压力为Pn‑1；以此类推，最外侧的保护腔体为第1层，所述第1层外侧即为大气环境，压力为P0；碱性电解堆的内部压力即电解反应的压力Pstack；Pstack>Pn>Pn‑1>…>P1>P0。本发明可以避免局部区域内的过大压力梯度，可保障其在高压下稳定运行，并降低压缩过程的整体能耗。
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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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117107294A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311167188.4
申请日：2023-09-11
Applicant: 清华大学 , 北京华易氢元科技有限公司
Abstract: 本申请提供了一种电解隔膜及电解装置，所述电解隔膜通过在第一条形隔膜件的两侧分别设置第一条形阳极和第一条形阴极，在第二条形隔膜件的两侧分别设置第二条形阳极和第二条形阴极，有利于提高电阻和电流的均匀性。还能避免第一条形隔膜件和第二条形隔膜件直接与电极网进行接触，使得第一条形隔膜件和第二条形隔膜件靠近电极网一侧形成的气体可以更快排出，避免气体的堆积，提高了催化效率。
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公开(公告)号：CN114959768A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210845166.8
申请日：2022-07-19
Applicant: 清华大学
IPC: C25B11/053 , C25B11/061 , C25B11/091 , C25B11/031 , C25B1/04
Abstract: 本发明涉及电解水催化剂技术领域，尤其涉及一种镍基析氧电极、其制备方法及应用。所述镍基析氧电极包括：泡沫镍基底材料；复合在所述泡沫镍基底材料上的分层多孔镍沉积层；复合在所述分层多孔镍沉积层上的镍铁氢氧化物沉积层。本发明的目的是克服现有制备镍基析氧电催化剂材料方面存在的比表面积小、活性位点少的缺点。本发明中，经过动态氢气泡模板法沉积后的泡沫镍表面明显形成了分层多孔结构，状似麦穗；不仅增大了催化活性位点数目，分层结构还有益于气泡逸出，在大电流密度下不容易被气泡覆盖表面，所以在大电流密度下仍保持较低的过电位，显示了优异的催化性能。本发明提供的镍基析氧电极可以用于电解水制氢，具有较优的催化性和稳定性。
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公开(公告)号：CN114959768B
公开(公告)日：2022-10-21
申请号：CN202210845166.8
申请日：2022-07-19
Applicant: 清华大学
IPC: C25B11/053 , C25B11/061 , C25B11/091 , C25B11/031 , C25B1/04
Abstract: 本发明涉及电解水催化剂技术领域，尤其涉及一种镍基析氧电极、其制备方法及应用。所述镍基析氧电极包括：泡沫镍基底材料；复合在所述泡沫镍基底材料上的分层多孔镍沉积层；复合在所述分层多孔镍沉积层上的镍铁氢氧化物沉积层。本发明的目的是克服现有制备镍基析氧电催化剂材料方面存在的比表面积小、活性位点少的缺点。本发明中，经过动态氢气泡模板法沉积后的泡沫镍表面明显形成了分层多孔结构，状似麦穗；不仅增大了催化活性位点数目，分层结构还有益于气泡逸出，在大电流密度下不容易被气泡覆盖表面，所以在大电流密度下仍保持较低的过电位，显示了优异的催化性能。本发明提供的镍基析氧电极可以用于电解水制氢，具有较优的催化性和稳定性。
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公开(公告)号：CN117845273A
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN202410026881.8
申请日：2024-01-08
Applicant: 河北建投中航塞罕绿能科技开发有限公司 , 清华大学
Abstract: 本发明涉及可再生能源利用技术领域，尤其涉及一种碱性水电解系统耦合液氢系统。本发明提供了一种碱性水电解系统耦合液氢系统，碱性电解堆可消纳风电、光伏或水电等波动性可再生能源系统，通过水电解反应制取氢气，为液氢系统提供原料，用于后续的氢气储存与使用。本发明进一步采用电池、超级电容等储能装置，可吸收、储存来自于波动性可再生能源但超出碱性电解堆负载范围的电能，与稳定电源共同为液氢系统供电，拓宽了波动性可再生能源的实际消纳范围，并降低了液氢系统能耗(即减少消耗稳定电源的电能)。
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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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