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[发明专利]一种应用于质子交换膜燃料电池的二维变径流道-CN202310756052.0在审
发明人：袁伟;刘子昂;李锦广;柯育智;刘庆森;林镇河;梁浩伟;李欣泽;李康;王延刚;张宝彤 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2023-06-25 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于质子交换膜燃料电池的二维变径流道，所述的二维变径流道的两壁面轮廓由数学函数分别进行几何控制，形成连续或周期变化的二维变径结构。所述的二维变径结构可以实现在X‑Y平面上多方向同时变径。本发明提出的二维变径流道具有在X‑Y平面上多方向同时变径的二维变径结构，在二维变径结构中可以形成涡流。所述的涡流可以打破流体的稳定流动状态，产生的离心力可以将液态水推离流道中心区域，形成液滴流和膜状流，避免液态水堵塞流道，降低压力损失。二维变径流道更有利于强化电池内部的传质/传热过程、加快液态水的去除以及降低流场进出口的压力损失，从而有效提高电池的整体输出性能。
一种应用于质子交换燃料电池二维径流

[发明专利]一种微流道流场板及其制备方法-CN201811449364.2有效
发明人：袁伟;郑天翔;庄梓译;卢彪武;苏晓晴;李锦广;刘静怡;韩福昌;王祺;黄虹霖;陈晓敏;方国云 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2018-11-30 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： H01M8/0256 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型的微流道流场板及其制备方法，包括阳极流场板和阴极流场板，所述阴极流场板的表面均匀设置有连通其输入孔和输出孔且肋宽与流道宽度均为0.5~1.5mm的阴极微流道，所述阴极微流道表面设置有疏水层；所述阳极流场板的表面平行设置有分别连通其输入孔和输出孔的两主流道，两主流道之间均匀设置有宽度和深度向一端渐变的正三棱台状样阳极微流道，所述阳极微流道的表面设置有金属防护膜。本发明即缓解了阳极产物堵塞甲醇传递通道的情况，又作为阻醇结构有效减少甲醇穿透现象，实现高浓度甲醇反应。阴极侧微流道提高了氧气的进给压力，加快水的排出，同时经过疏水性表面处理，实现“水反补”功效，从而提高电池综合性能。
一种微流道流场板及其制备方法

[发明专利]一种质子交换膜燃料电池气体扩散层-rGO@Ni/Nifoam-CN202110991332.0有效
发明人：袁伟;刘庆森;郑荣灿;柯育智;赵永豪;梁浩伟;林惠铖;李锦广 -专利权人：华南理工大学;广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明公开了一种质子交换膜燃料电池气体扩散层‑rGO@Ni/Nifoam的制备方法及应用。在三电极电化学电池中以氢气泡为模板，通过电沉积法在泡沫镍上电沉积出三维镍纳米颗粒；将带有镍纳米颗粒的泡沫镍浸入氧化石墨烯水溶液中反应，利用三维镍颗粒原位还原氧化石墨烯，由此形成rGO@Ni/Nifoam产物。通过本发明，泡沫镍表面可沉积出镍纳米颗粒，氧化石墨烯还原程度高，能够有效降低气体扩散层与集电板之间的接触电阻。相较于直接利用泡沫镍(骨架)还原氧化石墨烯，不会腐蚀泡沫镍基材。相较于还原剂法还原氧化石墨烯，不涉及有毒还原剂的介入，安全性高、可操作性强。
一种质子交换燃料电池气体扩散 rgo ni base sub foam

[发明专利]一种基于正弦波纹的衍生型波纹流场板-CN202110853393.0有效
发明人：袁伟;李锦广;吴泽宇;苏晓晴;蒋子琮;柯育智;赵永豪;刘庆森;梁浩伟;林惠铖;庄梓译;卢彪武 -专利权人：华南理工大学;广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2021-07-27 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： H01M8/0263 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于正弦波纹的衍生型波纹流场板，用于主动式直接甲醇燃料电池的阳极流场板，所述的衍生型波纹流场板设置有流道，所述的流道内设置有扰流结构。所述的扰流结构为规律分布的波纹结构，形成波纹流道。所述波纹结构由两个及以上标准的正弦函数线性相加构成。本发明克服了标准正弦波纹流场存在速度死区的缺陷，提出的衍生型波纹流场增加了扰流结构迎风面的长度，降低了迎风面的曲率变化，减少了背风面的长度，使得CO2气柱能够充分地贴合壁面，减少了流场内的速度死区，降低了流体动能的耗散和阻力。因此，衍生型波纹流场板中的扰流结构更有利于传质过程的进行，从而提高电池的输出性能。
一种基于正弦波纹衍生流场板

[发明专利]一种应用于燃料电池的辅助低温冷启动系统及其控制方法-CN202110853397.9有效
发明人：袁伟;李锦广;蒋子琮;吴泽宇;柯育智;赵永豪;刘庆森;梁浩伟;林惠铖;苏晓晴;庄梓译;卢彪武 -专利权人：华南理工大学;广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2021-07-27 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： H01M8/04223 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于燃料电池的辅助低温冷启动系统及其控制方法，所述的辅助低温冷启动系统包括氢气供给模块、空气供给模块、催化燃烧加热模块、电加热模块、冷却液循环模块、尾气处理模块、控制模块、燃料电池电堆。所述的辅助低温冷启动系统具有模式一、模式二两种辅助启动模式。所述的模式一启动时，催化燃烧加热模块和电加热模块同时工作。所述的模式二启动时，电加热模块工作，氢气供给模块和空气供给模块开启，燃料电池电堆开始低功率运行。本发明提出的辅助低温冷启动系统采用模块化设计，具有启动速度快、能量利用率高、系统安全可靠等优点。
一种应用于燃料电池辅助低温冷启动系统及其控制方法

[发明专利]通过活塞燃烧辅助加热的PEMFC冷启动系统及方法-CN202110938522.6有效
发明人：袁伟;林惠铖;曾凡涛;刘飞龙;柯育智;赵永豪;李锦广;刘庆森;梁浩伟;苏晓晴;卢彪武;庄梓译 -专利权人：华南理工大学;广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2021-08-16 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： H01M8/04014 文献下载
摘要：本发明公开的通过活塞燃烧辅助加热的PEMFC冷启动系统包括包括PEMFC模块、氢气供气路、氧气供气路、氢废气出路、氧废气出路、第一预混室、第二预混室、燃烧室、氢气补充路、氧气补充路、循环水系统和信号处理模块。还提供相应的控制方法。本发明无需通过外界电路负载加热，提出一种全新的通过活塞燃烧辅助加热的质子交换膜燃料电池冷启动系统。该系统以出堆废气为原料，经加气、燃烧、冷却、压缩、降压后，利用其燃烧产生的热量，以燃烧废气和循环水为热源送入燃料电池堆，实现对燃料电池堆的多重加热。该发明不仅加快了冷启动时燃料电池堆的升温速度，减少了冷启动时系统的资源浪费，提高了原料的利用率。
通过活塞燃烧辅助加热 pemfc 冷启动系统方法

[发明专利]一种燃料电池用三维图形表面质子交换膜及其制备方法与应用-CN202110764420.7有效
发明人：袁伟;柯育智;苏日鹏;方程;李锦广 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2021-07-06 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： B29C33/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃料电池用三维图形表面质子交换膜及其制备方法与应用。该质子交换膜的制备方法包括3D打印和热压印工艺；其中3D打印工艺用来打印精密图形热压印模具，热压印工艺用来制备具有三维图形的高比表面积质子交换膜。热压印模具原料采用高硬度聚合物材料，克服了传统基于金属模具的制备工艺缺陷。热压印工艺采用上下两层缓冲层结构，具有一步压印成型的特征。本发明制备成型的表面图形结构的质子交换膜具有高比表面积，可以提供快速质子传输通道并扩大燃料电池膜电极的三相边界，从而提高燃料电池的输出性能。具有该表面图形结构的质子交换膜能够有效改善氢燃料电池的水管理，实现高性能、长寿命质子交换膜燃料电池的构建。
一种燃料电池三维图形表面质子交换及其制备方法应用

[发明专利]一种双重强化对流的质子交换膜燃料电池流道-CN202110875318.4有效
发明人：袁伟;赵永豪;何洁雯;柯育智;林惠铖;李锦广;刘庆森;梁浩伟;李晋宇 -专利权人：华南理工大学;广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2021-07-31 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明公开的一种双重强化对流的质子交换膜燃料电池流道，包括置于流场板上的电池流道，所述电池流道两侧设有若干个弧形缺口单元阵列，每个弧形缺口单元的一侧为斜面，两侧相邻的两个弧形缺口单元通过斜面形成通道；在流道入口处，气体经过弧形缺口在横向上强化对流传递，同时在纵向的斜面通道强化向下层催化层的传递效应，使得催化层内氧气的分布更为充分，显著增强了流道中气体的速度，有利于气体的扩散传输和产物水的排出，从而提高了电池性能。
一种双重强化对流质子交换燃料电池

[发明专利]一种质子交换膜燃料电池热管理系统及工作方法-CN202210225722.1在审
发明人：袁伟;梁浩伟;陈瀚贤;柯育智;林惠铖;刘庆森;赵永豪;李锦广 -专利权人：华南理工大学;广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2022-03-07 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： H01M8/04029 文献下载
摘要：本发明公开了一种质子交换膜燃料电池热管理系统及其工作方法。所述的燃料电池热管理系统包括燃料电池电堆、超薄均热板、水冷模块、保温加热模块和控制模块。所述燃料电池电堆的双极板上设置有插槽，所述超薄均热板的导热段嵌于插槽内，相邻两块超薄均热板的控温段分别与冷却模块和保温加热模块连接。所述燃料电池热管理系统利用超薄均热板的均温特性及复合相变材料储存潜热的特性，配合控制模块实现对燃料电池电堆的高效热管理。本发明提出的燃料电池热管理系统具有系统可靠灵活、电池温度分布均匀稳定、热量调控高效节能等优点。
一种质子交换燃料电池管理系统工作方法

[发明专利]一种质子交换膜燃料电池水管理系统及控制方法-CN202110939681.8在审
发明人：袁伟;林惠铖;刘飞龙;曾凡涛;柯育智;赵永豪;李锦广;刘庆森;梁浩伟;苏晓晴;卢彪武;庄梓译 -专利权人：华南理工大学;广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2021-08-16 - 公布日： 2021-12-17 - 主分类号： H01M8/04082 文献下载
摘要：本发明公开的一种质子交换膜燃料电池水管理系统，包括PEMFC模块、氢气供应装置、氢气供应一路、第一加湿装置、第一储液装置、第一尾气排出通道、氢气供应二路、第三储液装置、第二尾气排出通道、空气供应装置、第二加湿装置、第二储液装置、空气供应一路、第三尾气排出通道、第四储液装置、第四尾气排出通道和空气供应二路。还提供了相应的控制方法。通过控制气体流动方向，实现供气方向的转换，使电堆内水分布均匀。并可将尾气导入加湿罐中与新鲜气体混合，实现气体的自增湿。本发明能有效提高电堆的性能，变向供气解决了燃料电池内水分布不均匀的问题，同时解决了气体出口处易发生水淹而导致传质困难进而造成电堆整体性能下降等问题。
一种质子交换燃料池水管理系统控制方法

[实用新型]一种便携式球状直接甲醇燃料电池-CN201920912678.5有效
发明人：袁伟;郑天翔;徐晓林;苏晓晴;李嘉毅;李锦广;庄梓译;王阳妹;卢彪武 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2019-06-18 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种便携式球状直接甲醇燃料电池，包括基座、栅孔壳体、若干阳极集电板、催化层、阻醇层、膜电极、阴极集电器、外引导线，所述栅孔壳体呈圆球形或椭球形且下端封闭、上端开口并设有端盖，所述栅孔壳体的圆周壁沿周向均匀设置有若干与经线平行的弧状格栅，所述端盖设置有连接各阳极集电板的外引导线，所述阳极集电板、催化层阻醇层和膜电极弧度一致地由内向外依次紧贴地设在所述栅孔壳体各弧状格栅之间，且各膜电极与栅孔壳体外周面共面，所述阴极集电器呈弧形紧固在栅孔壳体的外周面且和对应的膜电极外表面紧密接触。本实用新型通过球形设计提高了电池的输出性能、体积功率比，可集合成堆栈实现大功率输出的同时便于后续维护。
一种便携式球状直接甲醇燃料电池

[实用新型]一种直接甲醇燃料电池堆系统-CN201920127285.3有效
发明人：袁伟;卢彪武;庄梓译;苏晓晴;郑天翔;韩福昌;李锦广;黄尧;黄虹霖;叶胤桐;方国云 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2019-01-25 - 公布日： 2019-12-10 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种直接甲醇燃料电池堆系统，包括设置有栅栏状网格片的封装外壳、设置在所述封装外壳内的电池堆、注液系统、排液系统、外围电路控制系统，所述的电池堆包括至少一层通过螺栓组叠加紧固的子电池堆，每层子电池堆包括有若干单燃料电池，相邻单燃料电池的阳极腔之间通过两条槽道连通，位于每层子电池堆最左端的单燃料电池的阳极腔与所述注液系统相连通，最右端的单燃料电池的阳极腔与所述排液系统相连通，所述外围电路控制系统通过电路连接电池堆、注液系统、排液系统。本实用新型可有效地缓解阳极气阻、阴极水淹，并减小流场板的阻抗，减轻电池堆的重量、简化电池堆结构，从而更好实现全被动式燃料电池堆，提升电池堆的性能。
电池堆单燃料排液系统注液系统阳极腔子电池电池本实用新型封装外壳控制系统外围电路直接甲醇燃料电池被动式燃料电池电路连接电池阳极阴极水淹堆系统流场板螺栓组网格片有效地栅栏状槽道减小气阻阻抗连通缓解

[发明专利]一种便携式球状直接甲醇燃料电池-CN201910524726.8在审
发明人：袁伟;郑天翔;徐晓林;苏晓晴;李嘉毅;李锦广;庄梓译;王阳妹;卢彪武 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2019-06-18 - 公布日： 2019-09-06 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本发明公开了一种便携式球状直接甲醇燃料电池，包括基座、栅孔壳体、若干阳极集电板、催化层、阻醇层、膜电极、阴极集电器、外引导线，所述栅孔壳体呈圆球形或椭球形且下端封闭、上端开口并设有端盖，所述栅孔壳体的圆周壁沿周向均匀设置有若干与经线平行的弧状格栅，所述端盖设置有连接各阳极集电板的外引导线，所述阳极集电板、催化层阻醇层和膜电极弧度一致地由内向外依次紧贴地设在所述栅孔壳体各弧状格栅之间，且各膜电极与栅孔壳体外周面共面，所述阴极集电器呈弧形紧固在栅孔壳体的外周面且和对应的膜电极外表面紧密接触。本发明通过球形设计提高了电池的输出性能、体积功率比，同时可集合成堆栈实现大功率输出的同时便于后续维护。
栅孔壳体膜电极阳极集电板直接甲醇燃料电池阴极集电器外引导线催化层醇层端盖格栅弧状周向均匀设置经线壳体外周面上端开口输出性能体积功率下端封闭由内向外椭球形外周面圆球形圆周壁堆栈紧固紧贴平行集合电池输出维护

[实用新型]一种波纹流场板-CN201821880847.3有效
发明人：袁伟;苏晓晴;李锦广;郑天翔;庄梓译;韩福昌;卢彪武;王祺;黄虹霖;陈晓敏;刘静怡;方国云 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2018-11-15 - 公布日： 2019-06-18 - 主分类号： H01M8/0254 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种波纹流场板，用于主动式直接甲醇燃料电池的阳极流场板，所述波纹流场板设置有流道，所述的流道内设置有规律分布的扰流结构。所述扰流结构为规律分布的波纹结构，形成波纹流道。所述波纹结构的特征呈正弦函数Asin(Wx)，其中A为幅值，W为角频率，所述波纹结构的波峰波谷形成扰流结构。本实用新型的波纹流场板中的扰流结构使得流道的璧面速度梯度增加，因此，璧面的剪切速率增加，加速了阳极侧的生成物——二氧化碳气体的排放，缓解了阳极侧因二氧化碳气体堵塞所导致燃料供给不足，电池性能下降的情况。与此同时，波纹流场板中的扰流结构更有利于传质过程的进行，从而提高电池的输出性能。
扰流结构波纹流场板波纹结构流道二氧化碳气体规律分布阳极侧直接甲醇燃料电池本实用新型阳极流场板波峰波谷波纹流道传质过程电池性能燃料供给输出性能速度梯度速率增加正弦函数剪切角频率主动式流场璧面电池堵塞缓解排放

[实用新型]一种新型的微流道流场板-CN201821992841.5有效
发明人：袁伟;郑天翔;庄梓译;卢彪武;苏晓晴;李锦广;刘静怡;韩福昌;王祺;黄虹霖;陈晓敏;方国云 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2018-11-30 - 公布日： 2019-06-18 - 主分类号： H01M8/0256 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种新型的微流道流场板，包括阳极流场板和阴极流场板，所述阴极流场板的表面均匀设置有连通其输入孔和输出孔且肋宽与流道宽度均为0.5~1.5mm的阴极微流道，所述阴极微流道表面设置有疏水层；所述阳极流场板的表面平行设置有分别连通其输入孔和输出孔的两主流道，两主流道之间均匀设置有宽度和深度向一端渐变的正三棱台状样阳极微流道，所述阳极微流道的表面设置有金属防护膜。本实用新型即缓解了阳极产物堵塞甲醇传递通道的情况，又作为阻醇结构有效减少甲醇穿透现象，实现高浓度甲醇反应。阴极侧微流道提高了氧气的进给压力，加快水的排出，同时经过疏水性表面处理，实现“水反补”功效，从而提高电池综合性能。
微流道阴极阳极流场板阴极流场板阳极表面设置均匀设置输出孔输入孔主流道连通本实用新型高浓度甲醇疏水性表面表面平行传递通道甲醇穿透金属防护阳极产物有效减少综合性能醇结构流场板三棱台疏水层阴极侧渐变甲醇进给肋宽流场流道排出氧气电池堵塞缓解

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