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[发明专利]一种两相产物分口排放的燃料电池电堆-CN202310927378.5在审
发明人： 李印实;种法政;郝明晟;王睿 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-26 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H01M8/04119 文献下载
摘要：本发明公开了一种两相产物分口排放的燃料电池电堆装置，该电堆内反应过后生成的气液混合物并不直接排出电池，而是统一收集至流场板上设置的气液分离腔内，在腔内由于重力作用，两相流体自发分层，从而形成气体在上，液体在下的状态。下层的液体经由未设置隔断的气液联通腔流入液体排出腔。上层气体由于气液分离腔与液体腔之间存在隔断，无法流到液体排出口，从而只能通过顶部的气体出口排出，实现气液分离。该电堆结构设计充分利用了电堆内的竖直空间，仅需要占据较小的流场板面积即可实现较好的气液分离效果，无需对高性能流场结构大幅度修改，保障了电堆的体积功率密度。
一种两相产物排放燃料电池

[发明专利]一种气液自分离的电氢联产装置-CN202310921511.6在审
发明人：王睿;李印实;郝明晟;种法政 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-26 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： H01M8/04119 文献下载
摘要：本发明公开了一种气液自分离的电氢联产装置，包括阳极流场板、阴极气液自分离流场板、负载贵金属催化剂的阳极电极和阴极电极，以及分割阳极电极和阴极电极的阳离子膜；所述阴极气液自分离流场板被竖向设置的分隔肋分隔为反应区和分离区，反应区和分离区通过分隔肋上方的流道联通，反应区中设置有反应区流道；阴极气液自分离流场板分隔为反应区和分离区，采用分区域设置的布置方式，便于对电池性能和分离效果进行单独设计优化，保障了电池在反应区域的高性能与分离区域的高效分离，自分离的流场设计避免了额外的气液分离装置，提高了电氢联产装置的集成度与易用性，提高了气液分离的可靠性，降低了气液分离流场优化设计难度。
一种分离联产装置

[发明专利]锌溴液流电池的酸碱调控系统及其工作方法-CN202210538189.4有效
发明人： 李印实;赵智龙;王睿;娄宇轩;巫显华 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-05-18 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H01M8/04276 文献下载
摘要：锌溴液流电池的酸碱调控系统及其工作方法，包括锌溴液流电池模块，制盐模块，氯碱模块及制酸模块。锌溴液流电池电堆共配备三个储液罐，罐内分别存有酸碱性不同的电解液，根据电堆工作状态的不同，控制平台通过自动调节阀与输液泵等自动控制设备使储液罐对电堆选择性供液。工作时，锌溴液流电池模块为其他模块供电，同时锌溴液流电池电堆使用后的电解液经其他模块处理后得到的产物又可以对电堆进行酸碱调控。本发明三储罐及选择性供液可以使锌溴液流电池电堆实现低电压充电，高电压放电，电堆的充放电性能、能量密度、功率密度等得到大幅提高。本发明在电网调峰调频、可再生能源储能、集中式储能、分布式储能等领域具有广阔的应用前景。
锌溴液流电酸碱调控系统及其工作方法

[发明专利]一种用于电化学能源转换装置的叶片式径向螺旋流场-CN202310539157.0在审
发明人： 李印实;周雪;王睿 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：一种用于电化学能源转换装置的叶片式径向螺旋流场，该流场为中心对称的径向螺旋结构，入口位置位于流场中心，缩短了反应物流动路径，保证了其浓度分布以及流场温度分布的均匀性，有效减小了反应物入口与产物出口之间的温差，可提升能源转换效率；沿着反应物流动方向，流道间距也从入口处向出口处先增大后减小，能够避免气体堵塞，提高出口处流速以促进气体的快速排出，并且有效减小了出入口压降；流场采用叶状肋，该叶型截面的设计能够减小流动阻力，同时，叶背处为吸力面，沿其表面气流压力较低，而叶盆处为压力面，其表面一侧流体压力较高，可在相邻流道间形成一定的压差而增强传质过程。
一种用于电化学能源转换装置叶片径向螺旋

[发明专利]电解槽叶片式波浪形流场结构-CN202310540795.4在审
发明人： 李印实;李博铮 -专利权人：陕西清能动力科技有限公司
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： C25B9/15 文献下载
摘要：本发明公开一种电解槽叶片式波浪形流场结构。包括电解液入口、电解液出口、顺置叶片状肋和倒置叶片状肋，采用的叶片状肋的叶背处为吸力面，沿其表面气流压力较低，而叶盆处为压力面，其表面一侧流体压力较高，可在相邻流道间形成一定的压差而增强传质过程；对叶片状肋进行顺置与倒置交替排布的方式，形成了流动横截面积逐渐变化的波浪形流道，使得流道内的气液流速分布均匀，有效保证了电解液与电流密度分布的均匀性；在相邻两个叶片状肋之间设置一定的空隙，有利于减小局部压力，避免气体与电解液产生堵塞现象，并通过叶片肋的边缘凸起增加扰流效果，从而强化流场的传质过程，实现温度分布的均匀性。
电解槽叶片波浪形结构

[发明专利]电解槽梯度分区点阵流场结构-CN202310539076.0在审
发明人： 李印实;李博铮 -专利权人：陕西清能动力科技有限公司
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： C25B11/036 文献下载
摘要：本发明公开一种电解槽梯度分区点阵流场结构，该流场沿出入口方向的圆柱肋进行疏密渐变、划分功能区且厚度上采用梯度减小的方式。反应物沿对角线方向流动有效缩短流动路径，降低了浓度损失，出口流动截面积的增大有效降低了出入口压降；同时，对于流场内涉及气液两相流的电解槽而言，沿厚度方向的梯度减小能够减缓气液体积流量增大后导致的活性位点被非反应相覆盖问题，从而促进反应物向电极内的扩散传质，提高流道内的平均流速，避免气泡堵塞与死区的形成；出口处的多条流动分支一方面保证了产物均匀分散，防止局部流速和压力过大，另一方面促进了电极表面电流密度与气液分布的均匀性，最终提升电极利用效率与电池性能。
电解槽梯度分区点阵结构

[发明专利]电解槽四宫格疏密点阵流场结构-CN202310539266.2在审
发明人： 李印实;李博铮 -专利权人：陕西清能动力科技有限公司
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： C25B11/036 文献下载
摘要：一种电解槽四宫格疏密点阵流场结构，该流场为方形结构，两条对称轴将其分为四部分完全对称的区域，电解液入口位于流场中心位置，沿对角线方向设计四个出口，受重力作用气体与电解液在流道内可实现分层，气体主要通过上方两个出口流出。从入口至每一个出口位置，主流道的流动截面积由大到小变化，使得电解液在入口处流速较小且能够覆盖更多活性位点，而在出口处流速较快。这种对称的结构设计保证了电解液分布的均匀性，沿主流道渐变的流动截面积在增强传质的同时，有效降低了出入口压降；采用中心入口的方式能够有效缩短流动路径，提高电解槽温度分布均匀性以及降低出口温度，并且，短流动路径与出口处的高流速还有利于促进气体的快速排出。
电解槽四宫格疏密点阵结构

[发明专利]一种基于机器学习的燃料电池催化层预测-分析-优化方法-CN202210538054.8在审
发明人： 李印实;娄宇轩;王睿;赵智龙;巫显华 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-05-18 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： H01M8/04992 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于机器学习的燃料电池催化层预测‑分析‑优化方法，本发明针对质子交换膜燃料电池催化层内参数非线性关系强、分析优化难度大的问题，以燃料电池数理模型作为数据驱动源，应用机器学习算法开发数据驱动模型实现对不同催化层结构下的电池性能快速预测与特征定量分析，并进一步耦合遗传算法，实现对催化层结构参数的多目标多参数优化；该方法可从全局角度揭示催化层参数对电池性能的影响规律，为实际催化层设计提供指导；多目标多参数优化可从准确全面地对所有参数进行综合优化，获得传统优化方法难以得到的多目标综合优化值。
一种基于机器学习燃料电池催化预测分析优化方法

[发明专利]一种热质平衡直接甲醇燃料电池及其工作方法-CN201910053655.8有效
发明人： 李印实;王睿;李明佳 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本发明公开一种热质平衡直接甲醇燃料电池及其工作方法，热质平衡直接甲醇燃料电池，甲醇与产物分开输送，燃料电池整体从液相甲醇流入至二氧化碳排出整体过程形成稳定的顺流传输流路，使燃料能够直接均匀地进入阳极，解决了因甲醇二氧化碳掺混、甲醇反应不充分、甲醇蒸气浓度不均匀等问题，更有利于阳极侧反应稳定高效地运行，提高电池效率；利用产物二氧化碳生成过程所产生的压强推动液态甲醇进入燃料电池内，降低额外泵功；将电池运行过程中反应区所产生的废热传递到甲醇蒸发区用来辅助甲醇蒸发；甲醇蒸发及利用过程更高效节能。
一种平衡直接甲醇燃料电池及其工作方法

[发明专利]燃料均匀分布逐级利用燃料电池及其工作方法-CN201910054347.7有效
发明人： 李印实;王睿;李明佳 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： H01M8/1009 文献下载
摘要：本发明公开一种燃料均匀分布逐级利用燃料电池及其工作方法，纵向均匀流场高效燃料电池包括阳极流场板和阴极流场板，阳极流场板和阴极流场板中均独立设置原料供应管路和支路，产物排出管路和支路，而且设置作为产物二次回收利用的氢气产物排出管路、氢气供给管路及支路，氧气产物排出管路、阵列状氧气供给支路，不仅原料和产物分离输送，而且将产物氧气和氢气引入电极中二次利用；为燃料电池提供了分散纵向输送流场，使燃料或氧化剂尽可能均匀的分散在电极表面，更高效的将化学能转化为电能，提高反应效率，最大限度的发挥电池的放电效率。
燃料均匀分布逐级利用燃料电池及其工作方法

[发明专利]纵向均匀流场高效燃料电池及其工作方法-CN201910054351.3有效
发明人： 李印实;王睿;李明佳 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明公开一种纵向均匀流场高效燃料电池及其工作方法，燃料电池阳极流场板和阴极流场板中均独立设置原料供应管路和支路，产物排出管路和支路，而且设置作为产物二次回收利用的氢气产物排出管路、氢气供给管路及支路，氧气产物排出管路、氧气供给支路，不仅原料和产物分离输送，而且将产物氧气和氢气引入电极中二次利用，使燃料和氧化剂能够直接且均匀的到达电极表面，避免了传统流场因流程较长带来的电极表面燃料、氧化剂浓度分布不均匀导致的反应效率低；避免了气体产物在电池内部的滞留，同时保证了电极负极燃料氧化物的高浓度，提高反应效率；产物氢气和阳极顺流进入电池进行二次反应，最大限度的发挥电池的放电效率。
纵向均匀高效燃料电池及其工作方法

[发明专利]一种多级均匀流场燃料电池及其工作方法-CN201910054353.2有效
发明人： 李印实;王睿;何雅玲 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明公开一种多级均匀流场燃料电池及其工作方法，本发明的多级均匀流场燃料电池，树状燃料供给支路通过逐级分散的树状流场由燃料分配流路展开，采用树状逐级分散的纵向流入流场，保证电解液能够均匀的进入电极表面，提高电解液反应程度，进一步提升电池效率；同时，阵列状产物排出支路均匀分布连接在产物回收流路上，采用与流入流场相结合的阵列分布纵向流出流场，保证电解液在反应完成后能够顺流流出电极，保证电极侧燃料始终均匀高浓度，避免了燃料与产物的掺混。
一种多级均匀燃料电池及其工作方法

[发明专利]一种势能驱动物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法-CN201910053647.3有效
发明人： 李印实;王睿;李明佳 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： H01M8/1011 文献下载
摘要：本发明公开一种势能驱动物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法，直接甲醇燃料电池甲醇与产物分开输送，燃料电池整体从液相甲醇流入至二氧化碳排出整体过程形成稳定的顺流传输流路，使燃料能够直接均匀地进入阳极，解决了因甲醇二氧化碳掺混、甲醇反应不充分、甲醇蒸气浓度不均匀等问题，更有利于阳极侧反应稳定高效地运行，提高电池效率；利用压缩弹簧存在的弹性势能作为稳定动力源，用来推动活塞做功使液态甲醇进入电池内，使用储存势能而非外界电能，保证电池运行过程的稳定性；通过对电池内二氧化碳排出流量的控制来控制电池内气压控制进入电池内液态甲醇的流量，实现对电池放电量的精准控制。
一种势能驱动物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法

[发明专利]物料分离传输燃料高效利用燃料电池及其工作方法-CN201910053651.X有效
发明人： 李印实;王睿;何雅玲 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明公开一种物料分离传输燃料高效利用燃料电池及其工作方法，燃料电池设置阳极流场板和阴极流场板，阳极流场板和阴极流场板中均独立设置原料供应管路和支路，产物排出管路和支路，而且设置作为产物二次回收利用的氢气产物排出管路、氢气供给管路及支路，氧气产物排出管路、氧气供给支路，不仅原料和产物分离输送，而且将产物氧气和氢气引入电极中二次利用；保证了电极负极燃料氧化物的高浓度，提高反应效率，提高燃料氧化剂利用率，最大限度的发挥电池的放电效率。
物料分离传输燃料高效利用燃料电池及其工作方法

[发明专利]一种储热控温型双极板-CN201911113972.0有效
发明人： 李印实;邓世培;谢超 -专利权人：西安交通大学深圳研究院;西安交通大学
申请日： 2019-11-14 - 公布日： 2022-02-08 - 主分类号： H01M8/026 文献下载
摘要：本发明公开一种储热控温型双极板，包括板本体、外壳、外壳包覆形成的空腔，外壳包覆形成的空腔内填充有所述的相变材料，通过选用具有合适的物性的相变材料吸收过热区域的热量，将双极板温度控制在合理范围并均匀双极板温度；解决了反应物浓度分布不均引起的局部过热问题，并将反应产生的多余热量通过内翅片迅速通入相变材料中储存，这部分热量进一步向外界传递或作为电池再启动的热量以降低再启动时间。
一种储热控温型双极板

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