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[发明专利]一种SOFC尾气余热多级利用系统-CN202310563033.6在审
发明人：袁伟;李欣泽;凌康强;张宝彤;柯育智 -专利权人：广东氢机智创科技有限公司;华南理工大学
申请日： 2023-05-18 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： F02C6/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种SOFC尾气余热多级利用系统，SOFC尾气余热多级利用系统将第一预热系统、涡轮机发电系统、第二预热系统、用户供暖系统四个子系统串联起来，由SOFC电堆排出的高温尾气依次经过四个系统，进行多级降温和多级利用。本发明通过对SOFC阴、阳两极尾气余热的多级利用，提高了高温尾气的利用率，减少了废热污染，消除了安全隐患，有利于提升SOFC系统的整体能量转换效率。
一种 sofc 尾气余热多级利用系统

[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]一种基于低功率氢燃料电池的轻型动力系统及方法-CN202310481288.8在审
发明人：袁伟;李康;凌康强;张明龙;柯育智;张远程 -专利权人：广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： H01M8/04082 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于低功率氢燃料电池的轻型动力系统及方法，该系统包括氢气供给模块、空气供给模块、燃料电池模块、尾气处理模块、混动模块和电控模块，模块化设计便于检修，也可拓展模块二次开发，利用空气所含的水和反应生成的水进行增湿，利用中冷器和电堆散热风扇进行散热，尾气处理模块与空气供给模块共用加湿器，结构更简单、控制更高效、运行更可靠；混合气体排出前需经氢浓度传感器监测，并设有消声器减少噪音震动，系统停机后，先分别向阴极、阳极通入氢气、空气，利用反应释放的热量进行温差吹扫；再从空气供给侧引入干燥的氮气进行吹扫，排出残留的氢气和空气；最后关闭所有球阀，使氮气充满燃料电池电堆内部及系统管路。
一种基于功率燃料电池轻型动力系统方法

[发明专利]一种基于可卷曲均温板的燃料电池热管理组件-CN202310592044.7在审
发明人：梁浩伟;袁伟;张赛军;柯育智;刘子昂;林镇河;李欣泽;王延刚;李康 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2023-05-24 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： H01M8/04007 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于可卷曲均温板的燃料电池热管理组件，包括燃料电池、外部控温模块、温度检测模块，所述燃料电池内设有弯折的一块或多块可卷曲均温板，所述可卷曲均温板的温度通过外部控温模块以及温度检测模块进行检测的控制，利用可卷曲均温板的均温特性对燃料电池进行有效热管理，在燃料电池外壳设置有孔槽并插入可卷曲均温板，均温板分为与集流外壳接触的均温段及外露于燃料电池的控温段，本发明在燃料电池工作时利用卷曲并插入到集流外壳孔槽的均温板的均温特性防止燃料电池内有局部过热点发生损坏，并根据电池内部实时温度分布情况加热或冷却外露的控温段对燃料电池电堆进行温度调控。
一种基于卷曲均温板燃料电池管理组件

[发明专利]一种基于集流体/膜电极一体化结构的全可视化燃料电池-CN202310592820.3在审
发明人：刘庆森;袁伟;张赛军;柯育智;林镇河;刘子昂;李欣泽;王延刚;李康 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2023-05-24 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： H01M8/0276 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于集流体/膜电极一体化结构的全可视化燃料电池，属于燃料电池应用领域。所述膜电极包括一层催化剂涂层膜、两层密封垫、一层导电介质及气体扩散层，并将上述五层结构定位对齐后进行热压封装。通过导电介质起到集流体传输电子的作用。简化传统集流体的设计，减少接触电阻，利于电池性能提升。且所述全可视化燃料电池结构，基于上述一体化膜电极，通过将流场板材料设计为透明状，在所述透明流场板材料上设有流道结构，可实现电池的全可视化，借助高速相机的高分辨率采样功能，可实现气体扩散层全区域液态水分布及流道液态水分布的可视化。
一种基于流体电极一体化结构可视化燃料电池

[发明专利]一种高安全的模块化氢燃料电池实训教学平台-CN202211475859.9在审
发明人：袁伟;钟佰贤;凌康强;张明龙;柯育智;张远程 -专利权人：广东氢机智创科技有限公司
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G09B9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种高安全的模块化氢燃料电池实训教学平台，该发明针对氢燃料电池实训教学平台进行模块化设计，包括燃料电池电堆、氢气供给模块、空气供给模块、冷却模块、数据采集及控制模块、氢安全模块、人机交互模块、电堆性能测试模块和电源模块，便于拓展和二次开发。该平台具有多重安全防护设计，能够有效避免氢气泄漏导致的危险情况。同时，通过与该平台的数据采集及控制模块以数据线连接，可以导入定制的实验和课程，以及导入不同工况，满足多种实验和教学需求。此外，通过该平台的人机交互模块，能够观察和调节各模块的运行参数，交互性强，同时该模块能够以图像的形式动态地呈现各模块的运行状态，可视化程度高。
一种安全模块化燃料电池教学平台

[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]质子交换膜燃料电池的电堆动态水管理系统及其工作方法-CN202011175372.X有效
发明人：周飞鲲;郭温文;袁伟;柯育智;梁浩伟 -专利权人：广州汽车集团股份有限公司;华南理工大学
申请日： 2020-10-28 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： H01M8/04119 文献下载
摘要：本发明公开了质子交换膜燃料电池的电堆动态水管理系统及其工作方法。该系统包括：质子交换膜燃料电池模块、水管理模块、信号处理模块、检测模块、氢气储存装置及空气泵。该方法包括：信号处理模块根据输出功率计算反应气体参数，调整反应气体的参数控制电池达到所需功率；当燃料电池稳定工作时，电堆在阴极出口处行脉冲排水及冷凝器辅助排水，持续排水以防止电堆水淹；通过测量电堆欧姆阻抗，阳极侧气体压力降以及电堆内部湿度状态判断电堆内部的膜水合状态，调整进入电堆的反应气体的湿度，温度与压力以使电堆的膜水合状态处于最佳工作范围。本发明对燃料电池电堆进行动态的水管理，形成动态的最优化闭环控制，使电堆持续保持最佳的工作状态。
质子交换燃料电池动态水管系统及其工作方法

[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]利用质子交换膜燃料电池用的具有多壁无序结构碳纳米管制备的膜电极及制备方法与应用-CN202110764419.4有效
发明人：袁伟;柯育智;杨自然;庄梓译;林惠铖 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2021-07-06 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： C23C14/35 文献下载
摘要：本发明公开了一种质子交换膜燃料电池用的具有多壁无序结构碳纳米管、膜电极及制备方法与应用。所述具有多壁无序结构碳纳米管的制备包括磁控溅射工艺和化学气相沉积，所述磁控溅射工艺用来制备颗粒大小均匀分布的Fe纳米颗粒生长基底，所述化学气相沉积用来制备具有多壁无序的碳纳米管薄膜。本发明制备得到的碳纳米管具有多层微孔结构，具备更好的疏水和电子传导性能，同时解决阴极排水的问题。较大的长径比有利于提高电导率，降低阴极的欧姆阻抗。本发明利用转移压印技术将制得的碳纳米管微孔层转移到质子交换膜上的催化层表面以替代传统微孔层；可以通过调整Nafion溶液的含量来提高转印效率，结合碳纳米管微孔层能显著提升燃料电池性能。
利用质子交换燃料电池具有无序结构纳米制备电极方法应用

[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

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