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[发明专利]一种催化剂的批量制备方法及反应装置-CN202310192504.7在审
发明人： 郝金凯;邵志刚;张洪杰 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2023-03-02 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： H01M4/92 文献下载
摘要：本发明公开了一种催化剂的批量制备方法及反应装置。本发明采用气相迁移的方法，实现了简便、高效的金属原子稳定的锚定在载体上；稳定担载均匀分布的单原子提供更多的活性中心，相邻原子间的协同作用可进一步提高其电催化活性。单原子多元合金催化剂结构使得催化剂作为质子交换膜燃料电池的催化剂，具有显著提升的催化活性、抗毒化性能和稳定性，与现有制备技术相比，利用本发明气相迁移合成方法极大地提高了合成效率，适合催化剂的批量制备。
一种催化剂批量制备方法反应装置

[发明专利]一种Pt基单原子催化剂及其制备方法和应用-CN202310192510.2在审
发明人： 郝金凯;邵志刚;张洪杰 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2023-03-02 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： H01M4/92 文献下载
摘要：本发明公开了一种Pt基单原子催化剂及其制备方法和应用。催化剂的制备方法包括以下步骤：S1、取石墨烯和Co前驱体，对苯二甲酸有机配体溶入醇中，搅拌得到混合液，沉淀离心，管式炉煅烧制得石墨烯掺杂的MOF材料；S2、Pt基前驱体溶于醇中，超声均匀，微波所得混合液，微波后蒸汽上升，沉积在瓶口的MOF基底上，紫外灯照射一段时间，烘干后管式炉煅烧，得到Pt基单原子催化剂。本发明采用光化学还原结合微波蒸汽沉积的方法合成路线制得Pt基单原子催化剂，该Pt基单原子催化剂可应用在燃料电池阴极ORR反应，极大地提高了催化剂氧还原能力。
一种 pt 原子催化剂及其制备方法应用

[发明专利]一维纳米线结构单原子合金催化剂及制备方法和应用-CN202211612572.6在审
发明人：张洪杰;邵志刚;郝金凯 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： H01M4/92 文献下载
摘要：本发明属于纳米材料及电催化技术领域，具体涉及一种一维纳米线结构的单原子合金催化剂及制备方法和应用。所述催化剂包括载体和活性组分，所述活性组分的结构为：Pt以单原子形式分散在基体金属M纳米线表面，所述M包括Au、Ag、Ru、Pd、Rh、Ir、Os中的一种或多种；所述活性组分锚定在载体上。本发明催化剂具有优良性能、稳定性突出的一维纳米线结构；本发明制备流程简易、有效产物产率高、所制备的铂基催化剂材料具有优越的氧还原电催化性能和稳定性。
纳米结构原子合金催化剂制备方法应用

[发明专利]一种双极板及其在PEM水电解制氢中的应用-CN202211539098.9在审
发明人： 郝金凯;邵志刚;张洪杰;俞红梅 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-01 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： C25B11/036 文献下载
摘要：本发明公开了一种双极板及其在PEM水电解制氢中的应用，属于电解水制氢领域。将合金钢双极板进行阵列打孔，形成群孔，并在合金钢板正反面以及孔内刮涂钛浆料，随后烘干固化，使用热压机将刮涂的钛层进行压实，致密，随后再利用模具印刷钛浆料，在极板表面一体化形成水电解双极板的流场以及多功能区，制备得具有高性能水电解双极板，制备得到的双极板加工简单，具有更低的接触电阻，涂层和基材的结合力更佳，耐久性强。
一种极板及其 pem 水电解制氢中的应用

[发明专利]燃料电池/水电解池催化剂批量化生产用高温热处理设备及方法-CN202211617916.2在审
发明人：张洪杰;邵志刚;郝金凯 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： H01M4/92 文献下载
摘要：本发明提供一种燃料电池水电解池催化剂批量化生产用高温热处理设备及方法，管式炉的炉体进料端设有输料管，炉体内设有多个与输料管相通的雾化喷头；炉体内设有构成炉体内的热处理区域的内衬层，内衬层与炉体之间设有储料隔层，内衬层上设有多个与储料隔层相通的微孔，炉体远离输料管的一端密封固定设有出料管，出料管与储料隔层相通，雾化喷头贯穿内衬层与热处理区域相通；炉体的底部设有多个贯穿炉体以及内衬层的导气管。本发明将雾化后的粉末在高温下迅速干燥后，再利用形态化气流的存在并结合使用超声振荡功能可以有效避免批量的催化剂热处理过程重新堆结成团，从而实现批量化、连续化热处理，避免热处理阶段中催化剂热处理不充分等不良现象。
燃料电池水电催化剂批量化生高温热处理设备方法

[发明专利]一种燃料电池/水电解池催化剂批量生产方法及应用-CN202211636931.1在审
发明人：张洪杰;邵志刚;郝金凯 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： B01J23/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃料电池/水电解池催化剂批量生产方法，包括以下步骤：将活性金属靶材制备成金属纳米颗粒，之后使金属纳米颗粒中气体分离得到金属纳米粒子；将碳材料放入搅拌容器，通过高能球磨法搅拌对活性碳进行活化处理，将金属纳米粒子加入到强化活性碳材料中，通过搅拌磨和行星磨将强化活性组分负载在强化活性碳材料上，得到催化剂。本发明采用全固相制备工艺，在制备过程中不使用有机溶剂、表面活性剂，省去洗涤和干燥步骤，不会造成污染，容易批量化生产，且降低了催化剂成本；同时利用特定的设备以及工艺参数的控制，可以顺利在制备过程中实现颗粒物的尺寸可控，并且控制反应过程，进而可以实现连续化产线化。
一种燃料电池水电催化剂批量生产方法应用

[发明专利]一种基于功能化MOF的单原子催化剂及其制备方法和应用-CN202211612557.1在审
发明人：张洪杰;邵志刚;郝金凯 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： H01M4/92 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于功能化MOF的单原子催化剂及其制备方法和应用。包括以下步骤：取X金属前驱体溶液、Zn前驱体粉末、2‑甲基咪唑有机配体粉末溶入醇中，超声混合，微波加热、烘箱干燥、管式炉煅烧，得到X/MOF材料；将X/MOF材料溶于醇中，加入碳粉末，超声后加入Pt前驱体溶液，搅拌；滴加碱性溶剂，微波加热，洗涤离心，干燥，煅烧，得到Pt‑X双金属单原子催化剂。本发明制得的催化剂内核为MOF担载X金属单原子，外壳为碳负载Pt单原子，相较于同时负载在内核，或者同时负载在外壳的两种或多种金属活性组分的催化剂，该隔离式结构，有利于单原子的分散，不容易团聚形成大的原子簇，从而保证结构稳定性。
一种基于功能 mof 原子催化剂及其制备方法应用

[发明专利]一种批量催化剂洗涤用设备-CN202211617934.0在审
发明人：张洪杰;邵志刚;郝金凯 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： B01D29/50 文献下载
摘要：本发明提供一种批量催化剂洗涤用设备，包括过滤腔室，以及设置在过滤腔室顶部的密封盖，过滤腔室内通过管道与溶剂储存罐连通，过滤腔室内设有对催化剂溶液作用的过滤装置、以及防止过滤装置堵塞的充气机构，充气机构的进气位置置于过滤装置下方，过滤腔室外部设有对催化剂溶液中废料收集的抽滤瓶，抽滤瓶内与抽滤真空泵密封连接。本发明主要通过在抽滤的同时加入充气机构，利用气体鼓泡滤芯上方形成气流层，避免过滤时催化剂颗粒下沉至滤芯上堵塞滤芯孔径；同时设计升降式过滤筒，供催化剂溶液在内过滤形成滤饼后，由升降式过滤筒上升以便滤饼的取出。本发明可以实现批量催化剂的连续化洗涤，并且避免洗涤过程中滤芯堵塞以及洗涤不彻底等现象。
一种批量催化剂洗涤设备

[发明专利]一种高稳定自成型单原子有序催化剂及其制备方法和应用-CN202211612559.0在审
发明人：张洪杰;邵志刚;郝金凯 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明涉及电催化技术领域，具体涉及一种高稳定自成型单原子有序催化剂的制备方法和应用。所述方法包括以下步骤：S1、取金属有机化合物和Pt前驱体溶液，分散到醇类溶剂中，水浴锅中加热同时混合后得到混合液；S2、将S1所述混合液超声搅拌，搅拌状态下同时进行激光光照，得到反应物溶液；S3、将S2的反应物溶液离心，并水洗涤后，真空下冷冻干燥，最终得到Pt‑X双金属单原子催化剂。本发明通过激光照射的方法，制备了一种高稳定自成型单原子有序催化剂，其铂单原子限域在碳纳米管孔径内，X金属负载在碳纳米管表面，该催化剂适用于燃料电池的HOR和ORR反应，表现出高活性以及高稳定性，对HOR和ORR反应具有显著效果。
一种稳定成型原子有序催化剂及其制备方法应用

[发明专利]一种用于燃料电池电堆运行的氢气循环系统-CN202111324208.5在审
发明人：陶铁男;郝金凯;邵志刚 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2021-11-09 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： H01M8/04089 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于燃料电池电堆运行的氢气循环系统，所述氢气循环系统包含氢源、分压器、储水箱、氢气循环泵模块、干气回流管；所述氢源与燃料电池堆阳极入口连通，燃料电池堆阳极出口与分压器入口连通，分压器出口通过多条管路分别与各个氢气循环泵的入口连通；每个氢气循环泵均设有湿气排放管和干气排放管，各个干气排放管汇集于干气回流管的入口端，通过干气回流管与燃料电池堆阳极入口相通，各个湿气排放管汇集后与外界环境相通。本发明提供的系统解决了当前氢气循环泵功率低下问题；同时降低了燃料电池氢尾排气体的湿度，大大提高了氢气循环泵的使用寿命以及气体处理效果。
一种用于燃料电池运行氢气循环系统

[发明专利]一种燃料电池氢气循环泵的测试装置及测试方法-CN202111324338.9在审
发明人：陶铁男;郝金凯;邵志刚 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2021-11-09 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： H01M8/0438 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃料电池氢气循环泵的测试装置，包括氢源、阻力模拟器、加湿器、氢气循环泵，氢源与阻力模拟器之间依次设有稳压阀、截止阀，阻力模拟器输出端与加湿器输入端连接，加湿器输出端与氢气循环泵连接，沿气流方向依次设有湿度计、压力表、三通阀，氢气循环泵输出端设有单向截止阀。本发明还公开了一种燃料电池氢气循环泵的测试方法，可测试不同工况下氢气循环泵的测试结果，装置简单，能够直接测试稳态和动态下氢气循环泵的输出值，考察氢气循环泵在燃料电池系统实际应用环境中，气体波动状态下的工作能力和响应值。
一种燃料电池氢气循环测试装置方法

[发明专利]用于燃料电池/水电解池催化剂批量化生产的反应器及制备工艺-CN202211612560.3在审
发明人：张洪杰;邵志刚;郝金凯 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： B01J19/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于燃料电池/水电解池催化剂批量化生产的反应器及制备工艺。反应器包括超声仪、加热式搅拌机构和物料循环机构，超声仪包括反应箱体；加热式搅拌机构包括带有加热棒的搅拌叶轮，搅拌叶轮、加热棒设置于反应箱体内；物料循环机构包括进料管，进料管的进料端和出料端均与反应箱体相通，进料管上位于进料端和出料端之间设有抽料泵。采用本发明反应器及制备工艺可以实现制备过程中超声分散、机械搅拌混合以及加热处理，达到分散均匀、制备效率高以及反应温度可控的混合溶液，同时设计物料循环机构解决了反应浆料在反应箱体底部的沉降问题，本发明不需要高压及高温环境，能耗低，催化剂产品一致性好且适合批量化生产。
用于燃料电池水电催化剂批量化生反应器制备工艺

[发明专利]一种固体电解质水电解膜电极的制备方法-CN202111473177.X有效
发明人：张洪杰;郝金凯;邵志刚 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2021-12-03 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： C25B1/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种固体电解质水电解膜电极的制备方法：首先配制阴极和阳极催化剂浆料和粘结剂浆料；其次将阴极催化剂浆料涂布在质子交换膜表面；再将多种阳极催化剂浆料涂布在支撑基膜上，接着继续将粘结剂浆料涂布在复合面，最后将阳极催化剂层和阴极催化剂层两部分辊压复合，得到CCM，并与碳纸、塑料边框热压成型，制备成PEM水电解膜电极；本发明解决水电解运行过程中造成的催化剂脱落和性能衰减并且优化膜电极表面的气泡传输能力，提升膜电极的催化效率。
一种固体电解质水电电极制备方法

[发明专利]一种交联型碱性阴离子交换膜及其制备方法-CN202210861241.X在审
发明人： 郝金凯;张洪杰;邵志刚 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-07-20 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： C08L79/04 文献下载
摘要：本发明属于燃料电池膜材料领域，涉及一种交联型碱性阴离子交换膜及其制备方法。碱性阴离子交换膜由咪唑鎓盐晶体、聚苯并咪唑以及聚乙烯类衍生物作为原料复合而成，其中咪唑鎓盐晶体的合成采用低温真空法将以4,5‑二取代咪唑鎓盐为原料形成的物质固定于金属有机框架晶体材料中；碱性阴离子交换膜通过聚苯并咪唑和聚乙烯类衍生物形成聚合物溶液，加入咪唑鎓盐晶体中，得到官能团化的铸膜液，制备的交换膜浸泡在4,5‑二取代咪唑鎓盐的乙醇溶液，碱化得到高导电率交联型碱性阴离子交换膜。本发明离子交换膜稳定性高、溶胀度低、机械强度大，并且具有高离子传递特性和化学稳定性。
一种交联碱性阴离子交换及其制备方法

[发明专利]一种PEM水电解双极板及制备方法-CN202211538254.X在审
发明人： 郝金凯;邵志刚;张洪杰;俞红梅 -专利权人：中国科学院大连化学物理研究所
申请日： 2022-12-01 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： C25B11/036 文献下载
摘要：本发明公开一种PEM水电解双极板及制备方法，属于水电解制氢领域。包括金属复合板体，所述金属复合板体由泡沫镍和含钛浆料组成，所述含钛浆料填充在泡沫镍内部，同时所述泡沫镍外表面涂覆有含钛浆料形成的含钛物质层；所述金属复合板体的上下两表面均设置球形脱氢钛粉层，其中一面的球形脱氢钛粉层上设置功能涂层，所述功能涂层形成双极板的流场结构；所述含钛浆料和所述功能涂层中包含球形雾化钛粉。所述PEM水电解双极板具有优异的导热性、导电性、耐蚀性，板体更轻，满足水电解双极板的工作要求。
一种 pem 水电极板制备方法

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