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[发明专利]一种Pt合金纳米颗粒/棒状介孔碳载体催化剂的制备方法-CN202310740016.5在审
发明人： 雷一杰;祝苏君;张泽坪 -专利权人：清氢（北京）科技有限公司
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：一种Pt合金纳米颗粒/棒状介孔碳载体催化剂的制备方法，步骤如下：1：将含钴或含镍的化合物与全氟磺酸树脂溶液、有机试剂、非离子表面活性剂混合，得到澄清均匀的纺丝液体；2：采用上述混合均匀的浆料进行静电纺丝，接收基底为聚四氟乙烯膜；3：将纺丝层进行预氧化处理和石墨化处理，4：利用氧化性气体在高温环境下对石墨化介孔碳纤维进行表面改性，5：进行剪切处理，6：采用胶体法利用碳纤维中的Co或Ni制备PtCo或PtNi合金纳米粒子/掺硫的棒状介孔新型催化剂：其制备过程简单，介孔碳形貌控制，在增加质子交换膜燃料电池催化剂的活性和气体运输能力的同时，更强力地把金属Pt合金纳米颗粒锚定在碳载体的介孔内，以满足提升燃料电池电催化剂的电化学活性，耐久性和稳定性的作用。
一种 pt 合金纳米颗粒棒状介孔碳载体催化剂制备方法

[发明专利]基于包覆结构的半介孔材料的制备方法-CN202310789756.8在审
发明人：祝苏君;雷一杰 -专利权人：清氢（北京）科技有限公司
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明提出一种基于包覆结构的半介孔炭黑材料的制备方法。该方法包括以下步骤：（1）配制前驱体：将苯胺、商业炭黑、硅球、金属离子和氧化剂溶于酸，冰水浴24h，产物过滤洗涤干燥；（2）碳化：高温碳化（1）中所得固体；（3）去除硅球和金属离子：将步骤（2）得到得产物先用氢氟酸酸洗，再用硫酸酸洗，过滤洗涤干燥；（4）二次热处理：将（3）得到得的固体产物再次高温处理。与现有，本发明操作简便，所制备的炭黑耐久性好，成本低廉，制备出的催化剂具有良好的电催化活性。
基于结构半介孔材料制备方法

[发明专利]一种聚合物电解质有序化大面积膜电极的批量制备工艺-CN202310699436.3在审
发明人： 雷一杰;王诚;张泽坪 -专利权人：清氢（北京）科技有限公司
申请日： 2023-06-14 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： H01M8/1004 文献下载
摘要：一种聚合物电解质有序化大面积膜电极的批量制备工艺，包括：1、进料（聚合物电解质膜）；2、滚压（聚合物电解质阵列膜）；3、催化层制备（具有阵列特征的催化层）；4、裁剪切片（设定尺寸下催化层CCM）；5、热压封装（热压、封边，制成膜电极MEA）。该方法可以大批量生产聚合物电解质有序化大面积膜电极，应用于燃料电池或电解池，极大的提高了有序化膜电极的生产效率，保证了膜电极的一致性，同时通过批量制备有序化膜电极，还可降低膜电极的生产成本。制备的膜电极性能优异，因具有高效有序的气体、电子及离子传输通道，优化了三相反应界面，极大地提升了电性能。
一种聚合物电解质有序大面积电极批量制备工艺

[发明专利]电催化剂宏量制备方法及宏量制备装置-CN202111515786.7有效
发明人：王诚;雷一杰;刘壮志;张创 -专利权人：清氢（北京）科技有限公司
申请日： 2021-12-13 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： B01J19/00 文献下载
摘要：本发明提供一种电催化剂宏量制备方法及制备装置。所述制备方法包括以下步骤，第一步，反应前混料；第二步，在微通道反应器中反应；第三步，反应后混料；第四步，洗涤过滤；第五步，干燥。采用本发明提供的制备方法及装置相对于传统的管道连续微波装置和釜式反应器有更优的传质效果，和更好的产品批次一致性。本发明提供了防自燃设计的干燥保存方法，将催化剂自燃的可能性降低至最低程度，彻底解决了催化剂的可能自燃‑这一催化剂量产环节中容易忽视但又对品质、成本影响至关重要的一个因素。
催化剂宏量制备方法装置

[发明专利]一种基于电流密度分布的燃料电池水淹诊断方法-CN202110975406.1有效
发明人：张勋;王诚;高帷韬;雷一杰;王建龙 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H01M8/04664 文献下载
摘要：本发明公开了属于燃料电池技术领域的一种基于电流密度分布的燃料电池水淹诊断方法。包括步骤1：利用燃料电池控制系统运行单体电池并达到稳定状态；步骤2：记录稳定状态下燃料电池的电流密度分布并计算RSD值；统计不同区域的总电流值，排除流场结构和膜电极均匀性对电流密度的影响；步骤3：监测电流密度分布的瞬态变化，计算每个时刻电流密度的RSD值判断燃料电池是否发生水淹；步骤4：判断监测到的RSD值是否超过规定值，若是，则燃料电池发生了水淹；若否，继续监测RSD值，再转到步骤3；步骤5：当某区域电流密度下降时，判定该区域发生了水淹。本发明使用设备体积小，操作简单，在燃料电池水管理方面具有很好的应用前景。
一种基于电流密度分布燃料电池水淹诊断方法

[发明专利]氧化铱电催化剂批量制备方法及电解水制氢应用-CN202210633322.4在审
发明人：李阳;王诚;雷一杰 -专利权人：清氢（北京）科技有限公司
申请日： 2022-06-07 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： C25B1/04 文献下载
摘要：一种电解水槽中MEA电解水催化剂氧化铱的批量制备方法，包括：按含铱前驱体：形貌控制剂：金属盐：去离子水的摩尔比为1：(0.25～4)：(25～50)：(50～100)，将其混合，在60℃～90℃温度范围下进行搅拌，直至将去离子水全部蒸干挥发，剩下固体粉末，随后将蒸发得到的固体粉末装入瓷舟中，在250‑450℃温度下进行不少于30min的第一次退火处理，然后在400‑600℃温度下进行不少于30min的第二次退火处理，得到了氧化铱与杂质混合物，将氧化铱与杂质混合物进行水洗干燥，得到氧化铱。
氧化催化剂批量制备方法电解水应用

[发明专利]一种低铂载量、批量生产的燃料电池膜电极及其制备方法-CN202210085555.5在审
发明人：高帷韬;王诚;雷一杰;殷屺男 -专利权人：清氢（北京）科技有限公司
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明公开了属于燃料电池技术领域的一种低铂载量、批量生产的燃料电池膜电极及其制备方法。所述膜电极构型的结构依次为：阳极气体扩散层、阳极微孔层、阳极颗粒堆叠型催化剂层、阳极离聚物层、质子交换膜、阴极纤维排布型催化剂层、阴极微孔层和阴极气体扩散层；阳极微孔层包括阳极排水微孔层和阳极保水微孔层。其中，阳极保水微孔层的成分中不含有铂纳米颗粒，阳极颗粒堆叠型催化剂层的成分中含有铂纳米颗粒；其他成分、结构相同。本发明燃料电池膜电极结构中阳极采用颗粒堆叠型催化剂层、阴极采用纤维排布型催化剂层，在降低制备工艺难度的同时，提高贵金属铂的利用率，降低膜电极整体的铂用量。
一种低铂载量批量生产燃料电池电极及其制备方法

[发明专利]一种燃料电池催化剂及其制备方法、以及燃料电池-CN202111543521.8在审
发明人：贾璐;张淑凯;雷一杰;王海峰;王利生;王诚;袁蕴超;吴金凤 -专利权人：浙江锋源氢能科技有限公司;锋源新创科技（北京）有限公司
申请日： 2021-12-16 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明是关于一种燃料电池催化剂及其制备方法、以及燃料电池，涉及燃料电池技术领域。主要采用的技术方案为：一种燃料电池催化剂的制备方法，其中，采用物理气相沉积法将Pt或Pt合金沉积到催化剂载体上，得到燃料电池催化剂。一种燃料电池催化剂是由上述的燃料电池催化剂的制备方法制备而成。一种燃料电池包括上述的燃料电池催化剂。本发明主要用于提供一种无需化学试剂、无废液污染、环境友好型的燃料电池催化剂的制备方法，且所制备的燃料电池催化剂中Pt或Pt合金和催化剂载体之间的结合力强，耐久性优异。
一种燃料电池催化剂及其制备方法以及

[发明专利]一种连续微波反应装置、氢燃料电池催化剂的制备方法-CN202111545673.1在审
发明人：贾璐;张淑凯;雷一杰;王海峰;王利生;王诚;袁蕴超;祝传贺;战立俊 -专利权人：浙江锋源氢能科技有限公司;锋源新创科技（北京）有限公司
申请日： 2021-12-16 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： B01J19/12 文献下载
摘要：本发明是关于一种连续微波反应装置、氢燃料电池催化剂的制备方法，其中，连续微波反应装置包括反应系统、微波加热系统、浆料输送系统、测温系统及控制系统。反应系统包括依次连通的多段反应单元；微波加热系统包括多级微波加热单元；微波加热单元的级数与反应单元的段数一致且一一对应；测温系统用于检测反应浆料在每一段所述反应单元内的反应温度；控制系统用于控制所述浆料输送系统的浆料输送流量、控制反应浆料在每一段反应单元内的反应温度、控制每级所述微波加热单元的输出功率。采用上述的连续微波反应装置制备氢燃料电池催化剂，能很好地控制催化剂的合成进程，从而确保催化剂的均匀性及催化活性，并可实现高的生产效率，适于规模化生产。
一种连续微波反应装置燃料电池催化剂制备方法

[发明专利]一种新型固态锂空气电极及其应用-CN202110545940.9在审
发明人：王诚;雷一杰;高帷韬 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-05-19 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：本发明公开了属于固态锂空气电池技术领域的一种新型固态锂空气电极及其应用。所述固态锂空气电极的结构包括：定向生长成同质纳米棒阵列结构的锂固体电解质和在纳米棒表面上负载的催化剂薄层；每根纳米棒和其表面的催化剂薄层构成纳米电极，由阵列纳米电极构成有序化的固态锂空气电极；阵列间隙构成气体通道，纳米棒阵列构成Li+传输通道和电子传导通道。真正意义上实现电化学反应的电子、Li+和氧气的多相传质有序化，大幅提升电化学三相反应界面，改善Li2O2的分解和生成效率，提升电池充放倍率性能。
一种新型固态空气电极及其应用

[发明专利]一种一体化密封电堆的制造方法-CN201910257170.0有效
发明人： 雷一杰;刘畅;王诚;穆怀萍;张向东;王建龙 -专利权人：清华大学;中能源工程集团氢能科技有限公司
申请日： 2019-04-01 - 公布日： 2021-06-25 - 主分类号： H01M8/0271 文献下载
摘要：本发明公开了属于制造技术领域的一种一体化密封电堆的制造方法。本制造方法包括：1)按照电堆设计图纸资料，完成双极板的加工及膜电极的加工；2)采用原位在线点胶工艺，即在双极板两侧分别进行点胶作业；3)采用原位在线灌胶工艺。本发明提供的双极板等间距密封、灌胶或点胶原位封装的工艺路线，从根本上解决目前电堆装配工艺存在的技术缺陷；采用原位点胶或注胶工艺及采用等间距稳态密封工艺，简化了装配工艺，降低了人工、尺寸公差等因素对电堆装配的影响，提升了电堆的一致性、安全性、耐久性和生产效率。
一种一体化密封制造方法

[发明专利]一种被动式液体燃料电池-CN201911049055.0有效
发明人：张泽坪;王诚;雷一杰;孙连国 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-10-31 - 公布日： 2021-05-18 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明公开了一种为外部设备提供电能来源的被动式液体燃料电池。该电池包括电堆、在其上方的密闭上储液容器、在其下方的密闭下储液容器、介于电堆和上储液容器之间的空气泵，以及管道。液体燃料通过自身重力作用，流经燃料电池电堆中双极板对应侧流道，通过扩散作用与双极板对应空气流道中的空气，在膜电极的催化作用下进行反应，产生电流电压，进而为外部设备提供电源。产生的电能一方面为装置上方的空气泵提供电能；一方面通过与外部设备相连为其提供电能。该电池无需外部启动电源，体积小巧、方便携带，具有广阔的市场应用前景。
一种被动式液体燃料电池

[发明专利]一种燃料电池膜电极的喷涂方法-CN201811601800.3有效
发明人：郑志红;郭桂华;胡小彪;葛荣军;雷一杰;罗斌 -专利权人：武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司
申请日： 2018-12-26 - 公布日： 2021-05-07 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明涉及一种燃料电池膜电极的喷涂方法，包括以下步骤：S1.配制催化剂浆料，将配置好的催化剂浆料进行真空乳化剪切、搅拌和超声分散；S2.将质子交换膜吸附贴接于超声喷涂仪的喷涂基台上，喷涂治具置于所述质子交换膜上方，将喷涂基台加热至100～120℃，将分散后的所述催化剂浆料喷涂至所述膜电极上，喷头气压设定为30～40psi；S3.将质子交换膜进行翻面，重复步骤S2对其另一面进行喷涂得到所述膜电极。本发明的喷涂方法使膜电极上催化剂分散均匀、附着均匀，且不存在龟裂情况，提高了膜电极的计划新能和不同区域性能一致性。
一种燃料电池电极喷涂方法

[发明专利]一种高功率密度高结构强度的燃料电池导流板-CN202010186574.8有效
发明人：张泽坪;王诚;雷一杰;孙连国 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-03-17 - 公布日： 2021-05-04 - 主分类号： H01M8/026 文献下载
摘要：本发明公开了属于燃料电池技术领域的一种高功率密度高结构强度的燃料电池导流板。该导流板为导流双极板，由粘合在一起的空气导流槽板和氢气导流槽板组成；该导流双极板总体为长方形，沿该长方体长边一侧伸出两个凸起部分，两条冷却流体流道处于空气导流槽板反面和氢气导流槽板反面形成的夹层中，在导流双极板右端设置有进空气公共孔道和进氢气公共孔道；在导流双极板左端设置有出空气公共孔道和出氢气公共孔道；空气进气流道孔连接空气导流槽；氢气进出流体孔与直线氢气导流槽连接。本发明提高了极板温度分布的均匀性；该结构能够增大极板活性面积占比，提高极板的功率密度。也提高了极板的结构强度以及密封性能，进而提高系统的可靠性。
一种功率密度结构强度燃料电池导流

[发明专利]一种具有梯度化亲水或疏水性扩散层的制备方法-CN201911219690.9有效
发明人： 雷一杰;王诚;王建龙;唐亚平 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-12-03 - 公布日： 2021-03-30 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明公开了属于质子交换膜燃料电池零部件加工技术领域的一种具有梯度化亲水和疏水性扩散层的制备方法。该制备方法是一种不需炭化/石墨化的碳纤维纸的制备工艺，然后以所制备的碳纤维纸为基质层，在其表面制备梯度化的微孔层；其梯度化主要表现在横向亲水/疏水性的梯度化和纵向亲水/疏水性的梯度化；此外，在微孔层的制备过程中，额外添加一些可延长燃料电池寿命的辅助添加剂，延长了燃料电池的运行寿命。本发明微孔层的梯度化处理，不仅体现在碳纸的纵向方向，还体现在碳纸的横向方向，综合考虑了燃料电池不同区域的亲疏水管理，最大程度提高了燃料电池的性能及可靠性。
一种具有梯度化亲水疏水扩散制备方法

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