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[发明专利]一种燃料电池用高稳定性的高温膜电极及其制备方法-CN202210648655.4有效
发明人： 卢善富;张巨佳;张劲;相艳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-06-09 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃料电池用高稳定性的高温膜电极及其制备方法，所述高温膜电极包含高温聚合物电解质膜、气体扩散电极和膜‑电极界面层；其中在高温聚合物电解质膜与电极之间引入界面层，该界面层由具有纳米粒径的金属氧化物、非水溶性杂多酸盐、焦磷酸盐纳米碳材料等中的一种或者多种的混合物构成；该界面层可以有效减缓磷酸从高温聚合物电解质膜中迁移进催化层中的速率，提升电解质膜和膜电极的磷酸保留能力，进而改善高温膜电极的工作稳定性；同时界面层还可以改善磷酸在催化层中的分布，提升膜电极输出性能。本发明的高温聚合物电解质膜燃料电池膜电极性能优越、工作稳定好、制备方法简单，适用于工业规模化批量生产。
一种燃料电池稳定性高温电极及其制备方法

[发明专利]一种Fe-N-C催化剂及其制备方法、应用-CN202310488551.6在审
发明人：李蕴琪;刘孟迎;汪谦;卢善富;相艳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-05-04 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明提供一种Fe‑N‑C催化剂及其制备方法、应用，其中，所述方法包括如下步骤：(1)将含氮的有机化合物溶于非水溶剂中至完全溶解得到第一溶液；(2)将ZnCl2和FeCl3溶于非水溶剂中至完全溶解得到第二溶液；(3)将所述第一溶液和第二溶液混合并搅拌得到电沉积溶液；(4)将工作电极与对电极放入电沉积溶液中进行电沉积，其中，所述工作电极包括铜片；(5)电沉积完毕后取出工作电极，放入干燥箱中干燥，随后刮下工作电极上沉积得到的前驱物并进行研磨；(6)将前驱物置于管式炉中，在氮气气氛中煅烧，冷却至室温，随后收集煅烧结束后的粉末并研磨，即得到Fe‑N‑C催化剂。
一种 fe 催化剂及其制备方法应用

[发明专利]一种基于高温质子交换膜燃料电池和膜蒸馏设备耦合的水（热）电联供系统-CN202310509915.4在审
发明人： 卢善富;高永钢;郭志斌;苏成龙;相艳 -专利权人：北京海得利兹新技术有限公司;北京中科瑞升资源环境技术有限公司
申请日： 2023-05-08 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： C02F1/44 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于高温质子交换膜燃料电池和膜蒸馏设备耦合的水（热）电联供系统，包括：膜蒸馏装置，包括原料供给单元、膜组件、循环泵、热交换器、控制器、温度传感器、真空泵和冷换热器；膜组件用于过滤物料；控制器分别与温度传感器和真空泵信号连接；冷换热器与膜组件连接，能够将经过的蒸汽冷却并流入与冷换热器连接的产水罐中；高温膜燃料电池模组，发电后能够产生气体，气体能够通过高温膜燃料电池模组与热交换器连接的管路向热交换器输送，将热交换器内的物料加热。采用高温膜燃料电池模组代替柴油发电机组为膜蒸馏装置提供热能，解决了柴油发电机组碳排放量高的问题，达到了低碳环保高能效的要求；低噪音，产水效率高，发电效率高。
一种基于高温质子交换燃料电池蒸馏设备耦合电联供系统

[发明专利]一种交联多孔结构高温质子交换膜及其制备方法-CN202211396714.X在审
发明人： 卢善富;李文;张劲;相艳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： H01M8/1072 文献下载
摘要：本发明公开了一种交联多孔结构高温质子交换膜及其制备方法；该交换膜包含一个中间多孔层和交联双表面致密层。其制备方法包括制备多孔膜基材、交联双表面致密层的生成和酸掺杂后处理；以高分子主链包含氮杂环的聚合物(如聚苯并咪唑、聚芳哌啶、聚芳吡啶等)作为膜基材，以模板法或者水蒸气诱导相转化法等制备多孔结构；采用具有质子传导功能多元有机膦酸作为交联剂在多孔膜表面构筑致密双表皮层；随后进行酸掺杂后处理获得高温质子交换膜材料。本发明所制备的交联多孔结构高温质子交换膜同时具有高的高温质子传导能力和机械性能、优异的酸保留能力率和低的氢气渗透率，非常适合于高温质子交换膜燃料电池等电化学器件的应用要求。
一种交联多孔结构高温质子交换及其制备方法

[发明专利]一种钴钨酸-卤素液流电池-CN202211460311.7在审
发明人：刘祎阳;卢善富;相艳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： H01M8/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种钴钨酸‑卤素液流电池，采用keggin型钴钨酸的水溶液，或keggin型钴钨酸与氢溴酸、氢碘酸的混合水溶液作为电池的负极电解液，keggin型钴钨酸与氢溴酸、氢碘酸的混合水溶液作为正极电解液，本发明的Keggin型钴钨酸‑卤素混合电解液，能够在维持电池正负极渗透压平衡的基础上进一步提高电池的能量密度，同时可通过调控正负极电解液成分和浓度达到液流电池能量效率的最优，制造方法简单，具有高稳定性与高容量密度。
一种钴钨酸卤素流电

[实用新型]一种基于可再生能源的电力转换利用系统-CN202221695716.4有效
发明人：郭志斌;相艳;卢善富;张劲 -专利权人：北京海得利兹新技术有限公司
申请日： 2022-07-01 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： H02J3/32 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于可再生能源的电力转换利用系统，包括太阳能转化装置、储能系统、电解制氢装置、氢气储罐、CO2捕集装置、甲醇合成装置、甲醇重整制氢装置、高温氢泵及高温质子交换膜燃料电池；通过本系统，能够保证电力的来源均为可再生能源，且系统内的副产物CO2能够通过内循环继续作为电力生产的来源，不污染环境。
一种基于可再生能源电力转换利用系统

[发明专利]电容去离子单元、装置及方法-CN202110494797.5有效
发明人：梁大为;吴擎昊;卢善富;张劲;相艳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-05-07 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： C02F1/469 文献下载
摘要：本发明公开了电容去离子单元，包括间隔设置的阳极集流体和阴极集流体，所述阳极集流体表面和所述阴极集流体表面均设置有多孔碳层，所述阳极集流体的多孔碳层表面覆盖有阴离子交换层，所述阴极集流体的多孔碳层表面覆盖有阳离子交换层，所述阴离子交换层由无机阴离子选择材料制成，所述阳离子交换层由无机阳离子选择材料制成。本发明还提供了电容去离子装置及方法。本发明能够抑制同离子效应，缓解部分法拉第效应，能够提高电容去离子技术中脱盐过程的库仑效率，进而增大脱盐量和降低能耗，提高了脱盐稳定性，延长电极工作寿命，并降低器件成本，同时能够避免有机物对多孔碳层的污染。
电容离子单元装置方法

[发明专利]双极协同催化降解有机物的电化学水处理方法-CN202111211307.2在审
发明人：梁大为;曲超;张树军;卢善富;相艳;李彦刚;罗京 -专利权人：北京航空航天大学;北京城市排水集团有限责任公司
申请日： 2021-10-18 - 公布日： 2022-01-04 - 主分类号： C02F1/467 文献下载
摘要：本发明公开了一种双极协同催化降解有机物的电化学水处理方法，包括：将钛基过渡金属掺杂二氧化锡阳极与碳基金属氧化物纳米碳材料阴极平行设置于无隔膜的电解槽，电解槽中有废水，直流恒压电源提供3～5V电压和5～20mA/cm2电流密度，阴极侧通入空气，空气流速不低于5mL/min/cm2。本发明能够大大缩减电化学技术的能耗，提高有机物的去除效率。
协同催化降解有机物电化学水处理方法

[实用新型]一种高温聚合物电解质膜燃料电池膜电极成型检测装置-CN202121073556.5有效
发明人：张劲;卢善富;王海宁;相艳;董畅 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-05-19 - 公布日： 2021-12-14 - 主分类号： G01R31/378 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种高温聚合物电解质膜燃料电池膜电极成型检测装置，包括：保持架；两个加热板，其安装于保持架上且上下相对设置；其中，位于上方的加热板为第一加热板，第一加热板能够上下移动，且第一加热板通过移动装置驱动进行上下移动；两个流场板，其上下相对设置，膜电极放置于两个流场板的流场槽之间；两个流场板位于两个加热板之间；氢气装置，用于给第一流场板提供氢气，每个加热板和对应的流场板之间设有绝缘聚合物薄膜；空气装置，用于给第二流场板提供空气；以及电压检测装置，用于检测膜电极的电压。采用本实用新型的成型检测装置集成型和检测于一体，简化工艺过程，降低人工劳动强度，提高工作效率和膜电极检测的准确性。
一种高温聚合物电解质膜燃料电池电极成型检测装置

[发明专利]一种燃料电池用高温质子交换膜的制备方法-CN201910873513.6有效
发明人： 卢善富;庄林;白慧娟;彭汉青 -专利权人：北京航空航天大学;武汉大学
申请日： 2019-09-17 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： H01M8/124 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃料电池高温质子交换膜及其制备方法。该方法主要包括聚合物的合成、溶液浇铸制膜和质子化后处理三个步骤。制备得到的高温质子交换膜材料均相、透明、致密，同时具有优异机械性能、高温质子导电性和化学稳定性，可满足高温质子交换膜燃料电池(100～200℃)的应用要求。该质子交换膜还可用作液流电池、高温电池、水电解器、超级电容器等电化学器件的隔膜材料。本发明的合成方法简单，反应条件温和，原材料成本廉价且易得，适合大规模工业化生产。
一种燃料电池高温质子交换制备方法

[发明专利]一种燃料电池用侧链型高温质子交换膜及其制备方法-CN201910748699.2有效
发明人： 卢善富;白慧娟;相艳;王海宁;张劲 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-08-14 - 公布日： 2021-01-26 - 主分类号： H01M8/124 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃料电池用侧链型高温质子交换膜及其制备方法。该方法首先将工程塑料聚合物氯甲基化，然后通过原子转移自由基聚合反应，将乙烯基咪唑接枝到聚合物侧链上，得到聚乙烯基咪唑基侧链型聚合物，将所得聚合物采用溶剂溶解后流延或溶液涂铸成膜，脱膜后再进行酸化处理，得到具有高温质子导电能力的聚合物电解质膜材料。该高温质子交换膜材料均相、透明、致密，同时具有优异机械性能、高温质子导电性和化学稳定性，可满足高温质子交换膜燃料电池(100‑200℃)的应用要求。该质子交换膜还可用作液流电池、高温电池、超级电容器等器件的隔膜材料。
一种燃料电池用侧链型高温质子交换及其制备方法

[发明专利]纳米纤维催化剂浆料的制备方法、催化层制备及CCM膜的制备方法-CN201910013471.9在审
发明人：孙一焱;卢善富;李平;何绍清;王昊 -专利权人：北京卡达克数据有限公司
申请日： 2019-01-07 - 公布日： 2019-06-07 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明提供了一种聚合物膜燃料电池用纳米纤维催化剂浆料的制备方法、催化层的制备方法及CCM膜的制备方法，浆料的制备方法为将高分子聚合物纳米纤维、催化剂、高分子聚合物溶液混合，分散均匀，得到浆料。催化层的制备方法及CCM膜的制备方法为将浆料采用超声喷涂法直接喷涂于高分子聚合物质子交换膜两侧。与现有技术相比，本发明将高分子聚合物纳米纤维掺杂在燃料电池催化层中，Pt/C催化剂分散在纳米纤维表面，优化了三相界面，一维纳米纤维提高了催化层离子传导，具有较大的孔隙率。相比于传统商业聚合物膜燃料电池，提高了输出功率，在聚合物膜燃料电池中具有广阔应用前景。
制备纳米纤维催化层聚合物膜燃料电池高分子聚合物浆料催化剂浆料催化剂高分子聚合物溶液纳米纤维表面质子交换膜超声喷涂传统商业分散均匀广阔应用离子传导燃料电池三相界面输出功率直接喷涂孔隙率掺杂优化

[发明专利]一种液流电池用的质子传导膜及其制备方法-CN201610538977.8有效
发明人：相艳;谭青龙;卢善富 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-07-08 - 公布日： 2018-11-30 - 主分类号： C08G75/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种全钒液流电池用高性能聚合物离子传导膜及其制备方法。该方法首先是将具有优异热稳定性和化学稳定性的聚合物(如聚砜、聚苯醚等工程塑料)氯甲基化，然后接枝含有功能叔胺基团的分子，以得到叔胺基离子传导膜，采用流延或溶液涂铸成膜。所制备的膜致密、均相、透明，具有优异的质子电导率、离子选择性、化学稳定性，可满足全钒液流电池的应用要求。该聚合物离子传导膜还可用作高温质子交换膜燃料电池、水电解器、超级电容器等器件的隔膜材料。该类膜制备方法简单，工艺环保，成本低廉，机械性能优异。
一种流电质子传导及其制备方法

[发明专利]一种新型的keggin型钴钨酸液流电池-CN201610539016.9有效
发明人：王海宁;刘祎阳;相艳;卢善富 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-07-08 - 公布日： 2018-11-30 - 主分类号： H01M8/18 文献下载
摘要：本发明为一种以keggin型钴钨酸为电解液的传统结构的液流电池，由正负电极及腔室，质子交换膜，正负极电解液，储液罐，输液管，液体泵等组成。其中正负极电解液均由keggin型钴钨酸的水溶液。其分子式为H₆[CoW₁₂O₄₀]。电池充电时，正极电解液中Co元素被氧化，负极电解液中W元素被还原，H⁺穿过质子交换膜由正极电解液向负极电解液移动；放电时反之。该电池的活性物质为大体积的杂多酸阴离子，正负极成分相同，从根本上解决了液流电池的电解质渗透与交叉污染的问题，电解液中不使用硫酸等腐蚀性酸以及钒、溴等高毒元素，具有能量效率高，循环寿命长，维护简单，安全环保等特点，适合在风能、水能、潮汐能，太阳能发电系统中作为大规模储能设备使用。
一种新型 keggin 型钴钨酸液流电

[发明专利]一种采用氧还原阴极的电解槽装置-CN201510751195.8有效
发明人： 卢善富;梁大为;陈思安;相艳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2015-11-06 - 公布日： 2018-08-10 - 主分类号： C02F1/461 文献下载
摘要：本发明提供一种改变传统难降解有机废水的高效、经济的处理工艺。本发明利用基于氧还原阴极的电解槽，在外加电压1‑5伏特的条件下，阳极高效矿化分解有机废水中难降解有机污染物及氨氮，阴极将通入的氧气还原生成水。本发明独特之处是利用氧还原阴极较传统产氢阴极更高的电极电势，减少有机污染物在阴极的可逆还原过程的发生，提升电流效率。此外，与传统电解槽的能耗相比，本发明有效降低电极板间距，同时提升阴极电势，导致电解槽电压大幅降低，极大的提升了电化学氧化法处理废水工艺的经济性。
一种采用还原阴极电解槽装置

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