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[发明专利]基于固体氧化物燃料电池的冷热电除湿联产系统及方法-CN202310771327.8在审
发明人： 邓呈维;金正鹏;杜玮;姬峰;罗若尹;刘静;刘勇 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-06-27 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H01M8/04007 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于固体氧化物燃料电池的冷热电除湿联产系统及方法，包括一级供电单元、二级供电单元、除湿制冷单元和供冷单元；一级供电单元，通过固体氧化物燃料电池电堆供电，并利用固体氧化物燃料电池电堆的阳极尾气和阴极尾气燃烧生成余热，为二级供电单元、除湿制冷单元及供冷单元提供热量；二级供电单元，利用固体氧化物燃料电池提供的余热做功发电；除湿制冷单元，利用浓溶液对湿空气制冷除湿，利用一级供电单元提供的热量再生后循环用于湿空气冷却除湿；供冷单元用于对除湿制冷单元提供冷负荷。本发明利用固体氧化物燃料电池电堆发电，利用电堆余热进行不同梯级的温度换热适配，满足了生产生活对冷热电除湿的需求。
基于固体氧化物燃料电池热电除湿联产系统方法

[发明专利]一种质子交换膜燃料电池气体扩散层随机重建方法-CN202310669861.8在审
发明人： 邓呈维;周世豪;杜玮;周罗增;王星显;罗若尹;刘勇 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-06-07 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明提供了一种质子交换膜燃料电池气体扩散层随机重建方法及装置，包括：获取气体扩散层中各纤维层的体积参数、目标孔隙率和纤维层的总层数；获取单根碳纤维的截面参数，确定各纤维层中碳纤维的结构；按照设定的碳纤维结构构建纤维层；根据纤维层的体积参数及纤维层构建过程中碳纤维合并后的体积和，实时确定纤维层的实际孔隙率，在实际孔隙率与目标孔隙率误差满足要求时，构建完成纤维层，依次完成各纤维层构建，形成满足孔隙率要求的气体扩散层。本发明在实现碳纤维随机自动生成的同时，将纤维截面正多边形的边数设置为变量，不仅使气体扩散层模型具有真实随机孔隙分布结构，还增加了纤维变化的多样性，大大提高了建模的便捷性和灵活性。
一种质子交换燃料电池气体扩散随机重建方法

[发明专利]一种高温质子交换膜燃料电池阴极及制备方法、膜电极-CN202310697436.X在审
发明人：姬峰;邓呈维;李耕航;罗若尹;郑博文;王星显;解晶莹 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-06-13 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温质子交换膜燃料电池阴极制备方法，包括制备阴极扩散层；在阴极扩散层表面涂覆阴极外催化层浆料后，加热处理后得到阴极外催化层；在阴极外催化层表面涂覆阴极内催化层浆料，加热处理后得到阴极内催化层。本发明还公开一种高温质子交换膜燃料电池阴极，其中阴极外催化层的平均孔径60～150nm，孔隙率30％～45％；阴极内催化层的平均孔径30～50nm，孔隙率25％～30％。本发明还公开一种膜电极，包括依次设置的上述阴极、质子交换膜和阳极。本发明能够有效提高高温质子交换膜燃料电池中催化剂利用率以及电池的性能、寿命。
一种高温质子交换燃料电池阴极制备方法电极

[发明专利]一种可变介质单电池、工作方法及可变介质燃料电池-CN202310649390.4在审
发明人：杜玮;邓呈维;王星显;姬峰;罗若尹;郑博文;刘勇 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： H01M8/04082 文献下载
摘要：本发明提供一种可变介质燃料电池，包括若干堆叠的燃料电池单电池、氧气介质管路、空气介质管路和介质切换机构；燃料电池单电池以平行流道流场板作为阴极单板；平行流道流场板中包含n组平行流道，n＞2，每组平行流道中的流道数量≥1；氧气介质管路将n组平行流道串联；空气介质管路将n组平行流道中的若干组平行流道串并联；介质切换机构控制氧气供给和空气供给状态的切换。本发明还提供一种可变介质单电池的工作方法，当需要供给氧气时，介质切换机构控制氧气介质管路打开，空气介质管路关闭；当需要供给空气时，介质切换机构控制氧气介质管路关闭，空气介质管路打开。本发明能够实现燃料电池跨空间连续发电，具有高效的跨介质水管理能力。
一种可变介质电池工作方法燃料电池

[发明专利]用于直接流体氨燃料电池的一体式膜电极及其方法和应用-CN202310654547.2在审
发明人：晏成林;蒋玉卓;王梦凡;邓呈维;孙毅 -专利权人：苏州大学;航天氢能（上海）科技有限公司
申请日： 2023-06-05 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： H01M4/90 文献下载
摘要：本发明提供了用于直接流体氨燃料电池的一体式膜电极及其方法和应用，属于直接流体氨燃料电池电极制备技术领域。所述用于直接流体氨燃料电池的一体式膜电极包含气体扩散电极和多界面自支撑活性组分，其中气体扩散电极为泡沫镍，活性组分为采用原位聚合生长法制备得到的多界面异质结构、自支撑的氮掺杂碳纳米管封装镍团簇，镍金属的负载量为一体式膜电极质量的2.0～30.0％。本发明还提供了上述膜电极的制备方法。本发明制备的一体式膜电极用于直接流体氨燃料电池展现出优异的比活性和稳定性。本发明制备工艺安全简单、原料廉价易得、制备成本低，易于实现规模化制备。
用于直接流体燃料电池体式电极及其方法应用

[发明专利]抗CO低传质阻力的燃料电池阳极气体扩散电极及制备方法-CN202310697395.4在审
发明人：姬峰;邓呈维;杨丞;郑博文;罗若尹;韩婷婷;解晶莹 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-06-13 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：本发明公开了一种抗CO低传质阻力的燃料电池阳极气体扩散电极的制备方法，包括：制备扩散层；在扩散层表面涂覆外催化层浆料，得到外催化层；外催化层浆料包括抗CO铂基催化剂、粘结剂和造孔剂；在外催化层表面涂覆内催化层浆料，得到内催化层；内催化层浆料包括铂基催化剂、粘结剂和造孔剂；外催化层的孔隙率大于内催化层的孔隙率，外催化层的平均孔径大于外催化层的平均孔径。本发明还公开了一种通过上述制备方法得到的阳极气体扩散电极。本发明能够有效降低传质阻力，缩短重整气进料与纯氢气进料下燃料电池的性能差异。
co 传质阻力燃料电池阳极气体扩散电极制备方法

[发明专利]一种空间氢氧燃料电池混合能源系统-CN202110624093.5有效
发明人：陈海涛;丁帅;邓呈维;徐墨尘;顾伟伟;王磊;杨梓威;苗伟童;王雨琛;黄军 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2021-06-04 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： H02J7/34 文献下载
摘要：本发明提供一种空间氢氧燃料电池混合能源系统，包括燃料电池、DC/DC变换器和锂离子蓄电池组；燃料电池的输出端与DC/DC变换器的输入端连接，DC/DC变换器的输出端与负载连接；燃料电池用于采用氢气、氧气为原料产生电能；DC/DC变换器用于调控燃料电池输出给负载的电能；DC/DC变换器的输出端还与锂离子蓄电池组连接，当负载的能量需求高于然料电池的电能输出时，锂离子蓄电池组向负载提供必要的峰值功率输出，当负载的能量需求低于然料电池的电能输出时，锂离子蓄电池组接受DC/DC变换器输出的电能进行充电。本发明能够实现空间燃料电池混合能源系统1kW@48h电源输出，具有生成物清洁无污染、高能量密度等特点。
一种空间燃料电池混合能源系统

[发明专利]一种等离子体辅助制氢-燃料电池的分布式生物质发电系统及发电方法-CN202110868588.2有效
发明人： 邓呈维;姬峰;杜玮;杨晨;杨瑰婷 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2021-07-29 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： H01M8/0612 文献下载
摘要：本发明公开了一种等离子体辅助制氢‑燃料电池的分布式生物质发电系统及发电方法，该系统包含空气泵、喂料机、等离子反应炉、回热换热器、集灰装置、水汽转化反应器、高温燃料电池和若干管路；其中，所述的空气泵、喂料机、等离子反应炉、集灰装置、水汽转化反应器、高温燃料电池依次经管路连通；所述的回热换热器进口端通过管路与空气泵连通，所述的回热换热器出口端通过管路与高温燃料电池连通；所述的等离子反应炉与所述的回热换热器通过管路连通，并形成回路。本发明可以实现较高的生物质‑氢气转换效率，并通过余热利用，降低了系统的能耗，提高了能源利用效率。
一种等离子体辅助燃料电池分布式生物发电系统方法

[发明专利]一种三元嵌段共聚聚苯并咪唑、高温质子交换膜及其制备方法-CN202310179941.5在审
发明人： 邓呈维;姬峰;郑博文;杜玮;王星显;罗若尹;刘勇 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： C08G73/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种三元嵌段共聚聚苯并咪唑、高温质子交换膜及其制备方法，使用端基为羧基的OPBI预聚物、端基为羧基的F6‑PBI预聚物与端基为二氨基的m‑PBI预聚物进行聚合反应，制得三元嵌段共聚聚苯并咪唑。将三元嵌段共聚聚苯并咪唑粉末溶解于极性非质子有机溶剂中，制得共聚物溶液，在平板上成膜，待溶剂蒸发后得到三元嵌段共聚物薄膜；将三元嵌段共聚物干膜浸渍于磷酸中，得到三元嵌段共聚湿膜即三元嵌段共聚聚苯并咪唑高温质子交换膜。该三元嵌段共聚聚苯并咪唑高温质子交换膜，相较于传统PBI膜材料，具有更优秀的质子传导能力、抗氧化性和成膜性，在高温质子交换膜燃料电池领域中具有良好的应用前景。
一种三元嵌段共聚聚苯并咪唑高温质子交换及其制备方法

[发明专利]一种燃料电池介质串并联电堆结构-CN202310307255.1在审
发明人：杜玮;邓呈维;王星显;姬峰;罗若尹;刘静;刘勇 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-03-27 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： H01M8/2465 文献下载
摘要：本发明涉及一种燃料电池介质串并联电堆结构，所述电堆结构按照前端板、前绝缘板、前集流板、第一组电芯、第一个假电池组、第二组电芯、第二个假电池组、……、第m+1组电芯、后集流板、后绝缘板、后端板的顺序叠片形成；每个假电池组中均设置有隔档部，假电池组的隔档部位置按照气体流动方向交错设置，用于阻挡并改变氧化剂的气体流动方向，并将反应生成的水以及氧化剂中携带的水汇聚后排出。m+1组电芯的单电池数量沿气体入口到出口的方向依次递减。本发明将传统并联供气的方式依据气体消耗规律形成梯度分组串联供气，提高了气体分配均匀性和流动速度，提高了电堆排水能力，降低了燃料电池计量比需求，降低了辅助功耗。
一种燃料电池介质串并联结构

[发明专利]一种燃料电池梯度孔分布双催化层阴极及其制备方法-CN202310180041.2在审
发明人：姬峰;邓呈维;罗若尹;王星显;杜玮;杨丞;解晶莹 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃料电池梯度孔分布双催化层阴极的制备方法，包括制备扩散层；在扩散层表面涂覆外催化层浆料，得到外催化层；外催化层浆料包括贵金属载铂基催化剂、离聚物和造孔剂，外催化层的孔隙率为40％～50％，平均孔尺度为0.5～5μm；在外催化层表面涂覆内催化层浆料，得到内催化层；内催化层浆料包括贵金属载铂基催化剂、离聚物和造孔剂；内催化层的孔隙率为20％～30％，平均孔尺度为0.05～1μm。本发明还公开了一种上述方法得到的燃料电池梯度孔分布双催化层阴极。本发明能够有效构建电化学反应三相界面，提高贵金属催化剂利用率，实现低铂高效气体扩散电极的可控制备。
一种燃料电池梯度分布催化阴极及其制备方法

[发明专利]一种具有交联结构的聚苯并咪唑、高温质子交换膜及其制备方法-CN202310179990.9在审
发明人： 邓呈维;郑博文;姬峰;杜玮;杨瑰婷;罗若尹;刘勇 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： C08G73/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种具有交联结构的聚苯并咪唑、高温质子交换膜及其制备方法，分子结构中含有聚苯并咪唑链结构单元和式(1)所示的结构单元，部分聚苯并咪唑链结构单元之间通过式(1)所示的结构单元与咪唑环上N原子成键实现交联，式(1)所示的结构单元为：聚苯并咪唑链结构单元中咪唑基团的反应度为5％‑15％。该具有交联结构的聚苯并咪唑通过将聚苯并咪唑与4‑(2‑氯乙基)苯甲酸、3,3’,4,4’‑联苯四胺通过交联反应制得，制备成膜并浸渍磷酸后，则得到具有交联结构的聚苯并咪唑高温质子交换膜。该具有交联结构的聚苯并咪唑高温质子交换膜具有良好的热、化学稳定性及机械性能，同时吸附更多磷酸提升膜的质子电导率，在高温燃料电池中具有广阔的应用前景。
一种具有交联结构苯并咪唑高温质子交换及其制备方法

[发明专利]一种交联型高温质子交换膜及其制备方法-CN202211706565.2在审
发明人： 邓呈维;姬峰;郑博文;杨丞;杨慧;罗若尹;解晶莹 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2022-12-29 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： H01M8/103 文献下载
摘要：本发明公开了一种交联型高温质子交换膜及其制备方法，用于高温质子交换膜燃料电池，本发明的高温质子交换膜，是以线型芳醚型聚苯并咪唑(OPBI)为原料，2，6‑吡啶二甲醇为交联剂，通过流延法原位共价交联成膜得到，其中咪唑‑2，6‑吡啶二甲醇是由咪唑和2，6‑吡啶二甲醇通过亲核取代反应得到。本发明制备工艺简单，原料成本低，制备的交联结构的膜掺杂磷酸后具有质子传导能力强、化学稳定性好等优点，在高温质子交换膜燃料电池中具有广泛应用前景。
一种交联高温质子交换及其制备方法

[发明专利]一种中高温电解甲醇制氢反应器-CN202211716948.8在审
发明人：姬峰;邓呈维;杨丞;罗若尹;郑博文;王星显;刘勇 -专利权人：上海空间电源研究所
申请日： 2022-12-29 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： C25B1/02 文献下载
摘要：一种中高温电解甲醇制氢反应器，包括端板、阳极极板、阳极气体扩散层、中高温膜电极、阴极气体扩散层、阴极极板；所述中高温膜电极主要由中高温酸性电解质膜、双催化层阳极、阴极；所述双催化层阳极包括外催化层、内催化层；所述中高温电解甲醇制氢反应器的工作温度在160℃‑250℃，工作时，通入阳极侧的甲醇水溶液依次通过阳极极板、阳极气体扩散层到达双催化层阳极，施加一定电位后，甲醇在外催化层、内催化层中发生电化学氧化反应生成二氧化碳、质子以及电子，质子通过中高温酸性电解质膜到达阴极与电子结合生成氢气。
一种高温电解甲醇反应器

[发明专利]一种高温质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备方法-CN202110988396.5有效
发明人： 邓呈维;王啸;姬峰;罗若尹;顾伟伟;杜玮;王涛 -专利权人：上海空间电源研究所;航天氢能（上海）科技有限公司
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： H01M4/92 文献下载
摘要：本发明提供一种高温质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备方法，首先制备了黑磷纳米片层材料，进而利用黑磷纳米片层与碱液活化的石墨烯片层进行机械球磨，并通过在反应釜中加热使黑磷和活化石墨烯之间有效地形成了异质结构，最后按一定比例加入金属前驱体和还原剂，得到黑磷‑活化石墨烯复合材料负载的贵金属颗粒，有效地提高了贵金属催化剂的电化学活性、利用率以及稳定性。
一种高温质子交换燃料电池阴极催化剂制备方法

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