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新型氢燃料电池供氢技术

分类 : 技术

发布人 : 政和科技太仓双创分公司

日期 : 2020-05-21

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来源 : 技联在线

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综合介绍 中国已经成为世界第二大能源消费国,并且将在未来3-5年内超越美国成为世界最大能源消费国,因此大力发展清洁可持续的新能源产业,将是中国解决能源环境问题的重要手段。依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006-2020),我国已将氢能作为我国未来能源发展战略重要方向。根据中国氢能源及燃料电池白皮书预测未来五年内氢能源产业产值将达1万亿,燃料电池将广泛应用于汽车、潜艇、无人机和户外电源。氢能的使用包含氢气制备、氢储运和氢气的使用,其中氢气的储运是氢气大规模使用的“卡脖子”技术。目前氢气的储运主要有高压储氢、液氢储氢和材料储氢。我们项目组研发了安全高效的储氢材料-纳米储氢材料、有机液体储氢催化剂和合金储氢材料,并集成了储运氢装置,可以广泛应用于不同场景的移动燃料电池以及大批量的运输系统和加氢站,相比于高压储氢具有储氢密度大,安全等优势,具有巨大的应用前景。 创新要点 综合介绍 中国已经成为世界第二大能源消费国,并且将在未来3-5年内超越美国成为世界最大能源消费国,因此大力发展清洁可持续的新能源产业,将是中国解决能源环境问题的重要手段。依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006-2020),我国已将氢能作为我国未来能源发展战略重要方向。根据中国氢能源及燃料电池白皮书预测未来五年内氢能源产业产值将达1万亿,燃料电池将广泛应用于汽车、潜艇、无人机和户外电源。氢能的使用包含氢气制备、氢储运和氢气的使用,其中氢气的储运是氢气大规模使用的“卡脖子”技术。目前氢气的储运主要有高压储氢、液氢储氢和材料储氢。我们项目组研发了安全高效的储氢材料-纳米储氢材料、有机液体储氢催化剂和合金储氢材料,并集成了储运氢装置,可以广泛应用于不同场景的移动燃料电池以及大批量的运输系统和加氢站,相比于高压储氢具有储氢密度大,安全等优势,具有巨大的应用前景。 创新要点 本成果涉及多领域集成创新,在基础材料、反应控制、系统集成等多个关键技术取得了突破。 1)小功率燃料电池储氢技术:创新的利用氢化物纳米材料水解提供氢气,可以精确的控制氢气的流速,满足不同(30W-3KW)功率中小型燃料电池的需求,整个系统无高压氢气,安全性好,且储氢密度高,储能密度大,可以广泛应用于户外电源、无人机、巡检机器人/巡检车,小型UUV等。 2)大功率燃料电池储氢技术:杂环有机液体如N-乙基咔唑储氢量高,沸点很高、毒性很低;导热性好;储存和运输比固体方便,而且容易与现有的石油设备兼容,储氢成本能够大大降低,未来可替代高压储氢作为燃料电池汽车的储氢介质。但是昂贵的贵金属催化剂限制了其使用。我们项目组开发了廉价的稀土氢化物、Co-B催化剂等,催化性能可与贵金属催化剂媲美,市场空间巨大。 3)高压储氢技术:利用高温电弧炉制备的储氢合金Ti1.02Cr2-x-yFexMny (0.6≤x≤0.75, y=0.25, 0.3),338K时放氢平衡压可达90MPa,吸放氢量>1.5[[[%]]],可有效替代加氢站使用的高压压缩机,将大大降低加氢站建设和运营成本。 技术指标 1、中小型功率燃料电池储氢装置:a)有效储能密度高:有储氢密度超过1000 Wh/kg,通过商用燃料电池可实现500 Wh/kg的实际储能密度,远高于锂离子电池和高压氢气;b)氢气流速可控,氢气流速在0.1-30L/min范围内可调,可满足30W-3KW的燃料电池;c)安全可靠,不存在高压氢气;d)相对高压储氢,成本更低廉。 2、有机液体储氢:能够在180 ?C、10 MPaH2的条件下1.5 h实现完全吸氢,性能媲美目前对该反应催化效果最好的贵金属催化剂Ru/Al2O3,成本大大降低;开发的Co-B/Al2O3-YH3催化剂同时兼具优良的吸放氢催化性能,将解决有机液体吸放氢需要两种贵金属催化剂的困境。 3、高压储氢合金装置:60度时压力900bar;循环稳定性超过100次。 其他说明 项目组在国家杰青学者的带领下,二十年来一直致力于储氢方面的研究,包括金属储氢(AB5、AB2、A2B等),轻质金属Mg、Al储氢,氨基化合物,硼氢化合物,氨硼烷,Mg、Al、Ca及其氢化物、水解储氢,甲醇重整,有机液体储氢,MOF物理吸附储氢等。从储氢材料和催化剂的制备、反应机理的研究、到供氢装置的研发、以及燃料电池的集成系统开发积累了大量的科研技术成果,发表了多篇高水平文章,取得了多项核心技术专利,具备很强的基础科研和应用转化能力。

技术信息

信息分类 成果 愿意合作方式
成果成熟度类型 通过小试 有效截止时间 2021-05-21
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视频网址 http://www.jilianonline.cn/abutment/technologyachievementdetail?id=76232

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