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公开(公告)号:CN119506916A
公开(公告)日:2025-02-25
申请号:CN202411674525.3
申请日:2024-11-21
Applicant: 中国大唐集团科技创新有限公司 , 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种用于提升大电流电解水制氢中电极表面气泡释放效率的方法,属于氢能制取技术领域,具体方案包括以下步骤:步骤一、向质子交换膜电解槽施加脉冲电压进行水电解制氢,施加的脉冲电流为0.5‑2A,施加的脉冲电压范围为1.4‑1.6V;步骤二、将电解液去离子水输送到质子交换膜电解槽的阳极室,从而引发氧化反应制取氢气。本发明脉冲动态电解技术通过调整电源供电方式即可实现PEMWE大电流制氢性能提升。此外,由于脉冲间歇期间电压为零,总能耗实际仅包括脉冲电压施加时间内的电能消耗,因此从能耗角度来看,脉冲动态电解技术更具优势。脉冲动态电解技术有望在PEMWE大电流制氢中促进气泡释放并缓解极化现象,提升系统的制氢效率和能量利用率。
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公开(公告)号:CN116479440A
公开(公告)日:2023-07-25
申请号:CN202310501227.3
申请日:2023-05-05
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种用于电解海水制氢的电极阻垢方法及装置,涉及海上制氢的技术领域,解决了现有电极除垢技术存在弊端的问题,包括:脉冲电源装置和电极,本发明在较低压条件下即可获得较好阻垢效果,能耗低、处理效果好、且适用范围广、不产生二次污染、无需额外空间,当使用直流电源直接电解时,可以发现有明显表面顽固结垢且恒压下电流密度下降,而当使用本发明的脉冲阻垢技术后,在脉冲峰值5V、电压波形方波,高压持续时间0.01s,高压5V、低压持续时间0.01s,电极表面清晰可见结垢更易脱落,且同为5V时,峰值电流密度可跃升80%以上。
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公开(公告)号:CN114293206A
公开(公告)日:2022-04-08
申请号:CN202210005352.0
申请日:2022-01-05
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C25B1/30 , C25B1/50 , C25B11/091
Abstract: 本发明公开了一种脉冲电合成H2O2的方法,所述方法以松木或桐木为廉价碳源,通过碳化、CO2干冰球磨等步骤,制备氧掺杂生物炭基电催化剂,将其进一步负载于基底上制成片状电极,在脉冲电位条件下供电,可在电解体系内高效合成H2O2。本发明针对传统恒流/恒压氧气电还原制H2O2技术中,存在的阴极材料成本高、难规模化、恒流/恒压供电条件H2O2产量低等问题,使用廉价的桐木/松木为原料,并采用干冰球磨法实现生物炭基电催化剂中氧的掺杂。在合成H2O2过程中,采用脉冲方式供电,可有效避免H2O2的无效分解路径,提高H2O2的产量,具有材料成本低廉、制备方法简便、H2O2产量高、供电方式易规模化等突出优势。
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公开(公告)号:CN114134511A
公开(公告)日:2022-03-04
申请号:CN202210001131.6
申请日:2022-01-04
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种两步法电解水煤浆制氢的方法,所述方法包括如下步骤:步骤1:含Fe2+电解液的配置;步骤2:水煤浆的配置;步骤3:电解制氢;步骤4:含Fe3+电解液的循环;步骤5:水热体系中煤对Fe3+的还原;步骤6:水热体系中溶液的循环。本发明的“两步”法由于将煤还原Fe3+的功能解耦至水热体系,因而避免了在电解制氢体系中加入煤粒,大大简化了电解水煤浆制氢体系的电解液组成,避免了煤粒对电极及质子交换膜的磨损,提高了体系的安全性。此外,在水热体系中进行Fe3+的还原反应可通过提高温度、强化搅拌等方式实现,不受限于质子交换膜无法在较高电解质温度下工作的缺陷,从而提高了Fe3+的还原效率。
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公开(公告)号:CN119615258A
公开(公告)日:2025-03-14
申请号:CN202411799780.0
申请日:2024-12-09
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C25B11/091 , C25B11/031 , C25B11/061 , C25B11/052 , C25B1/04 , C25B9/65 , C25D3/56 , C25D7/00 , C01G51/82
Abstract: 本发明公开了一种用于电解海水制氢的硫酸盐插层催化剂的快速合成方法,所述方法如下:一、将金属盐溶解在溶剂中,得到初始沉积液,将稳定剂溶解在初始沉积液中,获得电沉积液;二、将基体置于电沉积液中,通过电沉积得到CoFe催化剂前驱体;三、将CoFe催化剂前驱体置于硫脲和氢氧化钾的混合溶液中进行氧化;四、将氧化后的催化剂置于氢氧化钾溶液中进行循环氧化。本发明的制备方法简单、快捷、高效,可以适用于大面积电极的制备,活化后的电极具有优越的OER活性和极强的抗氯特性,在自然海水中电流密度达到100mA·cm‑2仅需265mV的过电位,在自然海水中连续电解1000h后仅出现5.0μV/h的低衰减速率。
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公开(公告)号:CN119571357A
公开(公告)日:2025-03-07
申请号:CN202411758064.8
申请日:2024-12-02
Applicant: 中国大唐集团科技创新有限公司 , 哈尔滨工业大学
IPC: C25B11/043 , C25B1/04 , C01B32/348
Abstract: 一种碳基阳极材料的制备方法和应用,它涉及电解制氢领域。方法:一、制备碳粉材料;二、高温活化碳材料;三、清洗、过筛;四、配制悬浊液;五、将悬浊液分次均匀滴涂在亲水碳布上,烘干,得到碳基阳极材料。本发明提高了煤粉的利用率并同时降低溶液电阻,本发明将碳粉均匀固定在阳极表面,避免颗粒沉降问题;增加阳极的比表面积,改善界面催化性能;提高碳粉与电极材料之间的结合强度,从而降低电解过程中溶液电阻的影响。本发明结合铁基循环(Fe2+/Fe3+)体系,显著降低阳极氧化电位,改善氧化动力学,提高电解水制氢的效率;通过铁基循环辅助和改良阳极设计,降低了电解水的能耗,使其在酸性体系下表现出优良的催化活性。
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公开(公告)号:CN119465224A
公开(公告)日:2025-02-18
申请号:CN202411703317.1
申请日:2024-11-26
Applicant: 中国大唐集团科技创新有限公司 , 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种功能序构一体化碳阳极辅助电解水制氢的方法,它属于氢能的制取技术领域。本发明的目的是要解决现有技术存在的电解水制氢的能耗高和产氢效率低的问题。本发明采用具有天然多孔结构的生物质材料作为碳阳极,经高温碳化后形成结构一体化的碳阳极,该阳极具有序构化的微观层次结构、催化活性位点和导电网络。多孔结构的设计增加了阳极的比表面积,提升了电解质的接触效率和氧化反应速率。同时,阳极内部的导电网络降低了电极电阻,显著减少了电解水过程中的能耗。通过调节界面pH环境,保持OH‑浓度的均匀分布,抑制局部酸化,从而提高碳氧化反应的活性和稳定性。本发明为低电耗碳阳极辅助电解水制氢提供了一种低成本、可持续的解决方案。
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公开(公告)号:CN118756214A
公开(公告)日:2024-10-11
申请号:CN202410862046.8
申请日:2024-06-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C25B11/091 , C25B11/075 , C25B11/052 , C25B11/061 , C25B11/065 , C25B11/031 , C25B1/04 , C25D9/04
Abstract: 一种用于电解海水制氢的高效稳定催化剂及其快速合成方法,通过一步脉冲电沉积将三元金属镍、铁和钴耦合非金属磷沉积到基体上获得新型的高性能的电解海水析氧催化剂,利用铁元素调控镍和钴的催化活性。由沉积得到的金属纳米颗粒锚定在基体表面,分布均匀,在氧化电流下被氧化至层状氢氧化物,进一步提高催化活性。实验结果证实催化剂的析氧活性高、稳定性好,在高盐水中达到100mA/cm2电流密度仅需261mV的过电位;在实际海水中以500mA/cm2大电流密度下运行320h并未发现电极有明显性能衰减。本发明所提出的材料合成成本廉价、电解能耗低,在电解海水制绿氢、能源及环境等领域均具有广泛的应用前景。
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公开(公告)号:CN118320647A
公开(公告)日:2024-07-12
申请号:CN202410539990.X
申请日:2024-04-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明一种应用于海水淡化的正渗透膜及其制备方法,涉及水处理领域,为解决现有海水淡化正渗透膜存在水通量低、离子截留率低及不耐碱性等问题。包括:步骤1)、将醋酸纤维素、N,N‑二甲基甲酰胺及丙酮混合均匀后加入聚乙烯吡咯烷酮,形成铸膜液;步骤2)、采用相转化法制成醋酸纤维膜;步骤3)、将六方氮化硼分散到NaOH溶液中,得到活化六方氮化硼;步骤4)、将异丙基三钛酸酯分散在异丙醇中,加入活化六方氮化硼,对活化六方氮化硼进行改性;步骤5)、将改性活化六方氮化硼分散液施加到得到的醋酸纤维膜上,得到改性的复合膜;步骤6)、将改性复合膜依次置于间苯二胺溶液和均苯三甲酰溶液中进行处理,得到用于海水淡化的正渗透膜。
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公开(公告)号:CN114768467B
公开(公告)日:2024-06-07
申请号:CN202210478853.0
申请日:2022-05-05
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明提供一种利用家用微波炉实现VOCs无害化处理及活性炭再生的空气净化装置,属于废旧活性炭再生技术领域。为了解决现有的活性炭再生不适用于家用,工业生产工序复杂,耗费较大人力物力,易产生二次污染,再生后活性炭吸附力下降。复合式等离子体发生层包括至少一层网状微波等离子体发生层、颗粒状微波等离子体发生层和承载结构,网状微波等离子体发生层与承载结构连接,承载结构上放置颗粒状微波等离子体发生层,承载结构为包裹石英棉的金属网,承载结构放置在饱和活性炭再生层上,饱和活性炭再生层包括石英棉层。可提高活性炭再生效果且降低烧蚀率,符合家庭用,避免统一回收再生或使用后废弃造成污染,工序简单,可节省人力物力。
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