国家知识产权局7月12日发布最新中国氢能专利,按制氢、氢储运加、用氢三类整理如下。
制氢
- 中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司:换热再生气体纯化装置及其方法
装置包括进气组件、脱氧换热器、脱氧器、再生换热器、冷却组件及干燥组件,通过检测脱氧换热器出口原料氢气温度和再生换热器出口再生气温度,控制自动阀和调节阀开关,利用脱氧器中氢气与氧气反应放热加热进入脱氧器的原料气和处于再生状态的干燥器的再生气。该方案可减少电加热器工作时间,降低脱氧氢气温度,减少原料常温冷却器冷却水用量,从而降低装置电能耗。
- 中国船舶集团第七一八研究所:水电解制氢电解槽小室电压连接装置及连接方法
该装置包括弹簧探针组件和弹簧探针夹具,通过将电解槽极板电压引出、连接导线至电压采集装置,解决电解槽表面电压难以引出电线的问题。
- 中国船舶集团第七零七研究所九江分部:基于电渗析的海水制氢系统
系统包括电渗析膜堆(依次设置的阳极室、浓水室和阴极室)以及极水和极气分离及存储装置。海水入口与浓水室进水口连通,阴极室出水经氢气和极水分离器后循环至极室。该系统将电渗析膜堆结合极水和极气分离及存储装置,使极水循环运行,解决海水直接电解制取氢气时电解槽寿命短的问题。
- 华电重工股份有限公司:电解槽的隔膜及其制备方法
隔膜包括骨架层、膜层和催化层,催化层位于膜层与骨架层之间,所含催化剂可将经隔膜扩散的氢气和氧气催化转化为水,使电解槽低负荷运行时氧中氢达到设定安全值的时间延长,提升低负荷运行安全性。在满足安全要求的前提下,运行负荷下限可向下拓展至30%左右甚至20%、15%左右,并提升产品纯度,增强电解槽对可再生能源的适应性。
- 中国电建集团华东勘测设计研究院:轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台
在海上风电场边缘区域设置五层融合平台,一至二层为制氢功能区、三至五层为变电功能区,共同设置含供电电缆、氢气管道和冷却水管的电缆竖井。该平台融合海上制氢、加氢功能,无需额外用海征地,可缓解海上风电快速增长与电网建设速度较慢之间的矛盾,解决海上风电消纳问题、提高风能利用率。
| 企业/机构 | 专利/技术 |
|---|---|
| 安徽明天氢能科技股份有限公司 | 用于PEMFC的石墨变径阴极板 |
| 中国科学院大连化学物理研究所 | 煤化工废水制氢联产淡水、有机废水制氢联产淡水和复合碳源、化工废水制氢联产淡水的方法及系统 |
| 中国华能集团清洁能源技术研究院 | 电解水制氢系统动态调节控制、氢电耦合微电网系统优化配置、电氢耦合系统运行控制、新能源电解制氢系统动态控制等多项方法及装置 |
氢储运加
- 清华大学、北京华睿新能动力科技:提高共价有机框架化合物储氢性能的方法及其储氢用途
该方法使芳族多氨基单体与芳族多醛基单体脱水缩聚形成共价有机框架化合物,单体中至少一个芳环含氟(部分氢原子被氟取代且保留未被取代氢原子),所得共价有机框架化合物具有二维或三维结构,可提高储氢性能。
- 哈尔滨工业大学:镁基储氢合金纤维制备、钢铁园区电网友好型调控等专利
"合成原位纳米催化相均匀分布的镁基储氢合金纤维的方法"通过配料熔炼、线切割制棒、熔体旋淬等步骤制备直径50至100μm的储氢合金纤维,解决镁基储氢合金组织粗大、合金元素偏析、催化相分布不均、纳米晶制备成本高等问题,显著改善储氢性能。另有"考虑钢块重力储能的钢铁园区电网友好型调控策略"专利。
- 上海交通大学:镁基-常温固态复合储供氢装置及其使用方法
装置包括常温固态储氢装置、镁基固态储氢装置、氢气燃烧装置与氢燃料电池,通过合理连接和控制,实现启动速度快、储氢密度高、综合能量效率高的固态储供氢。
- 厦门厦钨氢能科技有限公司:固态储氢罐及集成式储氢装置
罐体内沿轴向间隔排布若干储氢合金块,穿过各合金块设置换热直管,换热介质经直管与合金块换热;罐体设连通内腔的导气通道。相比传统储氢合金粉末,储氢合金块增大了储氢材料热导率并与换热直管紧密贴合,克服粉体储氢材料热导率低、易细粉化的劣势。
| 企业/机构 | 专利/技术 |
|---|---|
| 中太能源科技(上海)有限公司 | 氢气液化工厂的远程监控和控制系统 |
| 甘肃稀土新材料股份有限公司 | 提高含Mn、Al的AB5型贮氢合金收率的制备方法 |
| 北京佳安氢源科技股份有限公司 | 天然气管网掺氢氢气的中温变压吸附分离方法 |
| 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 基于储能储氢的新能源离网制氢系统及其控制方法 |
系统包括供能部分、涉氢部分和智能控制单元:将太阳能、风能等新能源转换为电能用于制氢装置供能或储能,制氢装置制备的氢气供给下游用氢负荷或储氢。智能控制单元根据新能源出力情况和用氢负荷曲线调节储能、制氢、储氢装置运行状态,保证功率匹配并减少弃风弃光,提高离网制氢系统整体性能。
- 国网山东省电力公司临沂供电公司、山东大学:考虑储氢系统的柔性配电网优化调控方法及系统
方法以全网网损值与电压偏差最小为目标建立柔性配电网无功优化模型及鲁棒无功优化模型,采用松弛演化算法求解,可应对高比例新能源接入场景下的最恶劣源荷情况,增强电网安全稳定性。
- 中南大学:磁性相变复合材料的制备方法、光热储能磁开关用组件及储能方法
采用超声法制备石蜡/Fe3O4混合溶液并加入SEBS弹性体得到磁性相变复合材料,光热转换效果好、重复利用率高、储热量大且成本低。相关储能过程可结合风电、光电等新能源,降低化石能源消耗和碳排放。
- 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司、东南大学:氢-光储充综合能源站运行调度方案的生成方法
建立氢-光储充综合能源站运行调度模型,考虑多种能源之间关联关系及运行不确定因素,采用改进的灰狼优化算法迭代求解,输出最优运行调度方案。
- 包头钢铁(集团)有限责任公司:中低压纯氢输送焊管用245MPa级热轧管线钢及其制造方法
该热轧管线钢化学成分按质量百分比为C 0.02~0.07%、Si 0.10~0.30%、Mn 0.60~0.90%、Nb 0.010~0.030%、P≤0.010%、S≤0.002%、H≤2ppm、O≤30ppm、N≤50ppm,其余为铁和不可避免杂质;力学性能满足屈服强度280~350MPa、抗拉强度400~460MPa、延伸率40~50%,能够安全服役于长距离输氢管道。
- 许继电气股份有限公司:氢电耦合控制方法及系统
方案通过并网变流器实时检测并网点功率:当电能从直流母线流入电网时控制直流母线电压升高,使新能源系统降低出力;当电能从电网流入直流母线时降低直流母线电压,使制氢系统减小负载,从而精准快速地调控绿电制氢系统与交流电网之间的交互功率。
- 中电工研(徐州)氢能源科技有限公司:钛基储氢材料及其制备方法
先制备Ti-MOF材料,经海藻酸钠交联、碳化得到多孔Ti/C材料,再负载铁、镁前驱体并加热得到TiFeMg/C合金颗粒。该材料解决了TiFe合金对气氛要求较高、易受杂质气氛影响而失去活性的问题。
- 明阳智慧能源集团股份公司:电解水制氢系统阴极侧渗水量测量方法及系统
在全密闭条件下于PEM电解水制氢系统阴极出口连接输出管路、气动球阀与一级冷却器,氢气与冷凝水经气液分离罐两相分离,通过带模拟量信号输出的电子台秤实时监控分离罐重量。无需停机即可快速精确完成阴极侧渗水量实时测量,提高测量精度并保证膜电极渗水性能评估的可靠性。
- 中国科学院合肥物质科学研究院:非晶储氢高熵合金薄膜及其制备方法和应用
薄膜包括缓冲层、储氢层和防氧化保护层,储氢层含钛、锆、钒、铌、铪和钽,分子通式为TiaZrbVcNbdHfeTafXg,X选自铂、钯、金、银中的一种或多种。
- 西南石油大学:高通量金属管材焊接接头氢渗透实验设备及方法
用氢
- 北京亿华通科技股份有限公司:燃料电池发动机馈电平衡测试方法及系统
通过纯阻消纳模块与集中监控模块交互,计算最大馈电能力值与实时用电负荷率,调节测试台耗电功率并按负荷率阈值步进增加总馈电量,解决氢燃料电池发动机测试系统回馈式负载产生电能与厂区配电负荷消纳能力不匹配的问题,降低孤岛效应发生概率及电能处置成本。
- 广州汽车集团股份有限公司:燃料电池系统氢气浓度测量方法、燃料电池寿命测试方法等专利
"燃料电池系统及其氢气浓度测量方法"通过气体混合箱对阳极出口氢气进行稀释,根据第一、第二标准流量及混合气体氢气浓度确定阳极出口氢气浓度,可准确可靠检测阳极氢浓度,提高系统运行可靠性和经济性。"用于测试燃料电池寿命的方法"在启停操作关机过程中消耗燃料电池中氢气并控制阴极空气进入阳极,人为营造氢空界面,加快燃料电池寿命检测速率。
- 中国航发沈阳发动机研究所:飞机并联组合发动机系统及其操控方法
系统以液氢为燃料,在模态转换阶段利用氢燃料气化降低进入涡轮发动机的空气温度,使发动机在马赫数2至3间保持较大推力、避免推力陷阱;飞行速度大于4时可利用氢燃料气化降低飞机结构温度,避免高速气动热损伤,并在整个飞行剖面内利用氢燃料吸收和膨胀释放的能量驱动发电,保证辅助动力系统连续可靠工作。
| 企业/机构 | 专利/技术 |
|---|---|
| 沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司 | 氢燃料电池多节气门调控空气供应系统、氢燃料电池发动机气液分离器及水位控制方法、带废气能量回收结构的氢燃料电池空气供应系统 |
| 武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司 | 闭式氢空质子交换膜燃料电池、预防混合氢气产生冷凝水的引射器控制系统及方法、大功率燃料电池用可调流阻分水器及其工作方法 |
| 哈尔滨工业大学 | 氢燃料燃气轮机用纳米结构热防护涂层及其制备方法 |
涂层以高温合金为基体,依次沉积粘结底层、钇稳定氧化锆或锆酸盐中间层和硅酸盐顶层,将硅酸盐耐水氧腐蚀功能叠加于热防护涂层,形成抗高温腐蚀结构,不仅适用于氢燃料发电燃气轮机,也适用于燃氢或混氢船用燃机、氢燃料火箭发动机等,可在更高温度服役并抵御水氧腐蚀。
- 清华大学:氢燃料发动机的燃料供应装置及控制方法
装置包括预冷器、压力模块、温度模块、调压阀、计量阀、三通阀、燃料管及控制模块,控制模块根据操作杆指示转速、发动机实际转速及计量阀油针当前开度调整油针开度,提高氢燃料发动机燃料控制计量的精度和可靠性。
| 企业/机构 | 专利/技术 |
|---|---|
| 玉柴芯蓝(江苏)氢能源科技有限公司 | 抑制电堆塌腰的吹扫结构、新型可变径燃料电池双极板、燃料电池电堆动态压装结构及其控制方法 |
| 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 氢混燃气轮机燃烧自动调整方法、装置、电子设备及介质 |
| 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司 | 燃料电池水热部件测试系统 |
| 北京氢璞创能科技有限公司 | 燃料电池电堆的支撑结构及其装配方法 |
| 招商局海洋装备研究院有限公司 | 氢燃料电池船舶运营阶段燃料碳足迹监测方法及系统 |
