燃料电池制氢系统的研制

针对燃料电池的氢源问题,选用低成本的铝粉一氢氧化钠反应体系来制氢,该反应体系具有成本低廉,使用安全,能实现制氢储氢一体化制氢,反应产物能再生循环利用等优点.制备出稳定可输送的铝粉浆料,研究了其氢气发生的热力学和动力学性能,并应用于制氢样机中.

燃料电池混合动力机车供氢系统安全管理研究

简要介绍了氢气的多种存储方式以及储氢的现状,并对多种储氢方式进行了比较分析,讨论了氢气应用在燃料电池混合动力机车上的可行性.结合目前混合动力机车加氢装置安全保护要求,提出了几种可用的安全保护技术和措施.重点对车载加氢装置的安全管理做了介绍并展开了有益的探讨,为燃料电池混合动力机车加氢装置的研发和安全稳定工作提供了理论参考.

燃料电池用氢气燃料的制备和存储技术的研究现状

质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行反应的燃料是高纯度氢气,氢气的制备和存储是质子交换膜燃料电池能否应用和规模化应用的先决条件和关键技术.对燃料电池用氢气的制备、纯化、存储技术的研究现状进行了综合分析.

天然气制氢及质子交换膜燃料电池的研究

文章简要介绍了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展历史,PEMFC的原理、结构和组成,重点叙述了质子交换膜燃料电池系统研制中需要解决的若干问题及其对燃料电池稳定运行的影响.介绍了天然气水蒸汽重整制氢作为质子交换膜燃料电池氢源的技术路线.

质子交换膜燃料电池的稳态分析

通过建立质子交换膜燃料电池稳态模型,考察了电堆温度和反应压力对电堆性能的影响.仿真结果表明,升高电堆温度使得氢气分压和氧气分压下降,但氢气分压下降的更快;在电堆工作温度范围内,电堆温度升高,热动力电势、欧姆极化电势和活化极化电势均下降,但电堆总输出电压上升;提高阴极侧压力有利于提高热动力电势,同时使得活化极化电势降低,有利于电堆整体性能的改善;提高阳极侧压力对电堆性能改善影响不大.

高压质子交换膜燃料电池运行参数优选研究

通过正交试验,研究了空气压力、空气当鼍比、空气-氢气压力差及燃料电池工作温度等运行参数对高压质子交换膜燃料电池性能的影响.对试验结果的分析表明:使用该高压燃料电池时,理应尽可能采用较高的空气当量比,但会相应增加空气压缩机的功率消耗,故在燃料电池发动机整体设计中须加以综合权衡;在较小电流情况下,较高的空气压力有利于燃料电池性能的提高;而随着电流的增加,工作温度对于燃料电池性能的影响增大.

混氢对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

将氢气喷入柴油机进气道内进行试验,以研究柴油混氢对柴油机燃烧及排放性能的影响.试验中发动机转速固定在1 400r/min,在不同初始转矩下改变氢气在混合燃料中的质量分数,并保持燃料总质量不变.试验结果表明柴油混氢燃烧可缩短燃烧持续期,增大最大爆发压力及放热率峰值,且使峰值位置提前(氢质量分数为9%时放热率峰值提高20%),增大发动机的输出转矩,并能降低柴油机的各主要排放物(在中低转矩下CO及碳烟排放下降了30%～50%).

燃料电池城市大客车驱动系统的发展现状及趋势

结合城市大客车运行工况,分析了城市大客车的运行特点及功率需求特点,并以此为基础讨论了燃料电池驱动系统以及燃料电池和各种可能的储能装置组成的混合驱动系统的优缺点.指出了燃料电池城市大客车的发展将呈现以纯氢或甲醇重整制氢为主要燃料、采用混合驱动方案、多个电动机驱动、提高工作电压等级等特点.

基于WTW燃料循环分析的中国煤基车用燃料能量消耗和二氧化碳排放研究

以煤为初始原料转化为汽车燃料,从技术上可行的路线主要有煤的直接液化合成油、煤的间接液化合成油,以及煤基合成含氧的醇、醚燃料和煤制氢等.利用GREET模型,通过对煤基车用燃料整个WTW循环的分析得知,主要在WTT阶段消耗了大量的能量,产生了大量的二氧化碳,从而使能耗和温室气体的排放高于汽油车和柴油车.据此,提出通过二氧化碳捕捉减排技术和在燃料生产阶段进行排放控制等手段对煤基燃料节能降耗.

氢燃料电池车的发展不能输在起跑线上

氢燃料电池汽车一直被公认为是解决当今交通能源和环境问题的最佳方案之一,代表着汽车未来的发展方向.一方面,氢燃料电池汽车具有零排放的优点,因为只是将氢气转化成水,而实现了对环境的零排放,无污染;另一方面,从能源角度来看,氢作为可再生资源,具有替代传统燃料的巨大潜力.近年来,各国政府及国际汽车巨头都不断加大对燃料电池汽车的投入,大力推动这一新能源汽车尽快走向市场.

面向氢能源、燃料电池和二氧化碳减排的制氢途径的选择

对氢气的多种制造途径加以探讨,也涉及到氢能的利用、燃料电池以及二氧化碳的减排.需要指出的是氢气并非能源,而只是能量的载体. 所以氢能的发展首先需要制造氢气.对于以化石燃料为基础的制氢过程,如煤的气化和天然气重整,需要开发更经济和环境友好的新过程,在这些新过程中要同时考虑二氧化碳的有效收集和利用问题.对于煤和生物质,在此提出了一种值得进一步深入研究的富一氧化碳气化制氢的概念.对于以氢为原料的质子交换膜燃料电池系统,必须严格控制制备的氢气中的一氧化碳和硫化氢;对于以烃类为原料的固体氧化物燃料电池,制备的合成气中的硫也需严格控制.然而,传统的脱硫方法并不适宜于这种用于燃料电池的极高深度的氢气和合成气

生物质熔融碳酸盐燃料电池排气催化燃烧实验研究

在自行研制的催化燃烧实验平台上,研究使用4种不同催化剂的生物质熔融碳酸盐燃料电池排气的催化燃烧反应特性,结果表明:总体趋势上,催化燃烧的反应效率随着催化燃烧室入口温度的提升而提高;生物质气高温燃料电池排气中氢气的体积浓度对催化反应特性有很大影响,在氢气浓度低于3%的时候,催化燃烧反应效率随着氮气浓度的提高而明显增加;不同的排气组分浓度,不同的催化剂有不同的催化反应特性,因此要根据熔融碳酸盐燃料电池排放气体组成,选用不同的催化剂.

燃料电池氢气供应系统的自适应预测控制

燃料电池汽车被认为是应对环保和石油危机的有效技术方案之一.研究了燃料电池氢气供应系统,建立了氢气供应系统的数学模型.在此模型基础上应用自适应预测控制理论对氢气供应系统进行控制,建立了预测模型,并进行了仿真.仿真结果表明:与反馈控制相比,自适应预测控制误差小,精度高,能较好地消除压力波动,有利于延长燃料电池中电解质膜的寿命.

柴油废气重整的化学反应动力学模拟

柴油废气重整不仅可以利用柴油机废气的热量,而且重整产物(富氢混合气)还能有效改善柴油机的性能.论文介绍了柴油废气重整制氢的基本概念和反应机理,以正庚烷代替柴油,利用CHEMKIN软件建立了柴油废气重整反应的化学动力学模型,该模型包括37种组分和58个反应.论文模拟研究了反应温度和水碳比对柴油废气重整反应的影响.模拟分析结果表明:反应温度和反应物的水碳比(molH2O/molC)对重整反应有较大的影响.

燃料电池汽车燃料储运方案经济性分析

综合案例研究结果,结合氢气、甲醇在不同储运方式时的成本,从固定设施成本、尾气排放、燃料价格、汽车造价4个方面比较了氢气、甲醇、汽油3种燃料电池汽车的经济性.结果表明:(1)直接氢燃料电池是燃料电池汽车的首选动力;(2)天然气重整制氢是目前氢燃料电池汽车获得燃料优先考虑的方式;(3)高压氢气、液氢是当前燃料电池汽车的首选燃料.

天然气在燃料电池中的应用

本文首先介绍了天然气制氢法的原理,然后对其在四种燃料电池中的应用现状及目前所面临的主要困难进行了讨论,最后对我国在这方面的发展提出了建议.

氢燃料电池汽车全球技术法规研究

<氢燃料电池汽车全球技术法规>规定了氢燃料电池汽车的通用要求及其关键系统的安全性能要求、型式试验方法和型式认证要求,其颁布实施后将对我国氢燃料电池汽车和压缩氢气储存系统的发展产生重大影响.文章简要介绍了该法规草案的主要内容和特点,以及我国氢燃料电池汽车和压缩氢气储存系统发展面临的挑战,并提出了若干建议.

乙醇水蒸气重整催化剂的研究进展

燃料电池技术是未来首选的洁净、高效能源技术.本文对燃料电池制氢技术之一的乙醇水蒸气重整反应的研究进行了综述.简要介绍了乙醇水蒸气重整的反应机理;重点系统的论述了国内外对乙醇水蒸气重整制氢催化剂的研究进展.并展望了乙醇制氢燃料电池的发展前景.

硼氢化钠作为能量载体的新型能量转换技术

硼氢化钠作为能量载体的新型能量转换技术,它由直接硼氢化钠燃料电池、硼氢化钠水解制氩和硼氢化钠再生技术构成.通过总结了近年来在直接硼氢化钠燃料电池、硼氢化钠水解制氢和硼氢化钠再生技术上的进展,发现硼氢化钠作为能量载体的新型能量转换技术的雏形已日渐形成.本文总结和讨论了该项技术的优点和面临的挑战.

Ni系催化剂上乙醇水蒸气重整制氢研究进展

以氢为原料的燃料电池是一种洁净高效的能源.简要介绍了乙醇水蒸气重整制氢的热力学分析以及乙醇水蒸气重整的反应机理;简要概述了乙醇水蒸气重整制氢的动力学,系统论述了乙醇水蒸气重整制氢反应中的Ni系催化剂的研究进展,并展望了Ni系催化剂的研究前景.

燃料电池车声振测试及噪声源识别

对燃料电池车进行了振动噪声测试,采用分别运行法采集了在空气辅助系统和氢气辅助系统分别独立运行工况下的振动噪声信号.并通过对测试数据进行频谱分析等,确定了燃料电池车振动噪声的主要频率特性及主要振动噪声源为空气辅助系统和氢气辅助系统以及燃料电池冷却水泵等,同时针对主要振动噪声源提出了一些行之有效的改进方案,尤其是对风机及氢气辅助系统箱体的改进提出了见解性的改进意见.通过现代信号分析技术进行振动噪声源识别,确定主要的振动和噪声源,并对燃料电池车的减振降噪提出了可行性方案,是实施正确减振降噪措施的前提.

离子液体用于燃料油深度脱硫的研究进展

首先介绍了加氢催化脱硫和其他脱硫技术的特点,综述了近年来国内外利用离子液体在萃取脱硫、萃取脱硫与氧化脱硫耦合、萃取脱硫与生物脱硫耦合等方面的研究.认为离子液体萃取脱硫具有操作简便、可循环使用、无需氢气、环境友好、能深度脱硫等特点,是一项具有广阔发展前景的技术.若要实现该技术的工业化应用,还需进一步加强离子液体在合成工艺、脱硫选择性及回收再生等方面的研究.

燃油清净分散剂壬基酚聚氧丙烯醚胺的合成

在间歇釜式反应器中,以壬基酚聚氧丙烯醚(NPP)为原料、Raney Ni为催化剂,采用脱氢-胺化加氢两步法合成了壬基酚聚氧丙烯醚胺(NPPA),考察了脱氢-胺化加氢两步反应的影响因素.实验结果表明,在脱氢反应中,NPP的端羟基脱氢转化为含有羰基的聚醚(简称脱氢产物),生成的氢与正十四烯发生加成反应,提高脱氢转化率;在NPP 0.32 mol、240 ℃、Raney Ni催化剂质量分数5%(基于反应物)、反应时间25 h的条件下,NPP的转化率为61%.在脱氢产物胺化加氢反应中,用氧化钙除去反应中生成的水,提高脱氢产物的转化率;在220～230 ℃、14～20 MPa、Raney Ni催化剂质量

单通道中集成燃料电池制氢功能研究

为了简化燃料电池氢源系统,考察了单通道中集成甲醇蒸汽重整、水汽置换和一氧化碳选择氧化单元对反应器出口参数的影响.利用计算流体力学软件FLUENT中的通用有限速率模型对该过程进行了二维数值研究.计算表明,在单通道中集成制氢和去除一氧化碳3个功能单元之后,在最佳反应条件,即进口温度453 K、进口速度0.4 m/s及水醇氧质量比0.369 9:0.63:0.000 1下,甲醇的转化率达98.8%,氧气的转化率为15.2%,出口氢气摩尔分数达到74%,而出口CO摩尔分数降低至3.43×10-8,能完全满足燃料电池对富氢燃料中CO摩尔分数的要求.

反应气体流量和背压对PEM燃料电池性能的影响

目的 优化质子交换膜(PEM)燃料电池的操作参数,提高PEM燃料电池的性能和稳定性,降低成本.方法 运用燃料电池测试站对有效面积为16 cm2的PEM燃料电池单体的伏安特性和功率密度进行了实验,分析了空气流量、氢气流量和背压对PEM燃料电池性能和功率密度的影响.结果 试验结果发现:增大空气流量,燃料电池的性能可以持续提高;增大氢气的流量,电池性能先提高,但流量达到一定值后,性能几乎不变;增大电池背压,电池性能提高.结论 电极的淹没现象主要存在于PEM燃料电池的阴极;实验条件下,氢气流量存在最佳值.