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公开(公告)号：CN112490473B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202011175372.X
申请日：2020-10-28
申请人： 广州汽车集团股份有限公司 , 华南理工大学
IPC分类号： H01M8/04119 , H01M8/0438 , H01M8/04492 , H01M8/04537 , H01M8/0432
摘要： 本发明公开了质子交换膜燃料电池的电堆动态水管理系统及其工作方法。该系统包括：质子交换膜燃料电池模块、水管理模块、信号处理模块、检测模块、氢气储存装置及空气泵。该方法包括：信号处理模块根据输出功率计算反应气体参数，调整反应气体的参数控制电池达到所需功率；当燃料电池稳定工作时，电堆在阴极出口处行脉冲排水及冷凝器辅助排水，持续排水以防止电堆水淹；通过测量电堆欧姆阻抗，阳极侧气体压力降以及电堆内部湿度状态判断电堆内部的膜水合状态，调整进入电堆的反应气体的湿度，温度与压力以使电堆的膜水合状态处于最佳工作范围。本发明对燃料电池电堆进行动态的水管理，形成动态的最优化闭环控制，使电堆持续保持最佳的工作状态。
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公开(公告)号：CN112490473A
公开(公告)日：2021-03-12
申请号：CN202011175372.X
申请日：2020-10-28
申请人： 广州汽车集团股份有限公司 , 华南理工大学
IPC分类号： H01M8/04119 , H01M8/0438 , H01M8/04492 , H01M8/04537 , H01M8/0432
摘要： 本发明公开了质子交换膜燃料电池的电堆动态水管理系统及其工作方法。该系统包括：质子交换膜燃料电池模块、水管理模块、信号处理模块、检测模块、氢气储存装置及空气泵。该方法包括：信号处理模块根据输出功率计算反应气体参数，调整反应气体的参数控制电池达到所需功率；当燃料电池稳定工作时，电堆在阴极出口处行脉冲排水及冷凝器辅助排水，持续排水以防止电堆水淹；通过测量电堆欧姆阻抗，阳极侧气体压力降以及电堆内部湿度状态判断电堆内部的膜水合状态，调整进入电堆的反应气体的湿度，温度与压力以使电堆的膜水合状态处于最佳工作范围。本发明对燃料电池电堆进行动态的水管理，形成动态的最优化闭环控制，使电堆持续保持最佳的工作状态。
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公开(公告)号：CN112635793B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202011175361.1
申请日：2020-10-28
申请人： 广州汽车集团股份有限公司 , 华南理工大学
IPC分类号： H01M8/04089 , H01M8/04119 , H01M8/04029
摘要： 本发明公开了一种双堆双循环的燃料电池系统。该系统包括氢气循环供气模块、空气循环供气模块、冷却模块及双电堆，氢气循环供气模块与双电堆连接；空气循环供气模块与双电堆连接；冷却模块与双电堆连接。氢气循环供气模块使用喷射器和引射器为双电堆提供氢源，无需氢气循环泵等组件，具有无源、高效和可靠性高等特点。空气循环供气模块采用独特的空气循环方案，由双空压机供气，采用同一分水器‑加湿器为双电堆提供氧气，可提高燃料利用率、快速循环提供氧气及降低由于缺氧造成的催化剂性能下降导致电堆性能衰退。冷却模块用于燃料电池双堆的散热、保温等提供保障。该系统能为整车提供动力来源，解决整车对燃料电池系统实现长寿命、高效率的要求。
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公开(公告)号：CN112635793A
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202011175361.1
申请日：2020-10-28
申请人： 广州汽车集团股份有限公司 , 华南理工大学
IPC分类号： H01M8/04089 , H01M8/04119 , H01M8/04029
摘要： 本发明公开了一种双堆双循环的燃料电池系统。该系统包括氢气循环供气模块、空气循环供气模块、冷却模块及双电堆，氢气循环供气模块与双电堆连接；空气循环供气模块与双电堆连接；冷却模块与双电堆连接。氢气循环供气模块使用喷射器和引射器为双电堆提供氢源，无需氢气循环泵等组件，具有无源、高效和可靠性高等特点。空气循环供气模块采用独特的空气循环方案，由双空压机供气，采用同一分水器‑加湿器为双电堆提供氧气，可提高燃料利用率、快速循环提供氧气及降低由于缺氧造成的催化剂性能下降导致电堆性能衰退。冷却模块用于燃料电池双堆的散热、保温等提供保障。该系统能为整车提供动力来源，解决整车对燃料电池系统实现长寿命、高效率的要求。
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公开(公告)号：CN118136865A
公开(公告)日：2024-06-04
申请号：CN202410159320.5
申请日：2024-02-04
申请人： 华南理工大学
摘要： 本发明提供一种应用于锌空气电池的碳管接枝氮掺杂碳载铁/钴基催化剂及其制备方法，先通过配位自组装的方式合成锌基沸石咪唑酯框架材料ZIF‑8，在ZIF‑8表面包覆一层钴基沸石咪唑酯框架材料ZIF‑67，在ZIF‑67自组装过程中加入乙酰丙酮铁，最终形成ZIF‑8@ZIF‑67@Fe(acac)3前驱体。将上述前驱体置于充有惰性气体的管式炉中高温热解，得到的碳材料进行酸洗并进一步二次热解，最终制备出碳管接枝氮掺杂碳载铁/钴基催化剂。本发明提供的催化剂可有效提升氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)的催化效率，同时具有优异的催化活性和稳定性。将其应用于可充电锌空电池，具有高比功率、成本低廉等特点。
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公开(公告)号：CN116581327A
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310592044.7
申请日：2023-05-24
申请人： 华南理工大学
IPC分类号： H01M8/04007 , H01M8/0432 , H01M8/04029 , H01M8/04701 , H01M8/04746 , H01M8/2475 , H01M8/2465
摘要： 本发明提出了一种基于可卷曲均温板的燃料电池热管理组件，包括燃料电池、外部控温模块、温度检测模块，所述燃料电池内设有弯折的一块或多块可卷曲均温板，所述可卷曲均温板的温度通过外部控温模块以及温度检测模块进行检测的控制，利用可卷曲均温板的均温特性对燃料电池进行有效热管理，在燃料电池外壳设置有孔槽并插入可卷曲均温板，均温板分为与集流外壳接触的均温段及外露于燃料电池的控温段，本发明在燃料电池工作时利用卷曲并插入到集流外壳孔槽的均温板的均温特性防止燃料电池内有局部过热点发生损坏，并根据电池内部实时温度分布情况加热或冷却外露的控温段对燃料电池电堆进行温度调控。
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公开(公告)号：CN114006004B
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202110938522.6
申请日：2021-08-16
申请人： 华南理工大学 , 广东氢机智创科技有限公司
IPC分类号： H01M8/04014 , H01M8/04029 , H01M8/04223 , H01M8/04302 , H01M8/04701 , H01M8/0662
摘要： 本发明公开的通过活塞燃烧辅助加热的PEMFC冷启动系统包括包括PEMFC模块、氢气供气路、氧气供气路、氢废气出路、氧废气出路、第一预混室、第二预混室、燃烧室、氢气补充路、氧气补充路、循环水系统和信号处理模块。还提供相应的控制方法。本发明无需通过外界电路负载加热，提出一种全新的通过活塞燃烧辅助加热的质子交换膜燃料电池冷启动系统。该系统以出堆废气为原料，经加气、燃烧、冷却、压缩、降压后，利用其燃烧产生的热量，以燃烧废气和循环水为热源送入燃料电池堆，实现对燃料电池堆的多重加热。该发明不仅加快了冷启动时燃料电池堆的升温速度，减少了冷启动时系统的资源浪费，提高了原料的利用率。
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公开(公告)号：CN113681782A
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN202110764420.7
申请日：2021-07-06
申请人： 华南理工大学
IPC分类号： B29C33/38 , B29C64/10 , B29C51/08 , B33Y10/00 , H01M8/1039 , H01M8/1069
摘要： 本发明公开了一种燃料电池用三维图形表面质子交换膜及其制备方法与应用。该质子交换膜的制备方法包括3D打印和热压印工艺；其中3D打印工艺用来打印精密图形热压印模具，热压印工艺用来制备具有三维图形的高比表面积质子交换膜。热压印模具原料采用高硬度聚合物材料，克服了传统基于金属模具的制备工艺缺陷。热压印工艺采用上下两层缓冲层结构，具有一步压印成型的特征。本发明制备成型的表面图形结构的质子交换膜具有高比表面积，可以提供快速质子传输通道并扩大燃料电池膜电极的三相边界，从而提高燃料电池的输出性能。具有该表面图形结构的质子交换膜能够有效改善氢燃料电池的水管理，实现高性能、长寿命质子交换膜燃料电池的构建。
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公开(公告)号：CN117669139A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311383438.8
申请日：2023-10-24
申请人： 华南理工大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06N3/126 , G06F111/06
摘要： 本发明公开了基于改进遗传算法的质子交换膜燃料电池流道优化方法，包括步骤：建立单直流道PEMFC三维模型；针对遗传算法自身在优化求解过程中所存在的种群分布不均匀、容易陷入局部最优解等问题，基于三种改进策略提出了改进的遗传算法。然后，结合改进的遗传算法在综合考虑损耗功率和输出功率的前提下对PEMFC流道的进出口截面尺寸进行仿真优化，从而得到最佳的尺寸配置。本发明不仅能够根据目标函数确定流道的最佳尺寸配置，而且在一定程度上提高了遗传算法的寻优能力和收敛速度，有助于改进质子交换膜燃料电池的设计方式。
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公开(公告)号：CN116581323A
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310592820.3
申请日：2023-05-24
申请人： 华南理工大学
IPC分类号： H01M8/0276 , H01M8/0297 , H01M8/0258 , H01M8/0271 , H01M8/1004
摘要： 本发明公开了一种基于集流体/膜电极一体化结构的全可视化燃料电池，属于燃料电池应用领域。所述膜电极包括一层催化剂涂层膜、两层密封垫、一层导电介质及气体扩散层，并将上述五层结构定位对齐后进行热压封装。通过导电介质起到集流体传输电子的作用。简化传统集流体的设计，减少接触电阻，利于电池性能提升。且所述全可视化燃料电池结构，基于上述一体化膜电极，通过将流场板材料设计为透明状，在所述透明流场板材料上设有流道结构，可实现电池的全可视化，借助高速相机的高分辨率采样功能，可实现气体扩散层全区域液态水分布及流道液态水分布的可视化。
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