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公开(公告)号：CN108281686B
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN201810212511.8
申请日：2018-03-15
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/04007
Abstract: 本发明公开了一种具有自控温功能的仿生燃料电池，属于空气阴极燃料电池技术领域，包括壳体、电解液出口、片状铝阳极、片状空气阴极及仿生热管；所述壳体内充满电解液，片状铝阳极由壳体上方中心放入电解液中，片状空气阴极置于所述壳体相对称的内壁两侧，仿生热管由壳体上方放入电解液中；所述仿生热管的内壁由横向平行的亲水凸台和纵向平行的亲水凸台交错而成，亲水凸台之间形成疏水凹槽。该仿生燃料电池发生氧化还原反应时产生的热量使电解液温度升高，之后温度传至热管结构，热管中冷却液受热沸腾，由于热管可以提高沸腾换热系数和临界热流密度，达到高效导热的目的。这种新型仿生燃料电池设计能达到自控温的目的，具有高热交换效率。
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公开(公告)号：CN107706436B
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201710950043.X
申请日：2017-10-13
Applicant: 吉林大学
Abstract: 一种仿鱼鳃表面微纳结构的空气阴极属空气阴极燃料电池领域。本发明在传统空气阴极基础上，针对空气燃料电池在空气阴极扩散层氧气传质方面存在的局限，结合氧气供给时产生的速度，基于鱼鳃表面微纳机构的启示，设计了空气阴极的扩散层微纳机构表面，加速气体传质速率，提高空气阴极的性能。本发明在阴极扩散层上每平方厘米设有16个大凹槽，半径为1mm，深度为0.1mm，排布于扩散层一侧，每个大凹槽内部排布有25个小凹槽，半径为0.1mm，深度为0.1mm。在有一定的风速流过空气阴极表面时，凹槽能改变气体流场的分布，延长气体在阴极表面的停留时间；形成湍流，产生垂直于阴极表面的分速度，从而加快空气透过扩散层，达到提高电池反应速率的效果。
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公开(公告)号：CN109524684B
公开(公告)日：2021-03-16
申请号：CN201811340001.5
申请日：2018-11-12
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/0258 , H01M8/026 , H01M8/0265 , H01M8/04119
Abstract: 本发明公开了一种具有仿生自排水功能的燃料电池双极板及自排水方法。本发明采用在双极板主体上形成一级脊，在各个一级脊之间设置微流场，微流场具有部分圆台的基底，在基底上具有二级脊、三级脊和微流道，三级脊和微流道构成底通道，微流场具有自排水机制；当电化学反应生成的水集聚在微流场的底通道时，底通道上形成一层液态水薄膜，反应生成的水在底通道上被排出；当更多的水积聚在底通道之上，这些水就集聚在液态水薄膜上，没有固‑液接触，水通过滑动的方式排出微流场；自排水机制减少液态水在流道之间的滞留现象，提高了排水效率，从而使反应气体在各流道间分布更为均匀，气体传质效率进一步提高，提升燃料电池的性能与稳定性。
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公开(公告)号：CN107623130B
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201710950057.1
申请日：2017-10-13
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M4/86
Abstract: 一种仿鱼类鳃丝结构的空气阴极属空气阴极燃料电池领域。本发明在传统空气阴极基础上，针对空气燃料电池在空气阴极催化层催化性能方面存在的局限，设计了空气阴极催化层的结构，加速电解液中质子的传输，增大催化剂与电解质中氧气和质子的接触面积，提高空气阴极的性能。本发明将阴极的催化层设计为一层有催化剂吸附的绒毛状碳纤维，钢网由不锈钢丝和碳纤维组成的碳纤维束编织而成，碳纤维束上的碳纤维长度为5mm，当电池中的电解液有一定流动时，吸附有催化剂的碳纤维会随流体发生摆动，提高电解液中质子的交换速率；吸附有催化剂的碳纤维束能大大增加催化剂与电解质中氧气和质子的接触面积，加快催化层的反应速率。
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公开(公告)号：CN107623130A
公开(公告)日：2018-01-23
申请号：CN201710950057.1
申请日：2017-10-13
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M4/86
Abstract: 一种仿鱼类鳃丝结构的空气阴极属空气阴极燃料电池领域。本发明在传统空气阴极基础上，针对空气燃料电池在空气阴极催化层催化性能方面存在的局限，设计了空气阴极催化层的结构，加速电解液中质子的传输，增大催化剂与电解质中氧气和质子的接触面积，提高空气阴极的性能。本发明将阴极的催化层设计为一层有催化剂吸附的绒毛状碳纤维，钢网由不锈钢丝和碳纤维组成的碳纤维束编织而成，碳纤维束上的碳纤维长度为5mm，当电池中的电解液有一定流动时，吸附有催化剂的碳纤维会随流体发生摆动，提高电解液中质子的交换速率；吸附有催化剂的碳纤维束能大大增加催化剂与电解质中氧气和质子的接触面积，加快催化层的反应速率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108199053A
公开(公告)日：2018-06-22
申请号：CN201810007108.1
申请日：2018-01-04
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M4/90
Abstract: 本发明公开了一种高效低成本氧还原催化剂的制备方法，其方法为：步骤一、清洗回收的玉米秸秆并切成2cm的小块；步骤二、将步骤一中制好的秸秆粉与活化剂以1：3的质量比进行混合后溶于水中搅拌24h，进行酸洗后，利用去离子水将混合物洗至PH值为7时得到具有海绵状高比表面积结构的碳材料；步骤三、将步骤二中处理好的碳材料以1:2：0.1的质量比与氮前体与钴前体进行混合后溶于水中使其达到混合均匀，进行热解；步骤四、将步骤三中的制品用3mol/L的盐酸溶液进行酸洗后利用去离子水将其洗至PH值为7时得到掺杂氮和钴元素的氧还原催化剂。有益效果：能使玉米秸秆“变废为宝”，解决污染环境的问题，使用方便、无安全隐患、来源广泛、价格低廉等优点。
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公开(公告)号：CN108199053B
公开(公告)日：2020-06-09
申请号：CN201810007108.1
申请日：2018-01-04
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M4/90
Abstract: 本发明公开了一种高效低成本氧还原催化剂的制备方法，其方法为：步骤一、清洗回收的玉米秸秆并切成2cm的小块；步骤二、将步骤一中制好的秸秆粉与活化剂以1：3的质量比进行混合后溶于水中搅拌24h，进行酸洗后，利用去离子水将混合物洗至PH值为7时得到具有海绵状高比表面积结构的碳材料；步骤三、将步骤二中处理好的碳材料以1:2：0.1的质量比与氮前体与钴前体进行混合后溶于水中使其达到混合均匀，进行热解；步骤四、将步骤三中的制品用3mol/L的盐酸溶液进行酸洗后利用去离子水将其洗至PH值为7时得到掺杂氮和钴元素的氧还原催化剂。有益效果：能使玉米秸秆“变废为宝”，解决污染环境的问题，使用方便、无安全隐患、来源广泛、价格低廉等优点。
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公开(公告)号：CN109524684A
公开(公告)日：2019-03-26
申请号：CN201811340001.5
申请日：2018-11-12
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/0258 , H01M8/026 , H01M8/0265 , H01M8/04119
Abstract: 本发明公开了一种具有仿生自排水功能的燃料电池双极板及自排水方法。本发明采用在双极板主体上形成一级脊，在各个一级脊之间设置微流场，微流场具有部分圆台的基底，在基底上具有二级脊、三级脊和微流道，三级脊和微流道构成底通道，微流场具有自排水机制；当电化学反应生成的水集聚在微流场的底通道时，底通道上形成一层液态水薄膜，反应生成的水在底通道上被排出；当更多的水积聚在底通道之上，这些水就集聚在液态水薄膜上，没有固-液接触，水通过滑动的方式排出微流场；自排水机制减少液态水在流道之间的滞留现象，提高了排水效率，从而使反应气体在各流道间分布更为均匀，气体传质效率进一步提高，提升燃料电池的性能与稳定性。
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公开(公告)号：CN109809396A
公开(公告)日：2019-05-28
申请号：CN201910230548.8
申请日：2019-03-26
Applicant: 吉林大学
IPC: C01B32/184
Abstract: 一种水蒸气水热还原制备还原氧化石墨烯气凝胶的方法，属于气凝胶制备技术领域。本发明从制备氧化石墨烯水分散液出发，先利用冷冻干燥方法制备得到氧化石墨烯气凝胶，然后通过水蒸气水热法还原得到还原氧化石墨烯气凝胶，方便快捷低能耗的制备了还原氧化石墨烯气凝胶。本发明制备的还原氧化石墨烯气凝胶结合了石墨烯优异的导电性、气凝胶的轻质多孔特点以及水蒸气水热还原技术的低能耗、无污染等多重优势。本发明所用的真空冷冻干燥的方法，具有操作简单、条件温和、成本低廉、且工艺易于放大的优点。制备的还原氧化石墨烯气凝胶可广泛应用于油水分离、有机污染物吸附、超级电容、电池、传感等领域。
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公开(公告)号：CN108281686A
公开(公告)日：2018-07-13
申请号：CN201810212511.8
申请日：2018-03-15
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/04007
Abstract: 本发明公开了一种具有自控温功能的仿生燃料电池，属于空气阴极燃料电池技术领域，包括壳体、电解液出口、片状铝阳极、片状空气阴极及仿生热管；所述壳体内充满电解液，片状铝阳极由壳体上方中心放入电解液中，片状空气阴极置于所述壳体相对称的内壁两侧，仿生热管由壳体上方放入电解液中；所述仿生热管的内壁由横向平行的亲水凸台和纵向平行的亲水凸台交错而成，亲水凸台之间形成疏水凹槽。该仿生燃料电池发生氧化还原反应时产生的热量使电解液温度升高，之后温度传至热管结构，热管中冷却液受热沸腾，由于热管可以提高沸腾换热系数和临界热流密度，达到高效导热的目的。这种新型仿生燃料电池设计能达到自控温的目的，具有高热交换效率。
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