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公司拥有多项核心技术,包括贵金属基催化剂规模化制备技术、合金催化剂规模化制备技术和膜电极规模化制备技术等。推出的高金属载量催化剂适用于氢-氧(空)质子交换膜燃料电池、直接醇类燃料电池、金属-空气电池和传感器等,其主要技术指标完全达到国际同类产品水平。公司严格贯彻ISO9001质量管理体系,保证产品性能稳定,并得到了客户长期的信任。
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6载行业辉煌历程
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高新技术产品及技术
富氢水杯到底是什么?它的工作原理是什么?

富氢水杯到底是什么?它的工作原理是什么?

一、富氢水杯产品概念及作用(1)富氢水源于日本,在日本其名为水素水,因日语中“水素”的意思是“氢”,所以国内称之为“氢水”,又叫“富氢水”。(2)氢在人体作用尚不完全明确,此次疫情期间,氢氧气雾化机可以纠正重症病人的缺氧状态,防止转为危重症,因为危重症病人长期时间缺氧有发展为呼吸衰竭的可能,逆转的机会也比较少,在国家卫健委发布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案(第七版)中有推荐。二、工作原理纯水电解水制氢(氧)的核心是电解槽,它由膜电极组件、集电器、框架和密封垫等组成,其中,膜电极组件和集电器是电解槽的核心部件,决定着电解槽的使用性能。具体原理如上图所示,水在阳极发生电分解成氧气和质子,质子通过电解质(质子交换膜)到阴极,与外电路过来的电子结合成氢气。膜电极组件有阳极、阴极和质子交换膜组成,阳极层电极材料通常有氧化铱、铱钌合金或其混合物、铂金属等,阴极层由铂黑、铂碳等,电解质为质子交换膜,通常为杜邦117或115膜。纯水电解的主要优点:(1)在给定电流密度下效率高,能耗小,具有较高的电流密度,电压低,在相同的产氢量下,制氢装置小,重量轻。(2)由于电解质是链式聚合物非透气性隔膜,性能稳定,无腐蚀性液体存在,因而安全可靠,使用寿命长。三、结构示意图3.1 富氢水杯结构示意图富氢水杯一般分为上下两部分,上端部分是水杯,下端部分是产氢结构,包括电极、电池和控制电路等。制氢水的时按动开关,下端的电极开始产生氢气,氢气溶解在水杯中的饮用水里,大约3~5分钟氢气浓度可达到1.6 ppm左右,如果有杯身能够耐受2~3公斤的压力,氢水的浓度能够超过氢气的饱和溶解度,* 高可达5 ppm。富氢水杯典型的结构3.2 吸氢机及电解槽结构示意图四、中科科创新能源科技有限公司产品特点1、纳米催化剂自主知识产权制备技术,掌握膜电极核心技术,催化层按需定制;2、CCM工艺,产品均匀性高,一致性好,可批量化制备,产能可达30平方米每天,单张*大面积为300x300 mm;3、膜电极电流密度高、稳定性强,电压低,电耗小;4、纯贵金属为电极,无金属溶出,安全性高。5、纳米气泡,氢气可溶解性强,富氢水溶度高。

    2021年12月10日,宁波中科科创新能源科技有限公司通过了由宁波市科学技术局、宁波市财政局、国家税务总局宁波市税务局组织的国家高新技术企业认定,并荣获国家“高新技术企业”称号。此次中科科创新能源荣获国家高新技术企业认定,既是国家、各级政府对中科科创新能源科研能力和整体技术水平的认可,也是对中科科创新能源的一种鞭策和鼓励。未来,中科科创新能源将砥砺前行,通过更注重科研投入、人才队伍培养来构筑更完善的技术创新体系。在充分发挥高新技术企业的优势和模范带头作用的同时,提高企业核心竞争力、加强企业创新发展动力,为企业的可持续发展提供强有力的技术支持。

        从我们团队的角度来看,我们也围绕这三个问题进行了长期的研发,工作也与上海交通大学相结合。    针对刚才提出的三个问题,我们发明了一些解决方案:一是具有超低传质阻力的新型低铂合金膜电极;二是新型耐腐蚀铂合金燃料电池催化剂及其批量制备技术;三是疏水梯度分布的非均质膜电极分层制备技术。    我们还建成了****条低铂合金膜电极生产线,2020年制造了26万片膜电极。    从更底层的技术来看,简单地说,为什么燃料电池使用超低铂会带来问题,主要有两个问题,一个是电催化动力学和传质动力学不能满足要求。    例如,它的铂载量下降到0.当05mg/m2时,电极中传质的阻力达到整个催化层传质阻力的77%,传质阻力的增加直接影响电压的下降。    直观地说,铂载量从0开始.4毫克/平方厘米.当05毫克/平方厘米时,其传质阻力增加70%以上,其解决方案是离子结构和电极与极板之间的适应性。因此,燃料电池走出低铂化的关键点是加强对流,提高传质阻力,降低传质阻力,或提高排水能力。    我谈到了第一代、第二代和第三代催化剂。第一代是纯铂,第二代是合金颗粒,第三代是核壳结构颗粒。第三代可以说将铂的用量降到了**。如果我们想提高它的活性,减少它的用量,我们只能在第三代的基础上继续提高单个铂原子的活性。这是我刚才提出的*终目标,至1克/千瓦。如果能实现,燃料电池的大规模应用就能实现。    对于第一代来说,第二代已经实现了工业化,第三代仍在发展中。这是我们开发过程中的一些数据。与第一代相比,第三代燃料电池催化剂的质量和活性从0开始.13提高到1.45、增加十倍以上,应能满足燃料汽车的要求。    同时,我们的颗粒的均匀性也很好,因为它需要提高活性和稳定性。稳定性的一个来源是催化剂颗粒的大小是一致的。只有一致,它的整个衰减才会减弱,因为每个颗粒都长得差不多,所以衰减不会有问题。    除了燃料电池催化剂的活性,如何改善其表面积,一是活性,二是原子单层,另一个大问题,*近发现,在电极中,质子传导也是一个很大的问题,简单地说,电极内的质子传导是膜内电子传导电率的十分之一。    对于这个问题,我们也开发了很长一段时间,优化它,以支持低铂和超低铂的应用。我们将颗粒与电极中质子膜的导电问题结合起来,制成一个不对称的电极,可以提高其耐久性,而不影响其性能。    目前,我们可以在一批中制作500克催化剂,制作膜电极车辆工况下稳定运行8000多小时,预测寿命超过1万小时。    本项目完成了汽车燃料电池低铂合金膜电极微观传质、电荷传递和材料衰减的理论突破。形成高功率密度、长寿命运行,适应工况运行。    去年,我们获得了中国机械工业联合会组织的评估。我们拥有独立的知识产权,开发了一种新型的低铂膜电极,达到了国际先进水平,是单位燃料电池电堆功率的国际**技术指标。    我们也得到了国内外同行的高度评价,这是学术界的一些同行。    除制氢电解槽,膜电极外,我院还有一家合作公司,也在进行流场设计,完全正向开发。如何实现上游、中游、下游的水平衡和热平衡,增强脊下对流,改善气体传质。从电堆的角度来看,我们有电堆的开发能力。目前,有两种电堆,一种是75千瓦,另一种是150千瓦。    这是我们实验室的材料,从单电池到短电堆到长电堆的系统测试和开发能力。    对于未来,刚才提到燃料电池可以实现3600万辆汽车的生产,小于1克/100千瓦,这**是大规模的。我们还需要做以下事情,即新型催化剂、新型离聚物、强化传质和耐腐蚀金属极板,这是未来需要关注的领域。    燃料电池的工业化已经进入了商业化的进口期。我们需要更加努力地工作,从追赶到运行,*终**。这需要制氢电解槽,膜电极板、电堆匹配设计和同步开发,这是燃料电池未来发展的方向。

       事实上,目前燃料电池*大的问题是其成本。从2020年到2021年,成本是指大规模生产的成本。事实上,与长期的大规模工业化仍然存在差距。*后,在接近内燃机水平之前,需要达到30美元/千瓦的水平。然而,降低成本的路径也非常清晰,包括需要降低成本的关键材料和关键部件,如燃料电池催化剂、质子膜、碳纸、双极板、极流板和冷却器。    成本下降的*大预期是催化剂和膜电极,因为对于整个反应堆,燃料电池催化剂和膜电极可以占成本的70%以上,这是目前难以降低成本的*大原因。因此,催化剂和膜电极成本的下降是未来燃料电池*大的瓶颈。    为什么?在未来生产许多集合时,每个人都可能不认为催化剂是一个问题。有些人甚至告诉我,催化剂占整个反应堆的成本不是很高。例如,在生产1000套时,它只有20%到30%,但如果产量增加,例如50万或100万套,催化剂的单一成本超过40%进入反应堆,加上膜电极组件、质子膜和包装,可以达到60%以上的成本。因此,降低催化剂和膜电极的成本是燃料电池未来发展的关键技术。    对于燃料电池催化剂来说,*大的问题是它含有贵金属铂,这就是我们通常所说的铂。因此,未来必须使用低铂,或超低铂催化剂,甚至未来的非铂催化剂,以满足未来的使用要求和成本要求。同时,当使用超低铂时,您还需要提高其膜电极性能和使用寿命。    2000年,它是1克/千瓦时的铂催化剂,一辆汽车燃料电池的发动机功率假设为100千瓦,大约需要110克,到2008年是0.6-0.8克/千瓦,2020年左右降至00.2克/千瓦,未来能降到0.1克/千瓦,目前还不确定,也是行业共同努力的目标。    从技术路径来看,*早在2000年左右,当时是纯铂颗粒,直径可达3-4纳米,甚至2-3纳米;2008年,铂合金技术开始在国际上使用,可以使铂的使用量翻倍。制氢电解槽    今天,铂催化剂仍在使用,*高可达0.2克/千瓦,已经到了极点。走下去的路是什么?这是今天燃料电池发展遇到的*大技术障碍,因为如果你不降低成本,它的成本很难与内燃机甚至今天的锂电池相比。当前水平为0.2-0.3克/千瓦,长期目标应小于0.1克/千瓦。    这里有一个简单的计算。例如,我们的全球铂年产量约为180吨。如果将其中20%作为燃料电池催化剂使用,对铂市场的影响可能不会太大,因为一旦这样做,内燃机汽车三元催化剂中的铂可以转移到燃料电池中。    比如用第一代技术,铂碳催化剂,100千瓦燃料电池发动机需要50克铂,也就是说你可以生产72万辆汽车,如果是第二代技术,也就是今天国际上使用的更多的合金技术,如果20克/100千瓦,就可以生产180万辆汽车。制氢电解槽    如果我们使用第三代技术,这是我们一直在开发的技术。原子单层催化剂可以生产720万辆汽车,只需要5克/100千瓦,应该称之为批量生产。*终能否实现1克/100千瓦,如果能实现,可以生产3600万辆汽车。    你可能会想,铂的减少带来了什么问题?这也是从技术角度解剖其低成本。用于汽车的低铂有什么问题?对于汽车应用来说,如果铂的载荷下降,问题就会出现。首先,很难满足高功率输出;二是不能实现长寿命运行,二是不能适应复杂的工作条件。    原因有很多,但*重要的矛盾是大电流区的性能急剧恶化;二是加速催化剂衰减;第三,在零增湿/低湿条件下,离子电阻显著增加。制氢电解槽

        第十三届中国汽车蓝皮书论坛于6月10日至12日在合肥举行。致远学院常务副院长张俊良出席会议并发表演讲。    张俊良说,目前燃料电池*大的问题之一是其成本,成本是指批量生产的成本。事实上,与长期的大规模工业化还有一点差距。*后,接近内燃机的水平需要达到30美元/千瓦。然而,降低成本的路径也非常清晰,包括燃料电池催化剂、质子膜、碳纸、双极板、极流板和冷却器等关键材料和关键部件。    他指出,成本下降的*大预期是燃料电池催化剂和膜电极,因为催化剂膜电极可以占整个电堆成本的七成以上,这是目前成本难以下降的*大原因。因此,他强调,催化剂和膜电极的成本是未来燃料电池*大的瓶颈。    他说,目前催化剂占整个电堆的成本不是很高。比如生产1000套的时候,只有20%到30%。但是,如果产量增加,比如五十万套或者一百万套,单个催化剂成本在电堆中的四成以上,加上膜电极组件、质子膜和包装,可以达到六成以上。因此,降低催化剂和膜电极成本是燃料电池未来发展的关键技术。    以下是演讲实录    下午好,尊敬各位嘉宾,媒体朋友!    我很高兴有机会在这里做报告,和你交流。非常感谢贾可博士和钱先生的邀请。这是我第二次参加这次会议。    我今天的报告题目是“低铂燃料电池的技术挑战和应对策略”。    首先,我们来介绍一下我们的研究所。上海交通大学燃料电池研究所成立于1998年,也是国内首家在高校成立的专业燃料电池研究机构。讲座教授1人,教授2人,副教授15余人。我们的研究领域包括质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、锂电池和储能电池。我们的研究80%或90%集中在质交膜燃料电池上。    研究所具有燃料电池催化剂、膜电极、电堆、系统特征、测试、开发和集成的能力。例如,我们有无尘实验室和各种催化剂分析仪器。制氢电解槽    对于燃料电池来说,今天这里有很多专家。事实上,这是氢能行业的中心环节。从上游制氢到中游储氢燃料电池技术和产品水平,决于我们的燃料电池技术和产品水平。在燃料电池中,质子交换膜燃料电池是*活跃的,因为它具有明显的优势,即可用于汽车和广泛的工况变化。    燃料电池的主要优点是效率高。与内燃机相比,它是绿色无污染的,也被认为是**能源解决方案。它的效率超过60%,负载响应非常快,能量密度非常高。    *近,我们注意到燃料电池汽车充氢5分钟,可以跑1000多公里。其关键材料,特别是电堆、质子膜、碳纸、催化剂、双极板等。    从电堆到系统,刚才提到有膜电极组件、极板、流场、端板等辅助部件。制氢电解槽    这实际上与我们通常看到的内燃机非常相似,也是一个开放的系统。与上述锂电池*大的区别是,锂电池是一个封闭的系统,而燃料电池是一个开放的系统,这导致了许多关键问题和矛盾。燃料电池系统相对复杂,技术障碍相对较高。    对于燃料电池,任何工程系统都是一样的。为了开发出高质量、高科技的燃料电池电堆系统,必须收集所有的元素、材料和部件进行工程优化。    例如,您需要注意催化剂来减少其电化学膜化,也需要注意对流场设计和欧姆极化,这*终将反映电堆组装和电堆性能。从燃料电池开发的角度来看,它是整个链和整个系统的集成。    在国际上,燃料电池的使用寿命应该已经达到了汽车的耐久性,这是美国UTC公司发布的公交系统燃料电池可达3万小时,因此燃料电池的使用寿命越来越高,应能满足汽车的使用要求。制氢电解槽

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