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公司擁有多項核心技術(shù),包括貴金屬基催化劑規?;苽浼夹g(shù)、合金催化劑規?;苽浼夹g(shù)和膜電極規?;苽浼夹g(shù)等。推出的高金屬載量催化劑適用于氫-氧(空)質(zhì)子交換膜燃料電池、直接醇類(lèi)燃料電池、金屬-空氣電池和傳感器等,其主要技術(shù)指標完全達到國際同類(lèi)產(chǎn)品水平。公司嚴格貫徹ISO9001質(zhì)量管理體系,保證產(chǎn)品性能穩定,并得到了客戶(hù)長(cháng)期的信任。
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6載行業(yè)輝煌歷程
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智能化生產(chǎn)基地
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高新技術(shù)產(chǎn)品及技術(shù)
富氫水杯到底是什么?它的工作原理是什么?

富氫水杯到底是什么?它的工作原理是什么?

一、富氫水杯產(chǎn)品概念及作用(1)富氫水源于日本,在日本其名為水素水,因日語(yǔ)中“水素”的意思是“氫”,所以國內稱(chēng)之為“氫水”,又叫“富氫水”。(2)氫在人體作用尚不完全明確,此次疫情期間,氫氧氣霧化機可以糾正重癥病人的缺氧狀態(tài),防止轉為危重癥,因為危重癥病人長(cháng)期時(shí)間缺氧有發(fā)展為呼吸衰竭的可能,逆轉的機會(huì )也比較少,在國家衛健委發(fā)布的新型冠狀病毒肺炎診療方案(第七版)中有推薦。二、工作原理純水電解水制氫(氧)的核心是電解槽,它由膜電極組件、集電器、框架和密封墊等組成,其中,膜電極組件和集電器是電解槽的核心部件,決定著(zhù)電解槽的使用性能。具體原理如上圖所示,水在陽(yáng)極發(fā)生電分解成氧氣和質(zhì)子,質(zhì)子通過(guò)電解質(zhì)(質(zhì)子交換膜)到陰極,與外電路過(guò)來(lái)的電子結合成氫氣。膜電極組件有陽(yáng)極、陰極和質(zhì)子交換膜組成,陽(yáng)極層電極材料通常有氧化銥、銥釕合金或其混合物、鉑金屬等,陰極層由鉑黑、鉑碳等,電解質(zhì)為質(zhì)子交換膜,通常為杜邦117或115膜。純水電解的主要優(yōu)點(diǎn):(1)在給定電流密度下效率高,能耗小,具有較高的電流密度,電壓低,在相同的產(chǎn)氫量下,制氫裝置小,重量輕。(2)由于電解質(zhì)是鏈式聚合物非透氣性隔膜,性能穩定,無(wú)腐蝕性液體存在,因而安全可靠,使用壽命長(cháng)。三、結構示意圖3.1 富氫水杯結構示意圖富氫水杯一般分為上下兩部分,上端部分是水杯,下端部分是產(chǎn)氫結構,包括電極、電池和控制電路等。制氫水的時(shí)按動(dòng)開(kāi)關(guān),下端的電極開(kāi)始產(chǎn)生氫氣,氫氣溶解在水杯中的飲用水里,大約3~5分鐘氫氣濃度可達到1.6 ppm左右,如果有杯身能夠耐受2~3公斤的壓力,氫水的濃度能夠超過(guò)氫氣的飽和溶解度,* 高可達5 ppm。富氫水杯典型的結構3.2 吸氫機及電解槽結構示意圖四、中科科創(chuàng )新能源科技有限公司產(chǎn)品特點(diǎn)1、納米催化劑自主知識產(chǎn)權制備技術(shù),掌握膜電極核心技術(shù),催化層按需定制;2、CCM工藝,產(chǎn)品均勻性高,一致性好,可批量化制備,產(chǎn)能可達30平方米每天,單張*大面積為300x300 mm;3、膜電極電流密度高、穩定性強,電壓低,電耗??;4、純貴金屬為電極,無(wú)金屬溶出,安全性高。5、納米氣泡,氫氣可溶解性強,富氫水溶度高。

    2021年12月10日,寧波中科科創(chuàng )新能源科技有限公司通過(guò)了由寧波市科學(xué)技術(shù)局、寧波市財政局、國家稅務(wù)總局寧波市稅務(wù)局組織的國家高新技術(shù)企業(yè)認定,并榮獲國家“高新技術(shù)企業(yè)”稱(chēng)號。此次中科科創(chuàng )新能源榮獲國家高新技術(shù)企業(yè)認定,既是國家、各級政府對中科科創(chuàng )新能源科研能力和整體技術(shù)水平的認可,也是對中科科創(chuàng )新能源的一種鞭策和鼓勵。未來(lái),中科科創(chuàng )新能源將砥礪前行,通過(guò)更注重科研投入、人才隊伍培養來(lái)構筑更完善的技術(shù)創(chuàng )新體系。在充分發(fā)揮高新技術(shù)企業(yè)的優(yōu)勢和模范帶頭作用的同時(shí),提高企業(yè)核心競爭力、加強企業(yè)創(chuàng )新發(fā)展動(dòng)力,為企業(yè)的可持續發(fā)展提供強有力的技術(shù)支持。

        從我們團隊的角度來(lái)看,我們也圍繞這三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了長(cháng)期的研發(fā),工作也與上海交通大學(xué)相結合。    針對剛才提出的三個(gè)問(wèn)題,我們發(fā)明了一些解決方案:一是具有超低傳質(zhì)阻力的新型低鉑合金膜電極;二是新型耐腐蝕鉑合金燃料電池催化劑及其批量制備技術(shù);三是疏水梯度分布的非均質(zhì)膜電極分層制備技術(shù)。    我們還建成了****條低鉑合金膜電極生產(chǎn)線(xiàn),2020年制造了26萬(wàn)片膜電極。    從更底層的技術(shù)來(lái)看,簡(jiǎn)單地說(shuō),為什么燃料電池使用超低鉑會(huì )帶來(lái)問(wèn)題,主要有兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是電催化動(dòng)力學(xué)和傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)不能滿(mǎn)足要求。    例如,它的鉑載量下降到0.當05mg/m2時(shí),電極中傳質(zhì)的阻力達到整個(gè)催化層傳質(zhì)阻力的77%,傳質(zhì)阻力的增加直接影響電壓的下降。    直觀(guān)地說(shuō),鉑載量從0開(kāi)始.4毫克/平方厘米.當05毫克/平方厘米時(shí),其傳質(zhì)阻力增加70%以上,其解決方案是離子結構和電極與極板之間的適應性。因此,燃料電池走出低鉑化的關(guān)鍵點(diǎn)是加強對流,提高傳質(zhì)阻力,降低傳質(zhì)阻力,或提高排水能力。    我談到了第一代、第二代和第三代催化劑。第一代是純鉑,第二代是合金顆粒,第三代是核殼結構顆粒。第三代可以說(shuō)將鉑的用量降到了**。如果我們想提高它的活性,減少它的用量,我們只能在第三代的基礎上繼續提高單個(gè)鉑原子的活性。這是我剛才提出的*終目標,至1克/千瓦。如果能實(shí)現,燃料電池的大規模應用就能實(shí)現。    對于第一代來(lái)說(shuō),第二代已經(jīng)實(shí)現了工業(yè)化,第三代仍在發(fā)展中。這是我們開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一些數據。與第一代相比,第三代燃料電池催化劑的質(zhì)量和活性從0開(kāi)始.13提高到1.45、增加十倍以上,應能滿(mǎn)足燃料汽車(chē)的要求。    同時(shí),我們的顆粒的均勻性也很好,因為它需要提高活性和穩定性。穩定性的一個(gè)來(lái)源是催化劑顆粒的大小是一致的。只有一致,它的整個(gè)衰減才會(huì )減弱,因為每個(gè)顆粒都長(cháng)得差不多,所以衰減不會(huì )有問(wèn)題。    除了燃料電池催化劑的活性,如何改善其表面積,一是活性,二是原子單層,另一個(gè)大問(wèn)題,*近發(fā)現,在電極中,質(zhì)子傳導也是一個(gè)很大的問(wèn)題,簡(jiǎn)單地說(shuō),電極內的質(zhì)子傳導是膜內電子傳導電率的十分之一。    對于這個(gè)問(wèn)題,我們也開(kāi)發(fā)了很長(cháng)一段時(shí)間,優(yōu)化它,以支持低鉑和超低鉑的應用。我們將顆粒與電極中質(zhì)子膜的導電問(wèn)題結合起來(lái),制成一個(gè)不對稱(chēng)的電極,可以提高其耐久性,而不影響其性能。    目前,我們可以在一批中制作500克催化劑,制作膜電極車(chē)輛工況下穩定運行8000多小時(shí),預測壽命超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)。    本項目完成了汽車(chē)燃料電池低鉑合金膜電極微觀(guān)傳質(zhì)、電荷傳遞和材料衰減的理論突破。形成高功率密度、長(cháng)壽命運行,適應工況運行。    去年,我們獲得了中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )組織的評估。我們擁有獨立的知識產(chǎn)權,開(kāi)發(fā)了一種新型的低鉑膜電極,達到了國際先進(jìn)水平,是單位燃料電池電堆功率的國際**技術(shù)指標。    我們也得到了國內外同行的高度評價(jià),這是學(xué)術(shù)界的一些同行。    除制氫電解槽,膜電極外,我院還有一家合作公司,也在進(jìn)行流場(chǎng)設計,完全正向開(kāi)發(fā)。如何實(shí)現上游、中游、下游的水平衡和熱平衡,增強脊下對流,改善氣體傳質(zhì)。從電堆的角度來(lái)看,我們有電堆的開(kāi)發(fā)能力。目前,有兩種電堆,一種是75千瓦,另一種是150千瓦。    這是我們實(shí)驗室的材料,從單電池到短電堆到長(cháng)電堆的系統測試和開(kāi)發(fā)能力。    對于未來(lái),剛才提到燃料電池可以實(shí)現3600萬(wàn)輛汽車(chē)的生產(chǎn),小于1克/100千瓦,這**是大規模的。我們還需要做以下事情,即新型催化劑、新型離聚物、強化傳質(zhì)和耐腐蝕金屬極板,這是未來(lái)需要關(guān)注的領(lǐng)域。    燃料電池的工業(yè)化已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化的進(jìn)口期。我們需要更加努力地工作,從追趕到運行,*終**。這需要制氫電解槽,膜電極板、電堆匹配設計和同步開(kāi)發(fā),這是燃料電池未來(lái)發(fā)展的方向。

       事實(shí)上,目前燃料電池*大的問(wèn)題是其成本。從2020年到2021年,成本是指大規模生產(chǎn)的成本。事實(shí)上,與長(cháng)期的大規模工業(yè)化仍然存在差距。*后,在接近內燃機水平之前,需要達到30美元/千瓦的水平。然而,降低成本的路徑也非常清晰,包括需要降低成本的關(guān)鍵材料和關(guān)鍵部件,如燃料電池催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、雙極板、極流板和冷卻器。    成本下降的*大預期是催化劑和膜電極,因為對于整個(gè)反應堆,燃料電池催化劑和膜電極可以占成本的70%以上,這是目前難以降低成本的*大原因。因此,催化劑和膜電極成本的下降是未來(lái)燃料電池*大的瓶頸。    為什么?在未來(lái)生產(chǎn)許多集合時(shí),每個(gè)人都可能不認為催化劑是一個(gè)問(wèn)題。有些人甚至告訴我,催化劑占整個(gè)反應堆的成本不是很高。例如,在生產(chǎn)1000套時(shí),它只有20%到30%,但如果產(chǎn)量增加,例如50萬(wàn)或100萬(wàn)套,催化劑的單一成本超過(guò)40%進(jìn)入反應堆,加上膜電極組件、質(zhì)子膜和包裝,可以達到60%以上的成本。因此,降低催化劑和膜電極的成本是燃料電池未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。    對于燃料電池催化劑來(lái)說(shuō),*大的問(wèn)題是它含有貴金屬鉑,這就是我們通常所說(shuō)的鉑。因此,未來(lái)必須使用低鉑,或超低鉑催化劑,甚至未來(lái)的非鉑催化劑,以滿(mǎn)足未來(lái)的使用要求和成本要求。同時(shí),當使用超低鉑時(shí),您還需要提高其膜電極性能和使用壽命。    2000年,它是1克/千瓦時(shí)的鉑催化劑,一輛汽車(chē)燃料電池的發(fā)動(dòng)機功率假設為100千瓦,大約需要110克,到2008年是0.6-0.8克/千瓦,2020年左右降至00.2克/千瓦,未來(lái)能降到0.1克/千瓦,目前還不確定,也是行業(yè)共同努力的目標。    從技術(shù)路徑來(lái)看,*早在2000年左右,當時(shí)是純鉑顆粒,直徑可達3-4納米,甚至2-3納米;2008年,鉑合金技術(shù)開(kāi)始在國際上使用,可以使鉑的使用量翻倍。制氫電解槽    今天,鉑催化劑仍在使用,*高可達0.2克/千瓦,已經(jīng)到了極點(diǎn)。走下去的路是什么?這是今天燃料電池發(fā)展遇到的*大技術(shù)障礙,因為如果你不降低成本,它的成本很難與內燃機甚至今天的鋰電池相比。當前水平為0.2-0.3克/千瓦,長(cháng)期目標應小于0.1克/千瓦。    這里有一個(gè)簡(jiǎn)單的計算。例如,我們的全球鉑年產(chǎn)量約為180噸。如果將其中20%作為燃料電池催化劑使用,對鉑市場(chǎng)的影響可能不會(huì )太大,因為一旦這樣做,內燃機汽車(chē)三元催化劑中的鉑可以轉移到燃料電池中。    比如用第一代技術(shù),鉑碳催化劑,100千瓦燃料電池發(fā)動(dòng)機需要50克鉑,也就是說(shuō)你可以生產(chǎn)72萬(wàn)輛汽車(chē),如果是第二代技術(shù),也就是今天國際上使用的更多的合金技術(shù),如果20克/100千瓦,就可以生產(chǎn)180萬(wàn)輛汽車(chē)。制氫電解槽    如果我們使用第三代技術(shù),這是我們一直在開(kāi)發(fā)的技術(shù)。原子單層催化劑可以生產(chǎn)720萬(wàn)輛汽車(chē),只需要5克/100千瓦,應該稱(chēng)之為批量生產(chǎn)。*終能否實(shí)現1克/100千瓦,如果能實(shí)現,可以生產(chǎn)3600萬(wàn)輛汽車(chē)。    你可能會(huì )想,鉑的減少帶來(lái)了什么問(wèn)題?這也是從技術(shù)角度解剖其低成本。用于汽車(chē)的低鉑有什么問(wèn)題?對于汽車(chē)應用來(lái)說(shuō),如果鉑的載荷下降,問(wèn)題就會(huì )出現。首先,很難滿(mǎn)足高功率輸出;二是不能實(shí)現長(cháng)壽命運行,二是不能適應復雜的工作條件。    原因有很多,但*重要的矛盾是大電流區的性能急劇惡化;二是加速催化劑衰減;第三,在零增濕/低濕條件下,離子電阻顯著(zhù)增加。制氫電解槽

        第十三屆中國汽車(chē)藍皮書(shū)論壇于6月10日至12日在合肥舉行。致遠學(xué)院常務(wù)副院長(cháng)張俊良出席會(huì )議并發(fā)表演講。    張俊良說(shuō),目前燃料電池*大的問(wèn)題之一是其成本,成本是指批量生產(chǎn)的成本。事實(shí)上,與長(cháng)期的大規模工業(yè)化還有一點(diǎn)差距。*后,接近內燃機的水平需要達到30美元/千瓦。然而,降低成本的路徑也非常清晰,包括燃料電池催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、雙極板、極流板和冷卻器等關(guān)鍵材料和關(guān)鍵部件。    他指出,成本下降的*大預期是燃料電池催化劑和膜電極,因為催化劑膜電極可以占整個(gè)電堆成本的七成以上,這是目前成本難以下降的*大原因。因此,他強調,催化劑和膜電極的成本是未來(lái)燃料電池*大的瓶頸。    他說(shuō),目前催化劑占整個(gè)電堆的成本不是很高。比如生產(chǎn)1000套的時(shí)候,只有20%到30%。但是,如果產(chǎn)量增加,比如五十萬(wàn)套或者一百萬(wàn)套,單個(gè)催化劑成本在電堆中的四成以上,加上膜電極組件、質(zhì)子膜和包裝,可以達到六成以上。因此,降低催化劑和膜電極成本是燃料電池未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。    以下是演講實(shí)錄    下午好,尊敬各位嘉賓,媒體朋友!    我很高興有機會(huì )在這里做報告,和你交流。非常感謝賈可博士和錢(qián)先生的邀請。這是我第二次參加這次會(huì )議。    我今天的報告題目是“低鉑燃料電池的技術(shù)挑戰和應對策略”。    首先,我們來(lái)介紹一下我們的研究所。上海交通大學(xué)燃料電池研究所成立于1998年,也是國內首家在高校成立的專(zhuān)業(yè)燃料電池研究機構。講座教授1人,教授2人,副教授15余人。我們的研究領(lǐng)域包括質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、鋰電池和儲能電池。我們的研究80%或90%集中在質(zhì)交膜燃料電池上。    研究所具有燃料電池催化劑、膜電極、電堆、系統特征、測試、開(kāi)發(fā)和集成的能力。例如,我們有無(wú)塵實(shí)驗室和各種催化劑分析儀器。制氫電解槽    對于燃料電池來(lái)說(shuō),今天這里有很多專(zhuān)家。事實(shí)上,這是氫能行業(yè)的中心環(huán)節。從上游制氫到中游儲氫燃料電池技術(shù)和產(chǎn)品水平,決于我們的燃料電池技術(shù)和產(chǎn)品水平。在燃料電池中,質(zhì)子交換膜燃料電池是*活躍的,因為它具有明顯的優(yōu)勢,即可用于汽車(chē)和廣泛的工況變化。    燃料電池的主要優(yōu)點(diǎn)是效率高。與內燃機相比,它是綠色無(wú)污染的,也被認為是**能源解決方案。它的效率超過(guò)60%,負載響應非???,能量密度非常高。    *近,我們注意到燃料電池汽車(chē)充氫5分鐘,可以跑1000多公里。其關(guān)鍵材料,特別是電堆、質(zhì)子膜、碳紙、催化劑、雙極板等。    從電堆到系統,剛才提到有膜電極組件、極板、流場(chǎng)、端板等輔助部件。制氫電解槽    這實(shí)際上與我們通??吹降膬热紮C非常相似,也是一個(gè)開(kāi)放的系統。與上述鋰電池*大的區別是,鋰電池是一個(gè)封閉的系統,而燃料電池是一個(gè)開(kāi)放的系統,這導致了許多關(guān)鍵問(wèn)題和矛盾。燃料電池系統相對復雜,技術(shù)障礙相對較高。    對于燃料電池,任何工程系統都是一樣的。為了開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量、高科技的燃料電池電堆系統,必須收集所有的元素、材料和部件進(jìn)行工程優(yōu)化。    例如,您需要注意催化劑來(lái)減少其電化學(xué)膜化,也需要注意對流場(chǎng)設計和歐姆極化,這*終將反映電堆組裝和電堆性能。從燃料電池開(kāi)發(fā)的角度來(lái)看,它是整個(gè)鏈和整個(gè)系統的集成。    在國際上,燃料電池的使用壽命應該已經(jīng)達到了汽車(chē)的耐久性,這是美國UTC公司發(fā)布的公交系統燃料電池可達3萬(wàn)小時(shí),因此燃料電池的使用壽命越來(lái)越高,應能滿(mǎn)足汽車(chē)的使用要求。制氫電解槽

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