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高效陶瓷膜空分系统及关键技术

发布时间: 2022-10-12

基本信息

合作方式： 合作开发
成果类型： 发明专利,实用新型专利
行业领域：
新能源及节能技术,氧气分离技术
成果介绍
混合导体透氧膜（MIEC）是一类同时拥有氧离子导电性和电子导电性的致密无机膜，其在高温下对氧气有着 100 %的选择渗透性。对于实际的工业应用，透氧膜除了必须具有良好的氧渗透性能外，还需拥有良好的稳定性和机械强度。传统的片状透氧膜由于密封难、机械性能差等原因导致其应用难度大，而管状透氧膜具有易密封、强度好、面积体积比高、容易组装等优点，表现出了广阔的应用前景。本团队采用塑性挤出法，制备了毛细管状膜和非对称管状透氧膜，在关键技术上进行了突破，实现了关键材料和组件的自主化，成功实现了透氧膜空分系统的集成，达到了工业化应用水准。利用MIEC得到的空分系统可以实现高纯氧气的廉价支取，商业价值明显。
成果亮点
1、开发的第二代相转化技术实现了毫米级陶瓷微管的制备； 2、陶瓷微管工作温度可降低至700oC； 3、空分系统可连续稳定运行30000小时以上； 4、空分系统样机制氧速率达120L/小时，每立方米氧气能耗小于0.5kWh。
团队介绍
目前团队核心成员5人，分别来自西南石油大学、武汉大学以及中国科学技术大学。团队长期从事陶瓷分离膜相关的基础研究和应用开发，在新型混合离子电子导体陶瓷材料、大尺寸管状陶瓷膜制备、中低温陶瓷材料、空分系统开发及集成等方面开展了大量研究。团队围绕毫米级微管陶瓷膜开展了一系列研究工作，在高稳定陶瓷材料粉体设计及制备，相转化制备毫米级陶瓷微管以及系统设计和集成方面形成了具有独立知识产权的核心技术。经过近15年的研究，团队取得的相关研究成果可以实现陶瓷膜在空分领域的商业化。项目组近年承担基金委重大项目、科技部重点研发项目、国家自然基金项目以及校企联合项目20余项，获得专利10余项，发表论文100余篇。已在陶瓷膜应用领域实现商业化案例1例。
成果资料