可制造高压氢的罐式发电装置以及燃料电池车辆制造方法及图纸

可在内部存储氢的罐主体具有：分隔部件，其将内部分隔为两个区间；供给单元；以及电解发电单元，一个区间由流路的内部空间形成，所述流路的内部空间从第一开口起，在罐主体的内部循环，至第二开口，另一个区间由流路的外部空间形成，分隔部件由流路的外壁形成，具有多个与各区间相接的电解发电单元的固体高分子电解质膜，供给单元具有转换单元，以从第一开口向一个区间供给水，并从第二开口向一个区间供给空气，流路配置为，在通过供给单元从第一开口供给水时，水在各固体高分子电解质膜的位置从下向上流动，电解发电单元在通过供给单元向一个区间供给水时，在另一个区间存储氢气，并且，在通过供给单元向一个区间供给空气时，使空气与另一个区间的氢气反应，从而发电。

A tank power plant and fuel cell vehicle for the manufacture of high pressure hydrogen

The tank body in the internal storage of hydrogen has separated parts, the interior is divided into two sections; and the power supply unit; electrolysis unit, an interval formed by the flow path of the internal space, the flow path of the internal space from the first opening, the tank body of the inner loop, and second opening. Another interval formed by the flow path of the outer space, the separate parts formed by the outer wall of the flow path, solid polymer electrolyte membrane having a plurality of connected with the interval of the electrolytic power generation unit, supply unit has a conversion unit, to supply water to the opening of a region from the first, and from the second opening to an interval supply air flow path is configured, through the supply unit from the first opening of water supply, water in the solid polymer electrolyte membrane position from the bottom up flow, power supply unit in the electrolysis unit When supplying water to an interval, hydrogen is stored in another section, and air is supplied to another interval by supplying air to the section, so as to generate electricity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可制造高压氢的罐式发电装置以及燃料电池车辆
本专利技术涉及一种可制造高压氢的罐式发电装置以及燃料电池车辆。
技术介绍
现有的燃料电池车辆一边在氢站等补充燃料电池用的氢来替代汽油或轻油等，一边行驶。相对于这样的现有型燃料电池车辆，本专利技术人开发了一种可制造氢的高压氢罐，其不需要氢站，通过装载于燃料电池车辆，就能够在车辆内部制造高压氢并供给给燃料电池(例如，参照专利文献1)。即，专利文献1记载的可制造氢的高压氢罐具有：可在内部存储高压流体的罐主体、将罐主体的内部分隔为两个区间的分隔部件、供水单元、电解单元以及控制单元，罐主体在一个区间具有供水口和排出口，在另一个区间具有排气口，分隔部件至少在一部分上具有与各区间相接的固体高分子电解质膜，并具有闭塞单元，所述闭塞单元构成为，在另一个区间的内部压力变得比一个区间的内部压力高时，利用其压力差工作，从而闭塞排出口，供水单元设置为，能够从供水口向一个区间以规定压力供给水，电解单元设置为，在固体高分子电解质膜的两面中，在与一个区间相接的面上具有阳极，在与另一个区间相接的面上具有阴极，能够一边通过供水单元向一个区间供给水，一边在阳极与阴极之间外加电压进行电解，以在另一个区间存储氢气，控制单元构成为，在另一个区间的内部压力变高而成为预先设定的设定压力时，停止电解单元的电解以及利用供水单元的水的供给。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5685748号公报
技术实现思路
(一)要解决的技术问题但是，专利文献1记载的可制造氢的高压氢罐需要在阴极使用铂催化剂，会变得与燃料电池相同程度地昂贵。因此，在装载于燃料电池车辆时，与燃料电池合起来，至少需要燃料电池的2倍左右的费用，存在车辆的制造成本增高的问题。本专利技术着眼于上述技术问题而完成，其目的在于，提供一种可制造高压氢的罐式发电装置以及燃料电池车辆，所述可制造高压氢的罐式发电装置能够装载于燃料电池车辆等来制造高压氢，并且利用该氢进行发电，不需要另外的燃料电池，能够抑制车辆的制造成本。(二)技术方案本专利技术人通过改良专利文献1记载的可制造氢的高压氢罐而开发了一种装置，用一台该装置来制造高压氢，并且还能够利用该氢进行发电，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置的特征在于，具有：罐主体，其可在内部存储高压流体；分隔部件，其将所述罐主体的内部分隔为两个区间；供给单元；电解发电单元；以及控制单元，所述罐主体在一个区间具有第一开口和第二开口，所述一个区间由流路的内部空间形成，所述流路的内部空间从所述第一开口起，在所述罐主体的内部循环，至所述第二开口，另一个区间由所述罐主体内部的所述流路的外部空间形成，所述分隔部件由所述流路的外壁形成，至少在一部分上具有多个与各区间相接的固体高分子电解质膜，并具有闭塞单元，所述闭塞单元构成为，在所述另一个区间的内部压力变得比所述一个区间的内部压力高时，利用其压力差工作，从而闭塞所述第二开口，所述供给单元设置为，能够从所述第一开口向所述一个区间以规定压力供给水，并且，能够从所述第二开口向所述一个区间以比所述另一个区间的内部压力高的压力供给具有氧的气体，并构成为切换供给所述水和所述具有氧的气体，所述流路配置为，在通过所述供给单元从所述第一开口供给所述水时，所述水在各固体高分子电解质膜的位置从下向上流动，所述电解发电单元设置为，在所述固体高分子电解质膜的两面分别具有电极，在通过所述供给单元向所述一个区间供给所述水时，能够在各电极之间外加电压从而电解，以在所述另一个区间存储氢气，并且，在通过所述供给单元向所述一个区间供给所述具有氧的气体时，能够使该气体与所述另一个区间的所述氢气反应，从而发电，所述控制单元构成为，在通过所述电解发电单元的电解，使得所述另一个区间的内部压力变高而成为预先设定的设定压力时，停止所述电解发电单元的电解和利用所述供给单元的所述水的供给。本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置通过利用供给单元切换水和具有氧的气体来向一个区间供给，从而能够利用电解发电单元切换进行电解和发电。在利用电解发电单元电解时，能够利用专利文献1记载的可制造氢的高压氢罐的原理，在另一个区间存储设定压力的氢气。并且，在利用电解发电单元发电时，通过使利用供给单元向一个区间供给的气体中的氧与通过电解而存储在另一个区间的氢反应，能够产生电和水。这样，本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置能够在电解时制造高压氢，并在发电时利用该氢，从而能够以一台实现氢的制造装置和燃料电池这两个作用。因此，通过装载于燃料电池车辆等，能够利用通过电解发电单元发电的电力行驶，不需要另外的燃料电池，能够抑制车辆的制造成本。本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置通过提高利用供给单元供给的水的压力和控制单元的设定压力，能够得到更高压的氢气。另外，为了使控制单元发挥作用，优选供给单元供给的水的压力比控制单元的设定压力高。在本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置中，由供给单元向一个区间供给的水不限于纯水，也可以是自来水、河水、海水等。另外，由供给单元向一个区间供给的具有氧的气体可以是具有氧的任意气体，也可以是仅由氧构成的氧气、空气。分隔部件可以一部分由固体高分子电解质膜形成，也可以整体由固体高分子电解质膜形成。闭塞单元只要构成为利用压力差工作来闭塞第二开口即可，可以是任意的结构。本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置可以任意设定流路的形状，即一个区间的形状。另外，通过研究流路的形状，能够在罐主体的内部以彼此空出间隙重合的方式配置多张固体高分子电解质膜。由此，能够增加固体高分子电解质膜的总表面积，能够提高基于电解的氢气的产生效率和发电效率。此外，本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置在电解时，能够用由供给单元供给的水切实地浸渍各固体高分子电解质膜。另外，在发电时，能够在各固体高分子电解质膜的位置使通过氧与氢的反应所产生的水沿着由供给单元供给的具有氧的气体的流动，向流路的下方流动。另外，能够抵抗闭塞单元地从第二开口供给具有氧的气体。此外，本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置优选地，例如，具有转换单元和排出管，所述供给单元具有用于供给所述水和所述具有氧的气体的供给管，所述转换单元构成为，在通过所述供给单元供给所述水时，将所述供给管与所述第一开口连接，并且将所述排出管与所述第二开口连接，在通过所述供给单元供给所述具有氧的气体时，将所述供给管与所述第二开口连接，并且将所述排出管与所述第一开口连接。在该情况下，能够通过转换单元容易地切换供给管和排出管的连接位置。此外，在该情况下，也可以具有涡轮，所述涡轮以能够利用从所述排出管排出的液体以及/或者气体发电的方式设置于所述排出管。在该情况下，能够利用电解后的排水、发电后的排气等的流动，通过涡轮进行发电，能够提高装置整体的发电效率。在本专利技术的可制造高压氢的罐式发电装置中，也可以是，所述供给单元设置为，将所述具有氧的气体以高于1个大气压的压力向所述一个区间供给，所述电解发电单元构成为，在通过所述供给单元向所述一个区间供给所述具有氧的气体时，在将所述另一个区间的氢气维持在高于1个大气压的压力的状态下，使所述具有氧的气体与所述氢气反应，从而发电。在该情况下，在发电时，罐主体的内部变成高压，水的沸点上升，因此能够在高温下发电，能够提高发电效率。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可制造高压氢的罐式发电装置，其特征在于，具有：罐主体，其可在内部存储高压流体；分隔部件，其将所述罐主体的内部分隔为两个区间；供给单元；电解发电单元；以及控制单元，所述罐主体在一个区间具有第一开口和第二开口，所述一个区间由流路的内部空间形成，所述流路的内部空间从所述第一开口起，在所述罐主体的内部循环，至所述第二开口，另一个区间由所述罐主体内部的所述流路的外部空间形成，所述分隔部件由所述流路的外壁形成，至少在一部分上具有多个与各区间相接的固体高分子电解质膜，并具有闭塞单元，所述闭塞单元构成为，在所述另一个区间的内部压力变得比所述一个区间的内部压力高时，利用其压力差工作，从而闭塞所述第二开口，所述供给单元设置为，能够从所述第一开口向所述一个区间以规定压力供给水，并且，能够从所述第二开口向所述一个区间以比所述另一个区间的内部压力高的压力供给具有氧的气体，并构成为切换供给所述水和所述具有氧的气体，所述流路配置为，在通过所述供给单元从所述第一开口供给所述水时，所述水在各固体高分子电解质膜的位置从下向上流动，所述电解发电单元设置为，在所述固体高分子电解质膜的两面分别具有电极，在通过所述供给单元向所述一个区间供给所述水时，能够在各电极之间外加电压，从而电解，以在所述另一个区间存储氢气，并且，在通过所述供给单元向所述一个区间供给所述具有氧的气体时，能够使该气体与所述另一个区间的所述氢气反应，从而发电，所述控制单元构成为，在通过所述电解发电单元的电解，所述另一个区间的内部压力变高而成为预先设定的设定压力时，停止所述电解发电单元的电解和利用所述供给单元的所述水的供给。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.05 JP 2015-1547981.一种可制造高压氢的罐式发电装置，其特征在于，具有：罐主体，其可在内部存储高压流体；分隔部件，其将所述罐主体的内部分隔为两个区间；供给单元；电解发电单元；以及控制单元，所述罐主体在一个区间具有第一开口和第二开口，所述一个区间由流路的内部空间形成，所述流路的内部空间从所述第一开口起，在所述罐主体的内部循环，至所述第二开口，另一个区间由所述罐主体内部的所述流路的外部空间形成，所述分隔部件由所述流路的外壁形成，至少在一部分上具有多个与各区间相接的固体高分子电解质膜，并具有闭塞单元，所述闭塞单元构成为，在所述另一个区间的内部压力变得比所述一个区间的内部压力高时，利用其压力差工作，从而闭塞所述第二开口，所述供给单元设置为，能够从所述第一开口向所述一个区间以规定压力供给水，并且，能够从所述第二开口向所述一个区间以比所述另一个区间的内部压力高的压力供给具有氧的气体，并构成为切换供给所述水和所述具有氧的气体，所述流路配置为，在通过所述供给单元从所述第一开口供给所述水时，所述水在各固体高分子电解质膜的位置从下向上流动，所述电解发电单元设置为，在所述固体高分子电解质膜的两面分别具有电极，在通过所述供给单元向所述一个区间供给所述水时，能够在各电极之间外加电压，从而电解，以在所述另一个区间存储氢气，并且，在通过所述供给单元向所述一个区间供给所述具有氧的气体时，能够使该气体与所述另一个区间的所述氢气反应，从而发电，所述控制单元构成为，在通过所述电解发电单元的电解，所述另一个区间的内部压力变高而成为预先设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：安力川诚，
申请(专利权)人：株式会社选良，
类型：发明
国别省市：日本,JP