【技术实现步骤摘要】
生物质直接发电燃料电池和CO2利用系统及其方法
本专利技术属于生物质能源
,特别涉及一种生物质直接发电燃料电池和CO2利用系统及其方法,具体为利用生物质建立直接发电燃料电池及CO2废气高效制备伴生烃类燃料。
技术介绍
经济的快速发展,导致传统的石化能源储量越来越少,日趋枯竭。大自然赐予人类最丰富的可再生资源是木质纤维素类生物质,我国的秸秆、甘蔗渣等废弃农作物资源非常丰富。因而如何合理利用廉价易得且具有较高能源价值的木质纤维素类生物质是如今能源领域研究的当务之急。目前,木质纤维素类生物质利用的研究主要集中在发电、气化产氢、发酵产乙醇、厌氧发酵制沼气等方面。燃料电池,是一种能将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过阳极和阴极的氧化还原反应直接转化为电能的装置。燃料电池由阳极、阴极、电解液以及传导电能的外电路组成。工作时向阳极供给燃料,向阴极供给氧化剂。燃料在阳极产生质子H+和电子e‐。质子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向阴极。用电的负载接在外部电路中。在阴极上,空气中的氧与电解液中的质子吸收抵达阴极上的电子形成水。氢氧燃料电池并非必须使用纯氢气,通过燃料重整可以将任何碳氢化合物产生的氢气作为燃料使用。由于燃料电池是化学反应而不是燃烧反应,因而燃料电池系统的污染物排放要明显少于清洁能源燃烧的排放。当然随着技术的发展,甲烷、甲醇、乙醇等均也可以燃料电池的直接燃料,如直接甲醇燃料电池(DMFC)等。中国专利CN201710524024.0公开了一种以生物质气化制氢的燃料电池系统及其发电方法。本专利技术采用生物质制氢技术是一种环境友好的清洁能源技术,利用农林废弃物 ...
【技术保护点】
1.一种生物质直接发电燃料电池和CO2利用系统,包括生物质直接发电燃料电池系统(Ⅰ)和CO2利用系统(Ⅱ),其特征在于:所述生物质直接发电燃料电池系统(Ⅰ)包括生物质降解池(1)、阳极(2)、阳极电解液池(3)、质子交换膜(4)、阴极电解液池(5)、阴极(6)、降解混合液输送泵(7)、氧化混合液输送泵(8)和氧化池(9);其中,在阳极端,生物质降解池(1)的下端与降解混合液输送泵(7)的入口相连,降解混合液输送泵(7)出口与阳极电解液池(3)下端相连,阳极电解液池(3)上端与生物质降解池(1)的上端相连;在阴极端,氧化池(9)下端与氧化混合液输送泵(8)的进口相连,输送泵(8)的出口与阴极电解液池(5)下端相连,阴极电解液池(5)上端与氧化池(9)相连;阳极电解液池(3)与阴极电解液池(5)分别镶嵌在阳极(2)和阴极(6)的流动通道内,阳极电解液池(3)与阴极电解液池(5)之间安装有质子交换膜(4),氧化池(9)开有供氧气进入的入口;所述CO2利用系统(Ⅱ)包括加氢装置(10)、C‐C偶联反应装置(11)和烃类储液罐(12);加氢装置(10)的入口为氢气的入口,加氢装置(10)的出口与 ...
【技术特征摘要】
1.一种生物质直接发电燃料电池和CO2利用系统,包括生物质直接发电燃料电池系统(Ⅰ)和CO2利用系统(Ⅱ),其特征在于:所述生物质直接发电燃料电池系统(Ⅰ)包括生物质降解池(1)、阳极(2)、阳极电解液池(3)、质子交换膜(4)、阴极电解液池(5)、阴极(6)、降解混合液输送泵(7)、氧化混合液输送泵(8)和氧化池(9);其中,在阳极端,生物质降解池(1)的下端与降解混合液输送泵(7)的入口相连,降解混合液输送泵(7)出口与阳极电解液池(3)下端相连,阳极电解液池(3)上端与生物质降解池(1)的上端相连;在阴极端,氧化池(9)下端与氧化混合液输送泵(8)的进口相连,输送泵(8)的出口与阴极电解液池(5)下端相连,阴极电解液池(5)上端与氧化池(9)相连;阳极电解液池(3)与阴极电解液池(5)分别镶嵌在阳极(2)和阴极(6)的流动通道内,阳极电解液池(3)与阴极电解液池(5)之间安装有质子交换膜(4),氧化池(9)开有供氧气进入的入口;所述CO2利用系统(Ⅱ)包括加氢装置(10)、C‐C偶联反应装置(11)和烃类储液罐(12);加氢装置(10)的入口为氢气的入口,加氢装置(10)的出口与C‐C偶联反应装置(11)的进口相连,C‐C偶联反应装置(11)的出口与烃类储液罐(12)相连;所述生物质直接发电燃料电池系统(Ⅰ)的生物质降解池(1)与CO2利用系统(Ⅱ)的加氢装置(10)相连。2.根据权利要求1所述的一种生物质直接发电燃料电池和CO2利用系统,其特征在于:所述生物质降解池(1)中所使用的秸秆预先切碎成长度约1cm的片状物,向生物质中加入降解剂FeCl3和体积浓度为10%的HCl溶液,反应温度为100℃,反应时间为0.5h~12h。3.根据权利要求1所述的一种生物质直接发电燃料电池和CO2利用系统,其特征在于:所述阳极(2)和阴极(6)为平板状,材质为石墨。4.根据权利要求1所述的一种生物质直接发电燃料电池和CO2利用系统,其特征在于:所述阳极电解液池(3)中电解液配置方法为30g的FeCl3·6H2O与4g秸秆混合加入500mL的烧瓶中,然后向烧瓶中加入90mL的水和10mL的盐酸,混合液在水浴80℃中进行。5.根据权利要求1所述的一种生...
【专利技术属性】
技术研发人员:邵珊珊,冯星皓,王鑫炳,李小华,蔡忆昔,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。