本发明专利技术提供了一种能够控制氢气产生的量的氢气产生装置、燃料电池发电系统、以及在氢气产生装置中控制氢气产生的量的方法。该氢气产生装置具有：电解槽；第一电极；第二电极；开关，该开关位于第一电极和第二电极之间；流量计，该流量计测量第二电极中氢气产生的量；以及开关控制器，该开关控制器接收设定值，将通过流量计测量的氢气产生的量与设定值进行比较，并且控制开关的开／关状态。利用开关的开／关时间和／或开／关频率可以控制氢气产生的量。该燃料电池发电系统包括：氢气产生装置；燃料电池，被供应有由该氢气产生装置产生的氢气并且通过将氢气的化学能转换成电能而产生直流电；以及负载，被提供电能并且执行预定的操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氢气产生装置(制氢装置，hydrogen generating apparatus),更具体地说，涉及一种可以控制供应给燃料电池的氢气 的产生量的氢气产生装置。
技术介绍
燃料电池指的是通过电化学反应将燃料(氢气、LNG、 LPG、 甲醇等)和空气的化学能直接转换成电和/或热的能量转换装置。与 需要燃津牛燃烧、蒸汽产生、或者涡轮4几或发电4几(power generator) 的常规发电技术不同，燃料电池技术不需要燃烧过程或驱动装置 (driving device )，,人而增加了能量效率并控制了环境问题。图1 i^明了燃冲+电池的工作结构。参照图1,燃料电池100由作为燃剩-才及(fuel pole ) 110的阳极 和作为空气才及130的阴极构成。燃料极110提供有氢分子(H2)， 并将它们分解成氢离子(H+)和电子(e-)。氢离子(H+)穿过为电 解质层的膜(隔膜，membrane) 120向空气极130移动。电子通过 外电3各140移动以产生电流。在空气极130中，氢离子和电子与空 气中的氧分子结合，产生水分子。下列化学式代表在燃料电池100 中发生的上述化学反应。化学式1燃泮牛冲及110: H2 － 2H+ + 2e-空气才及130: l/2 02 + 2H+ + 2e-－H20 总反应H2 + 1/2 02 － H20简而言之，通过将由于分解的电子的流动产生的电流供应^^外 电路140,燃料电池100起电池的作用。这样的燃料电池100几乎 不会放出大气污染物如SOx和NOx并且产生很小的噪音和振动。同时，为了在燃剩-才及110中产生电子，燃津牛电池100需要可以将普通燃料转变成氢气的氢气产生装置。然而，通常被称为氢气产生装置的氢气储存罐(贮氢罐， hydrogen storage tank )，占用4艮大的空间，并且应该小心4呆存。此外，因为便携式电子装置，如移动电话和笔记本式计算机， 需要大容量功率，所以燃冲+电池必须具有大容量并且表i见出高性能 同时是小型的。为了满足上述需要，由国际民间4元空组织(International Civil Aviation Organization, ICAO )允许带入飞才几的甲醇或曱酸:帔用于燃料重整(fuel reforming),或者直接使用曱醇、乙醇、或甲酸作为用 于燃津+电池的燃冲牛。然而，前一种情况需要高的重整温度，具有复杂的系统，消耗 驱动功率，并且包含除了纯氬气之外的杂质(例如，C02和CO)。后 一种情况由于在阳极中化学反应的低速度和^灰氢化合物穿过膜 的渗透(cross-over)而降低了功率密度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种氢气产生装置，燃料电池发电系统，控制氢 气产生的量的方法，以及记录有"^丸行方法的程序的记录介质，该方 法可以在室温下通过电^1学反应产生纯氢气。本专利技术还提供了一种氢气产生装置，燃料电池发电系统，控制 氢气产生的量的方法，以及记录有执行方法的程序的记录介质，该 方法可以在没有单独的BOP (周边设备，Balance of Plant)单元同 时保持简单结构的情况下控制氢气产生的量。本专利技术还提供了一种氢气产生装置，燃料电池发电系统，控制 氢气产生的量的方法，以及记录有执行方法的程序的记录介质，该 方法是经济的和对生态环境友好的。本专利技术还提供了一种氢气产生装置，燃料电池发电系统，控制 氢气产生的量的方法，以及记录有执行方法的程序的记录介质，该 方法可以利用开关的开/关时间和/或开/关频率控制氬气产生的量。此外，本专利技术提供了一种氢气产生装置，燃料电池发电系统， 控制氢气产生的量的方法，以及记录有4丸4于方法的程序的记录介质，该方法4又通过打开开关就可以防止、浪费或过剩的氢气泄漏到空 气中的危险，并且通过不4吏用气泵或液泵而降4氐噪音和功率消诔毛。此外，本专利技术提供了一种氢气产生装置，该氢气产生装置根据 来自连接至燃料电池的负载的需要利用反馈控制可以控制产生的量。本专利技术的 一 个方面的特征在于 一 种能够控制氢气产生的量的 氢气产生装置。根据本专利技术一种具体实施方式的氢气产生装置包括电解槽， 该电解槽装有含氢离子的含水电解质溶液；第一电极，该第一电极 容纳在电解槽中，浸没在含水电解质溶液中，并且产生电子；第二电极，该第二电极容纳在电解槽中，浸没在含水电解质溶液中，并 且接收电子以产生氢气；开关，该开关位于第一电极和第二电极之 间；流量计，该流量计测量第二电极中氢气产生的量；以及开关控 制器，该开关控制器接收设定值，将通过流量计测量的氩气产生的 量与设定值比较，并且控制开关的开/关状态。开关控制器可以通过输入装置直4妾乂人用户，俞入有设定^直。氢气 产生装置可以连接至燃料电池并供应氢气，并且开关控制器可以根 据燃料电池需要的氢气产生的量输入有设定值。形成第一电极的金属可以具有比形成第二电极的金属更高的 电离，页向。流量计可以以流量的单位测量氢气产生的量。开关控制器可以 产生和输出使开关打开和关闭的开关控制信号，并且开关控制器可 以通过改变开关控制信号的占空比(duty ratio)来确定一个周期范 围内开关的开/关比。开关控制器可以通过改变开关控制信号的开/关频率来控制在 氢气产生的量上的波动。开关控制器可以将设定值与测量的氢气产 生量进行比较，如果氢气产生的量小于设定值则可以增加占空比， 如果氢气产生的量大于设定值则降低占空比，并且如果氢气产生的 量等于设定值则保持占空比。设定值包括上限和下限，并且开关控 制器可以将设定值与测量的氢气产生的量进行比较，如果氢气产生 的量小于下限则可以增加占空比，如果氬气产生的量大于上限则降 低占空比，并且如果氢气产生的量在下限和上限之间则保持占空 比。本专利技术的另 一个方面的特征在于一种包括能够控制氢气产生 的量的氢气产生装置的燃料电池发电系统。根据本专利技术 一种具体实施方式的燃料电池发电系统具有氢气 产生装置，该氢气产生装置通过控制连接在电极之间的开关的开/ 关状态来控制氢气产生的量；燃坤+电池，该燃冲牛电池4皮供应有由氩 气产生装置产生的氢气并且通过将氢气的化学能转换成电能而产 生直流电；以及负载，该负载被提供电能并且执行预定的操作。氪气产生装置可以包括电解槽，该电解槽装有含氢离子的含 水电解质溶液；第一电极，该第一电极容纳在电解槽中，浸没在含 水电解质溶液中，并且产生电子；第二电4及，该第二电4及容纳在电 解槽中，浸没在含水电解质溶液中，并且4妄收电子以产生氢气；开 关，该开关位于第一电极和第二电极之间；开关控制器，该开关控 制器从负载接收需要的功率(power),测量燃料电池的输出，将需 要的功率与输出进行比專交，并且控制开关的开/关状态。形成第一电极的金属可以具有比形成第二电极的金属更高的电离倾向。开关控制器可以产生和输出使开关打开和关闭的开关控制信 号，并且开关控制器可以通过改变开关控制信号的占空比来确定一个周期范围内开关的开/关比。开关控制器可以通过改变开关控制信 号的开/关频率来控制在氢气产生的量上的波动。开关控制器可以将 需要的功率与输出进行比较，如果输出大于需要的功率则可以降低 占空比，如果输出小于需要的功率则增加占空比，并且如果输出等 于需本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氢气产生装置，包括：电解槽，装有含水电解质溶液；第一电极，容纳在所述电解槽中，浸没在所述含水电解质溶液中，并且产生电子；第二电极，容纳在所述电解槽中，浸没在所述含水电解质溶液中，接收所述电子以产生氢气；开关，位于所述第一电极和所述第二电极之间；流量计，测量所述第二电极中氢气产生的量；以及开关控制器，接收设定值，将通过所述流量计测量的所述氢气产生的量与所述设定值进行比较，并且控制所述开关的开／关状态。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉宰亨，张宰赫，阿鲁纳布哈孔杜，金成汉，蔡敬洙，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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