一种基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，包括微燃烧供热供电系统和电解池电解制氢系统，所述微燃烧供热供电系统包括微燃烧室和热光电池，所述微燃烧室与燃料输送系统连通，通过燃烧微燃烧室内的燃料，使微燃烧室壁面管道内的液体水变成水蒸气；所述热光电池安装在燃烧室外壁面用于产生电能；所述电解池电解制氢系统包括电解池，产生的所述水蒸气输入电解池内，所述热光电池产生的电能输入电解池中，用于将水蒸气电解产生氢气。本发明专利技术充分利用了微尺度燃烧和固体氧化物电解制氢的优点，将两者结合运用使制氢效率提升，能耗降低。能耗降低。能耗降低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置


[0001]本专利技术涉及电解制氢领域，特别涉及一种基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置。

技术介绍

[0002]SOEC(固体氧化物电解池)电解水蒸气时需要将水蒸气加热到800℃左右，本专利技术设计利用微燃烧室贴合电解池的创新结构设计，很好的解决了电解池的高温需求。微尺度燃烧器中通过燃烧将碳氢燃料的化学能转换为热能，加热蛇形管中的水生成高温水蒸气通入电解池，贴合燃烧室的热光电池会产生电能，为电解池电解提供电能。在电解池内电解微燃烧加热的水蒸气产出氢气。SOEC(固体氧化物电解)的基本结构：中间是致密的电解质层，两边为多孔的阴极和阳极。在高温状态下(一般在800～1000℃)能高效地转化电能为化学能的装置。SOEC高温电解水的反应方程为：氢电极：2H2O+4e
→
2H2+2O2‑
,氧电极：2O2‑
→
O2+4e。水蒸气分子在氢电极侧(阴极侧)从外电路得到电子被分解为H2和O2‑
。产生的H2从氢电极逸出，O2‑
则穿过致密电解质层迁移至氧电极侧(阳极侧)，失去电子生成氧气。SOEC基本组成为中间是致密的电解质层，两边为多孔的阴极和阳极，电解质主要用于在电极之间传导氧离子，阻隔电子电导和分隔氧化、还原气体。电极一般为多孔结构，以利于气体的扩散和传输。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，用两块方形微燃烧室壁面贴合固体氧化物电解池，为其提供反应所需热量。在燃烧室的另外一边贴合热光电池为电解池提供电能。燃烧室的内壁面开槽，内嵌微型蛇形管为电解池提供所需的水蒸气。电解池阳极生成最终产物氢气。
[0004]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]一种基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，包括微燃烧供热供电系统和电解池电解制氢系统；
[0006]所述微燃烧供热供电系统包括微燃烧室和热光电池，所述微燃烧室与燃料输送系统连通，通过燃烧微燃烧室内的燃料，使微燃烧室壁面管道内的液体水变成水蒸气；所述热光电池安装在燃烧室外壁面用于产生电能；
[0007]所述电解池电解制氢系统包括电解池，产生的所述水蒸气输入电解池内，所述热光电池产生的电能输入电解池中，用于将水蒸气电解产生氢气。
[0008]进一步，所述燃料输送系统包括预混合室和防回火装置，2种气体燃料输入到所述预混合室内混合，所述预混合室出口处设有防回火装置。
[0009]进一步，所述电解池两侧分别安装微燃烧室，所述微燃烧室的壁面内设有液体管道，所述微燃烧室一侧安装热光电池。
[0010]进一步，所述液体管道为蛇形盘管。
[0011]进一步，两侧的所述微燃烧室排气口处排出的气体输入到液体管道的管壁外，用于预热液体管道内的液体。
[0012]进一步，所述电解池包括阳极、电解质和阴极，所述热光电池产生的电能分别输入阳极和阴极，所述电解质位于阳极和阴极之间，所述液体管道内产生的所述水蒸气输入电解质。
[0013]本专利技术的有益效果在于：
[0014]1.本专利技术所述的基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，在长约20mm，宽约15mm的壁面开槽，槽深约1mm，槽间距也为1mm，嵌入直径为1mm的蛇形管，当水通入蛇形管后，有充分的受热升温时间，水蒸气也将达到电解所需的高温。
[0015]2.本专利技术所述的基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，将燃烧室尾部排放的烟气充分利用。可以将微燃烧室尾部排放的烟气用来预热即将导入蛇形管的水，这样可以降低热损，节能低碳。
[0016]3.本专利技术所述的基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，充分利用了微尺度燃烧和固体氧化物电解制氢的优点，将两者结合运用使制氢效率提升，能耗降低。微尺度燃烧具有体积小、结构简单、能量密度高、不污染环境、提供稳定持久的能源等优点。用微尺度燃烧提供热量可以使沼气充分燃烧，节约能源。SOEC具有全固态结构、不需要贵金属催化剂、燃料选择范围宽等优点，受到广泛的关注。高温电解水蒸汽制氢有可靠、环保、低成本、制氢效率高等诸多优点。
附图说明
[0017]图1为本专利技术所述的基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置系统图。
[0018]图2为本专利技术所述的微燃烧室、电解池和热光电池安装示意图。
[0019]图3为本专利技术所述的电解池示意图。
[0020]图4为本专利技术所述的蛇形盘管示意图。
[0021]图中：
[0022]1‑
燃气瓶；2
‑
空气瓶；3
‑
减压阀；4
‑
质量流量控制器；5
‑
防回火装置；6
‑
预混合室；7
‑
微燃烧室；8
‑
热光电池；9
‑
电解池；901
‑
阳极；902
‑
电解质；903
‑
阴极。
具体实施方式
[0023]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0024]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0025]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为
对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0026]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]如图1所示，本专利技术所述的基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，包括微燃烧供热供电系统和电解池电解制氢系统，所述微燃烧供热供电系统包括微燃烧室7和热光电池8，所述微燃烧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，其特征在于，包括微燃烧供热供电系统和电解池电解制氢系统，所述微燃烧供热供电系统包括微燃烧室(7)和热光电池(8)，所述微燃烧室(7)与燃料输送系统连通，通过燃烧微燃烧室(7)内的燃料，使微燃烧室(7)壁面管道内的液体水变成水蒸气；所述热光电池(8)安装在燃烧室(7)外壁面用于产生电能；所述电解池电解制氢系统包括电解池(9)，产生的所述水蒸气输入电解池(9)内，所述热光电池(8)产生的电能输入电解池(9)中，用于将水蒸气电解产生氢气。2.根据权利要求1所述的基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电解制氢装置，其特征在于，所述燃料输送系统包括预混合室(5)和防回火装置(6)，2种气体燃料输入到所述预混合室(5)内混合，所述预混合室(5)出口处设有防回火装置(6)。3.根据权利要求1所述的基于微燃烧供热供电的微型固体氧化物电...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢青波，刘晨，汪琼瑶，梁胜华，王云超，潘剑锋，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：