水电解发电系统的运行方法技术方案

本发明专利技术涉及一种水电解发电系统的运行方法。水电解发电系统(10)的运行方法在从水电解模式切换到发电模式时实施的工序包括水电解停止工序、净化工序和发电开始工序。在净化工序中，在水电解停止工序之后使氧化剂气体从氧化剂气体流路(106)经由氧化剂气体导入流路(108)、第1供给流路(82)、第1入口端口部(56a)、第1流体流路(44)、第1出口端口部(56b)和第1导出流路(84)流通到第1气液分离器(80)。在发电开始工序中，在净化工序之后根据规定的负荷请求值来使电池部件(12)进行发电。据此，能顺利且可靠地进行从水电解模式向发电模式的切换。且可靠地进行从水电解模式向发电模式的切换。且可靠地进行从水电解模式向发电模式的切换。

【技术实现步骤摘要】
水电解发电系统的运行方法


[0001]本专利技术涉及一种水电解发电系统的运行方法。

技术介绍

[0002]例如，在日本专利技术专利公开公报特开2015
‑
191846号中公开了一种具有电池部件(cell member)的水电解发电系统。电池部件具有MEA、第1流体流路和第2流体流路。MEA包括电解质膜和夹持电解质膜的第1电极及第2电极。第1流体流路是用于向第1电极供给水和氧化剂气体的流路。第2流体流路是用于向第2电极供给氢气的流路。该水电解发电系统能够在水电解模式与发电模式之间进行切换。在水电解模式下，水电解发电系统电解被供给到第1电极的水来使第2电极产生生成氢气。在发电模式下，水电解发电系统通过被供给到第1电极的氧化剂气体与被供给到第2电极的氢气的电化学反应来进行发电。

技术实现思路

[0003]在上述的水电解发电系统中，期望能够顺利且可靠地进行发电模式与水电解模式之间的切换。
[0004]本专利技术的目的在于解决上述的技术问题。本专利技术的一方式是一种水电解发电系统的运行方法，其中所述水电解发电系统具有包括电池的电池部件，所述电池部件具有MEA、第1流体流路和第2流体流路，其中，所述MEA通过由第1电极和第2电极夹持电解质膜而构成，所述第1流体流路用于向所述第1电极供给水和氧化剂气体；所述第2流体流路用于向所述第2电极供给氢气，所述水电解发电系统能在水电解模式与发电模式之间进行切换，其中，所述水电解模式是指对被供给到所述第1电极的水进行电解来使所述第2电极产生生成氢气的模式；所述发电模式是指通过被供给到所述第1电极的氧化剂气体与被供给到所述第2电极的氢气的电化学反应进行发电的模式，所述水电解发电系统具有供给流路、导出流路、水导入流路、氧化剂气体流路、氧化剂气体导入流路和气液分离器，其中，所述供给流路连接于与所述第1流体流路连通的入口端口部；所述导出流路连接于与所述第1流体流路连通的出口端口部，在所述水电解模式时含有所述生成氢气的含气水被导出到所述导出流路；所述水导入流路用于将所述水导入所述供给流路；所述氧化剂气体流路供所述氧化剂气体流通；所述氧化剂气体导入流路用于将在所述氧化剂气体流路中流通的所述氧化剂气体导入到所述供给流路；所述气液分离器对从所述导出流路引导来的所述含气水进行气液分离，所述水电解发电系统的运行方法在从所述水电解模式切换到所述发电模式时实施的工序包括水电解停止工序、净化工序(purge process)和发电开始工序，其中，所述水电解停止工序是指停止由所述电池部件进行的水电解的工序；所述净化工序是指在所述水电解停止工序之后使所述氧化剂气体从所述氧化剂气体流路经由所述氧化剂气体导入流路、所述供给流路、所述入口端口部、所述第1流体流路、所述出口端口部和所述导出流路流通到所述气液分离器的工序；所述发电开始工序是指在所述净化工序之后根据规定的负荷请求值使所述电池部件发电的工序。
[0005]本专利技术的另一方式是一种水电解发电系统的运行方法，其中所述水电解发电系统具有电池部件，该电池部件具有MEA、第1流体流路和第2流体流路，其中，所述MEA通过由第1电极和第2电极夹持电解质膜而构成；所述第1流体流路用于向所述第1电极供给水和氧化剂气体；所述第2流体流路用于向所述第2电极供给氢气，所述水电解发电系统能在水电解模式与发电模式之间进行切换，其中，所述水电解模式是指对被供给到所述第1电极的所述水进行电解来使所述第2电极产生生成氢气的模式；所述发电模式是指通过被供给到所述第1电极的所述氧化剂气体与被供给到所述第2电极的所述氢气的电化学反应来进行发电的模式，所述水电解发电系统具有水导入流路、导出流路和气液分离器，其中，所述水导入流路用于向与所述第1流体流路连通的入口端口部供给所述水；所述导出流路连接于与所述第1流体流路连通的出口端口部，在所述水电解模式时含有所述生成氢气的含气水被导出到所述导出流路；所述气液分离器形成为可储存所述水，并且连接于所述水导入流路，对从所述导出流路引导来的所述含气水进行气液分离，所述水电解发电系统的运行方法在从所述发电模式切换到所述水电解模式时包括发电停止工序和水电解开始工序，所述发电停止工序是指停止所述电池部件的发电的工序，所述水电解开始工序是指在所述气液分离器内的水位在下限水平以上的情况下开始由所述电池部件进行水电解的工序。
[0006]根据本专利技术的一方式，通过净化工序，能够使用氧化剂气体将水电解模式时存在于供给流路和电池部件的第1流体流路的水(滞留水)排出到气液分离器。据此，能顺利且可靠地进行从水电解模式向发电模式的切换。另外，将供给流路的一部分用作用于供给水的流路和用于净化的流路，因此能使水电解发电系统小型化并且能够使制造成本低廉。
[0007]根据本专利技术的另一方式，在气液分离器内的水位在下限水平以上的情况下开始水电解，因此，能抑制水电解开始工序时空气混入被供给到电池部件的第1流体流路的水。据此，能顺利且可靠地进行从发电模式向水电解模式的切换。根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
[0008]图1是表示本专利技术一实施方式所涉及的水电解发电系统和氢气站的示意图。图2是图1的水电解发电系统的概略结构说明图。图3是图2的电池部件的局部省略的剖面说明图。图4是图2的系统ECU的框图。图5是说明水电解发电系统的水电解模式的流程图。图6是水电解模式的动作说明图。图7是第1除湿吸附部和第2除湿吸附部的除湿切换的说明图。图8是说明水电解发电系统的发电模式的流程图。图9是发电模式的动作说明图。图10是说明从水电解模式向发电模式切换的流程图。图11是说明图10的净化(purge)工序的流程图。图12是净化工序的动作说明图。图13是说明图10的发电准备工序的流程图。
图14A是说明从发电模式向水电解模式切换的流程图。图14B是说明图14A的发电停止工序的流程图。图15是说明图14A的水电解准备工序的流程图。
具体实施方式
[0009]本专利技术一实施方式所涉及的水电解发电系统10是使用可再生能源等的电力(剩余电力)来制造氢气，在需要电力的情况下使用氢气来发电的系统。如图1所示，例如，水电解发电系统10通过低压氢气管线402连接于氢气站400。
[0010]氢气站400具有水电解系统404、氢气升压系统406和氢气罐408。水电解系统404通过使用可再生能源等的电力对水进行电解来制造氢气。氢气升压系统406对由水电解系统404制造出的氢气进行升压，且将其储存在氢气罐408中。在氢气罐408中，也可以储存由其他工厂等制造并输送来的氢气(包括副产氢气)。
[0011]低压氢气管线402向水电解发电系统10供给被储存在氢气站400的氢气罐408中的氢气或者由水电解系统404制造出的氢气。另外，低压氢气管线402为了将由水电解发电系统10制造的氢气(没有蓄压的氢气)储存在氢气罐408中而将其向氢气升压系统406供给。低压氢气管线402还作为储存氢气的罐体发挥作用。即，在本实施方式中，氢气罐408和低压氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电解发电系统的运行方法，其中所述水电解发电系统具有包括电池的电池部件，所述电池部件具有MEA、第1流体流路和第2流体流路，其中，所述MEA通过由第1电极和第2电极夹持电解质膜而构成，所述第1流体流路用于向所述第1电极供给水和氧化剂气体；所述第2流体流路用于向所述第2电极供给氢气，所述水电解发电系统能在水电解模式与发电模式之间进行切换，其中，所述水电解模式是指对被供给到所述第1电极的水进行电解来使所述第2电极产生生成氢气的模式；所述发电模式是指通过被供给到所述第1电极的氧化剂气体与被供给到所述第2电极的氢气的电化学反应来进行发电的模式，所述水电解发电系统的运行方法的特征在于，所述水电解发电系统具有供给流路、导出流路、水导入流路、氧化剂气体流路、氧化剂气体导入流路和气液分离器，其中，所述供给流路连接于与所述第1流体流路连通的入口端口部；所述导出流路连接于与所述第1流体流路连通的出口端口部，在所述水电解模式时含有所述生成氢气的含气水被导出到所述导出流路；所述水导入流路用于将所述水导入到所述供给流路；所述氧化剂气体流路用于所述氧化剂气体流通；所述氧化剂气体导入流路用于将在所述氧化剂气体流路中流通的所述氧化剂气体导入到所述供给流路；所述气液分离器用于对从所述导出流路引导来的所述含气水进行气液分离，所述水电解发电系统的运行方法在从所述水电解模式切换到所述发电模式时实施的工序包括水电解停止工序、净化工序和发电开始工序，其中，所述水电解停止工序是指停止由所述电池部件进行的水电解的工序；所述净化工序是指在所述水电解停止工序之后使所述氧化剂气体从所述氧化剂气体流路经由所述氧化剂气体导入流路、所述供给流路、所述入口端口部、所述第1流体流路、所述出口端口部和所述导出流路流通到所述气液分离器的工序；所述发电开始工序是指在所述净化工序之后根据规定的负荷请求值来使所述电池部件发电的工序。2.根据权利要求1所述的水电解发电系统的运行方法，其特征在于，在所述净化工序中，通过在所述第1流体流路中流通的所述氧化剂气体对所述第1电极进行干燥。3.根据权利要求2所述的水电解发电系统的运行方法，其特征在于，在所述氧化剂气体流路上安装有加湿器和旁通流路，其中，所述加湿器用于对所述氧化剂气体进行加湿；所述旁通流路以绕开所述加湿器的方式连接在所述氧化剂气体流路中的所述加湿器的上游侧和下游侧，在所述净化工序中，不使所述氧化剂气体流通到所述加湿器而使其流通到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛里昌弘，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：