一种电解水制氢系统中的燃料电池单元技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电解水制氢系统中的燃料电池单元，包括太阳能板、逆变器、储能电池、电解水制氢装置、固态金属储氢模块、氧气储蓄模块与燃料电池单元；所述太阳能板、逆变器、储能电池、电解水制氢装置依次连接，且所述固态金属储氢模块与氧气储蓄模块均设置于电解水制氢装置的输出端，分别与氢气的输出管道、氧气的输出管道相互连接；所述燃料电池单元的输入端同时与氧气储蓄模块、固态金属储氢模块连接。本申请中的燃料电池单元能够在电解水制氢系统中所制得的氧气储存在氧气储蓄罐内，然后在燃料电池单元再将所储存的氧气供给燃料电池进行加热，从而产生电力与热能；循环利用氧气的方式提高了氧气的利用率，降低了燃料电池中的成本。池中的成本。池中的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电解水制氢系统中的燃料电池单元


[0001]本技术涉及新能源
，尤其是涉及一种电解水制氢系统中的燃料电池单元。

技术介绍

[0002]目前，制取氢气的方法主要有各种矿物质燃料制氢、氯碱工业副产物制氢、电解水制氢、生物质制氢以及光化学催化制氢等。其中，各种矿物燃料制氢法由于制氢成本最低，适用规模大，电解水制氢是目前最主要的制氢方法。而在现有的电解水制氢耦合燃料电池热电联产系统中，电解水制氢系统产生的氧气并没有得到充分的利用，都是直接将氧气放置于空气中，而热电联产用的燃料电池空气端的压缩机在工作过程中，又需要消耗氧气以供压缩机工作，如此一放一需求即造成了氧气的浪费，同时也造成了成本的增加。
[0003]为了解决上述问题，本技术提供了一种电解水制氢系统中的燃料电池单元。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供了一种电解水制氢系统中的燃料电池单元，解决了上述
技术介绍
中提出的关于燃料电池在工作中即造成了氧气的浪费，也造成了成本增加的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种电解水制氢系统中的燃料电池单元，包括太阳能板、逆变器、储能电池、电解水制氢装置、固态金属储氢模块、氧气储蓄模块与燃料电池单元；所述太阳能板、逆变器、储能电池、电解水制氢装置依次连接，且所述固态金属储氢模块与氧气储蓄模块均设置于电解水制氢装置的输出端，分别与氢气的输出管道、氧气的输出管道相互连接；所述燃料电池单元的输入端同时与氧气储蓄模块、固态金属储氢模块连接；
[0007]所述燃料电池单元包括氧气供应单元与燃料电池，所述氧气供应单元与燃料电池之间设置有压力传感器，且所述压力传感器与燃料电池之间设置有空气压缩机；所述燃料电池上还连接有氢气供应单元，且所述氧气供应单元与氢气供应单元均与电解水制氢结构的输出端连接。
[0008]进一步的，所述固态金属储氢模块包括若干个储氢子单元与温度控制单元，所述储氢子单元与温度控制单元之间通过管道连接；所述每个储氢子单元相互独立设置。
[0009]进一步的，所述储氢子单元包括缓冲单元与若干个储氢单元，且所述若干个储氢单元之间依次连接；所述缓冲单元与电解水制氢装置的氢气输出管道连接；所述所有的储氢单元均与燃料电池单元连接。
[0010]进一步的，所述储氢单元与缓冲单元之间、缓冲单元上均设置有压力传感器；所述储氢单元与燃料电池单元之间设置有温度传感器。
[0011]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0012]本申请中的燃料电池单元能够在电解水制氢系统中所制得的氧气储存在氧气储
蓄罐内，然后在燃料电池单元再将所储存的氧气供给燃料电池进行加热，从而产生电力与热能；循环利用氧气的方式提高了氧气的利用率，降低了燃料电池中的成本。
附图说明
[0013]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。
[0014]在附图中：
[0015]图1是本技术中的结构示意图；
[0016]图2是本技术中固态金属储氢模块的结构示意图；
[0017]图3是本技术中燃料电池单元的结构示意图。
[0018]附图中：
[0019]1、太阳能板；2、逆变器；3、储能电池；4、电解水制氢装置；5、固态金属储氢模块；6、氧气储蓄模块；7、燃料电池单元；8、用户；9、储氢单元；10、缓冲单元；11、流量计；12、燃料电池。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]本技术提供以下技术方案:
[0022]如图所示，现有专利号为：CN113074095B，专利名称为：一种太阳能和热声发电联合制氢系统，该专利中包括太阳能集热装置、热声发电装置和电解水制氢装置，所述太阳能集热装置的输出端通过输热总管道分别与所述热声发电装置和所述电解水制氢装置连接，所述热声发电装置通过电能转换装置与所述电解水制氢装置连接；所述电解水制氢装置为采用固体氧化制氢方式制氢的电解水制氢装置。
[0023]本申请中的整个系统分为太阳能板、逆变器、储能电池、电解水制氢装置、固态金属储氢、燃料电池单元与储氢罐用户构成，相比于现有技术，本实施例中利用固态金属储蓄模块来存储氢气，提高了氢气在存储中的安全性。
[0024]太阳能板获取太阳能，经过逆变器将电力输送给用户使用，多余的电力分配给储能电池，用于储能和电解水制氢装置，储能电池的电力也可以输送给电解水制氢装置。电解水制氢装置工作时会产生氢气和氧气，氢气进入固态金属储蓄模块，氧气进入氧气储蓄模块。固态金属储蓄模块存储的氢气可以输送给燃料电池单元发电，氧气储蓄模块存储的氧气在燃料电池单元工作时，将氧气输送给燃料电池工作。
[0025]固态金属储氢模块在进行氢气储蓄反应时，将释放的热量输送给用户使用。燃料电池单元工作时，所释放的部分热量供给固态金属储氢模块，用于固态金属储氢模块进行氢气释放。当释放氢气的反应热量不足时，燃料电池单元也可以供给部分电能用于固态金属储氢模块进行加热。
[0026]燃料电池单元工作时产生的热量，一部分用来供给固态金属储氢模块，另一部分
供给用户使用。燃料电池单元工作时所产生的电力，一部分供给用户使用，另一部分供给固态金属储氢模块放氢反应使用。
[0027]固态金属储氢模块包括储氢单元、缓冲单元、氢气管道与各部分之家连接的管道。固态金属储氢模块由若干个储氢子单元与温度控制单元构成，储氢子单元与温度控制单元之间通过管道连接，每个储氢子单元为并列设置，相互之间可以独立工作。温度控制单元为现有技术，该温度控制单元既能够给固态金属储氢模块冷却，也能够给固态金属储氢模块提供热量，本实施例中的温度控制单元是利用水流来进行升温与降温操作。每个储氢子单元由独立的储氢单元与缓冲单元组成，且缓冲单元通过管道与固态金属储氢模块的氢气输出管道相互连接，储氢单元通过水管与燃料电池单元、用户相互连接。固态金属储蓄模块中的储氢子单元设置，能够在每个储氢子单元内独立存储氢气、释放氢气，有助于吸氢反应与放氢反应的独立控制，也有利于控制氢气的释放速度。
[0028]固态金属储氢控制模块的水管上设置有电磁阀与温度传感器，缓冲单元与储氢单元之间设置有电磁阀与压力传感器。
[0029]固态金属储氢模块进行氢气存储反应时，氢气由总管进入各个储氢子单元，氢气先进入储氢子单元中的缓冲单元，缓冲单元上设置压力传感器，缓冲单元与储氢单元之间也设置有压力传感器，两个地方的压力传感器分别记录不同地方的氢气进入量，当进入量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解水制氢系统中的燃料电池单元，其特征在于：包括太阳能板(1)、逆变器(2)、储能电池(3)、电解水制氢装置(4)、固态金属储氢模块(5)、氧气储蓄模块(6)与燃料电池单元(7)；所述太阳能板(1)、逆变器(2)、储能电池(3)、电解水制氢装置(4)依次连接，且所述固态金属储氢模块(5)与氧气储蓄模块(6)均设置于电解水制氢装置(4)的输出端，分别与氢气的输出管道、氧气的输出管道相互连接；所述燃料电池单元(7)的输入端同时与氧气储蓄模块(6)、固态金属储氢模块(5)连接；所述燃料电池单元(7)包括氧气供应单元与燃料电池(12)，所述氧气供应单元与燃料电池(12)之间设置有压力传感器，且所述压力传感器与燃料电池(12)之间设置有空气压缩机；所述燃料电池(12)上还连接有氢气供应单元，且所述氧气供应单元与氢气供应单元均与电解水制...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪科伟，成金花，褚东方，王宇博，
申请(专利权)人：苏州易科新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：