一种间接氨碱性燃料电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种间接氨碱性燃料电池系统，包括供气系统、发电系统、转变装置和供电装置，供气系统用于分解氨气，并将分解后的混合气体提供给所述发电装置以用于发电；发电装置用于将供气系统分解后的气体的化学能转换为电能；转变装置包括依次连接的DC/DC变换器和逆变器，DC/DC变换器还与发电装置连通，逆变器供电装置互相连通；供电装置还与发电装置互相连通，供电装置和发电装置之间能够互相进行充电。本发明专利技术所述的间接氨碱性燃料电池系统，具有功率密度高，能量利用率高，工作温度低等特点，具有较长的供电时间，且使用过程中避免燃料电池发生氨中毒现象，增强系统的使用寿命，减少了环境污染。减少了环境污染。减少了环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种间接氨碱性燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及清洁能源设备
，具体涉及一种以氨气为燃料的间接氨碱性燃料电池系统。

技术介绍

[0002]随着工业的发展，各种工业应用；例如通讯信号塔、铁塔以及精密设备加工厂等系统对于电力系统的可靠性有着极高的要求；目前工业应用主要采用市政交流电向其供电，其中供电设备的备用电源采用柴油机及供电装置。当发生配电线路短时停电时，备用电源将启动供电，以保证负载持续稳定工作，其中重点负荷保供电采用的大多数以柴油机发电为主的应急电源装置，该装置主要的缺点是高污染、噪音大、能耗高，从启动到稳定输出电能调节时间较长，很难实现不间断保供电工作。而锂电池或是蓄电池都会有存在环境污染的情况，特别是蓄电池，其寿命短，体积大，后续的维护费用较高，锂电池则存在化学电池所共同的问题，本质上都会对环境造成污染，因此不宜用于备用电源。燃料电池是直接将化学能转化为电能，不受卡诺循环效率的限制，其能量利用效率大大提升。燃料电池具有功率密度高、使用寿命长、维护成本低等优势；其中氢能源是21世纪一种理想的清洁能源，在燃烧过程中能够释放大量能量，因此以氢为燃料的燃料电池是一种理想的备用电源
[0003]中国专利CN110277578A公开了一种氨燃料电池系统及电动装置，包括氨分解反应装置、加热装置、氢燃料电池、DCDC变换器和逆变器、供电装置和换热器；通过将氨分解产生的气体的化学能转换为电能，并将氨分解过程中的热量进行转移以对混合气体进行预热来节省能量。该氨燃料电池系统运行过程中，电能输出时间有限且能耗较大、无法不间断供电、使用寿命较短，无法满足现有工业设备应急电源的使用需求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中以柴油机、锂电池或者蓄电池作为工业设备的应急电源；存在着污染大、噪音大、能耗高，电能输出时间长且无法不间断供电，使用寿命短、维护成本高且使用过程中会对环境造成污染等缺陷；提供一种能量利用率高、使用寿命长、使用过程中不会造成环境污染且能够长时间输出电能的用于应急备用的间接氨碱性燃料电池系统。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：包括供气系统、发电系统、转变装置和供电装置，供气系统用于分解氨气，并将分解后的混合气体提供给发电装置以用于发电；发电装置用于将供气系统分解后的气体的化学能转换为电能；转变装置包括依次连接的DC/DC变换器和逆变器，DC/DC变换器还与发电装置连通，逆变器与供电装置互相连通；供电装置还与发电装置互相连通，供电装置和发电装置之间能够互相进行充电。
[0006]进一步的，供气系统包括氨分解反应装置、加热装置以及储氨装置；加热装置与氨分解反应装置连通，储氨装置与氨分解反应装置连通。
[0007]进一步的，氨分解反应装置中设置有钌基催化剂。
[0008]进一步的，氨分解反应装置的气体入口和所述储氨装置之间设置有换热装置，换
热装置还与氨分解反应装置的气体出口以及发电装置连通。
[0009]进一步的，供电装置与加热装置连通，供电装置和加热装置能够共同为氨分解反应装置提供热量。
[0010]进一步的，氨分解反应装置的气体出口与发电装置之间设置有用于吸附氨气的吸附装置。
[0011]进一步的，发电装置为碱性燃料电池或者碱性膜燃料电池。
[0012]进一步的，发电装置与大气连通，所述发电装置的工作温度为70
‑
90℃。
[0013]进一步的，发电装置的输出端设置有稳压装置。
[0014]进一步的，供电装置为锂电池或者镍氢电池。
[0015]本专利技术所述的一种氨燃料电池系统，通过采用液氨作为燃料，以分解氨气生成氢氮混合气后将混合气体的化学能转化为电能；相较于以氢气为原料来说，使用液氨更安全、更容易存储；采用间接氨燃料电池发电，相比直接氨燃料电池，具有功率密度高，能量利用率高，燃料电池工作温度低等特点，并且采用氨、氢气、氮气混合气可减少阳极催化剂表面钝化，从而减少了发电装置衰减，也避免燃料电池系统发生氨中毒现象，增强燃料电池系统的使用寿命；本方案对氨分解催化剂要求低，转化率容许宽度大，无需对残氨进行分离净化，并且采用氨分解反应系统和供电装置互相充电的方式，减少能耗的同时也提高了该间接氨碱性燃料电池系统的电能输出效率，也保证了氨分解反应效率的稳定性。
[0016]上述
技术实现思路
相关记载仅是本申请技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本申请的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本申请的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本申请的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
[0017]附图仅用于示出本申请具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本申请的限制。
[0018]在说明书附图中：
[0019]图1为本专利技术所述的间接氨碱性燃料电池系统的结构示意图。
具体实施方式
[0020]为详细说明本申请可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0021]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
[0022]除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属
的技术人员
通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本申请。
[0023]在本申请的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
[0024]在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
[0025]在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
[0026]与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种间接氨碱性燃料电池系统，包括供气系统、发电系统、转变装置和供电装置，其特征在于：所述供气系统用于分解氨气，并将分解后的混合气体提供给所述发电装置以用于发电；所述发电装置用于将所述供气系统分解后的气体的化学能转换为电能；所述转变装置包括依次连接的DC/DC变换器和逆变器，所述DC/DC变换器还与所述发电装置连通，所述逆变器与所述供电装置互相连通；所述供电装置还与所述发电装置互相连通，所述供电装置和所述发电装置之间能够互相为彼此进行充电。2.根据权利要求1所述的一种间接氨碱性燃料电池系统，其特征在于：所述供气系统包括氨分解反应装置、加热装置以及储氨装置；所述加热装置与所述氨分解反应装置连通，所述储氨装置与所述氨分解反应装置连通。3.根据权利要求2所述的一种间接氨碱性燃料电池系统，其特征在于：所述氨分解反应装置中设置有钌基催化剂。4.根据权利要求2所述的一种间接氨碱性燃料电池系统，其特征在于：所述氨分解反应装置的气体入口和所述储氨装置之间设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇，方辉煌，江莉龙，陈崇启，林立，
申请(专利权)人：福大紫金氢能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：