【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及氢气产生。更确切地说，本专利技术涉及电化学氢气产生方法和系统。
技术介绍
1、石油和化学工业需要大量的氢气。例如，大量氢气用于升级化石燃料和产生氨或甲醇或盐酸。石化工厂需要氢气来进行加氢裂化、加氢脱硫、加氢脱烷基化。提高不饱和脂肪和油的饱和度的加氢工艺也需要氢气。氢气还是金属矿石的还原剂。氢气可以通过电解水、蒸汽重整、实验室规模的金属酸工艺、热化学方法或厌氧腐蚀产生。许多国家都致力于发展氢气经济。
2、显然，对开发新的产生氢气的技术平台的需求和兴趣越来越大。本公开讨论了使用高效的电化学途径的氢气产生。讨论了电化学反应器和执行此类反应的方法。
技术实现思路
1、本文讨论了一种产生氢气的方法，其包括：将包括燃料的第一料流引入到具有混合导电膜的电化学(ec)反应器；将包括水的第二料流引入到所述反应器；还原所述第二料流中的所述水以产生氢气；和将所产生氢气的至少部分再循环到所述第一料流，其中所述膜包括电子导电相和离子导电相；并且其中所述第一料流和所述第二料流在所述反应器中不彼此接触。
2、在一实施例中，从水还原为氢气以电化学方式进行。在一实施例中，第二料流中的水为蒸汽。在一实施例中，第一料流和第二料流被所述膜分离。在一实施例中，第二料流包括氢气。在一实施例中，第一料流包括水、二氧化碳、惰性气体或其组合。在一实施例中，燃料包括烃、一氧化碳、氢气或其组合。在一实施例中，第一料流基本上由烃和再循环氢气组成。
3、在一实施例中，ec反应器包括在
4、在一实施例中，阳极包括铬酸镧和选自由以下组成的组的材料：掺杂二氧化铈、氧化钇稳定的氧化锆(ysz)、锶镁掺杂的镓酸镧(lsgm)、氧化钪稳定的氧化锆(ssz)、sc和ce掺杂的氧化锆和其组合。在一实施例中，铬酸镧包括未掺杂的铬酸镧、锶掺杂的铬酸镧、铁掺杂的铬酸镧、锶和铁掺杂的铬酸镧、铬酸镧钙或其组合。
5、在一实施例中，阳极废气的至少一部分用于从水产生蒸汽。在一实施例中，将阳极废气的至少一部分送到碳捕获单元。在一实施例中，方法包括将所产生氢气的至少部分再循环到第二料流。
6、在一实施例中，电子导电相包括掺杂的铬酸镧或电子导电的金属或其组合；并且离子导电相包括选自由以下组成的组的材料：钆或钐掺杂的二氧化铈、氧化钇稳定的氧化锆(ysz)、锶镁掺杂的镓酸镧(lsgm)、氧化钪稳定的氧化锆(ssz)、sc和ce掺杂的氧化锆和其组合。
7、在一实施例中，膜包括cocgo或lst(镧掺杂的钛酸锶)稳定的氧化锆。在一实施例中，稳定氧化锆包括ysz或ssz或scz(氧化钪-二氧化铈稳定的氧化锆)。在一实施例中，反应器不包括互连件。在一实施例中，反应器不发电且不需要电力来操作。
8、在以下图式、详细描述和权利要求中提供了另外的方面和实施例。除非另有规定，否则如本文所描述的特征是可组合的，并且所有此类组合都在本公开的范围内。
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1.一种产生氢气的方法，所述方法包括
2.根据权利要求1所述的方法，其中从水到氢气的还原以电化学方式进行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二料流中的水是蒸汽。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一料流和所述第二料流被所述膜分离。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二料流包括氢气，并且其中任选地，所述第一料流包括水、二氧化碳、惰性气体或其组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料包括烃、一氧化碳、氢气或其组合。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一料流基本上由烃和再循环氢气组成。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述EC反应器包括在所述第一料流侧上的阳极和在所述第二料流侧上的阴极，其中所述阳极和所述阴极被所述膜分离且分别与所述膜接触。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述阳极和所述阴极被所述膜分离并且都暴露于还原环境。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述阳极或所述阴极包括Ni或NiO以及选自由以下组成的组的材料：YSZ、8YSZ、
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述阳极包括掺杂或未掺杂的二氧化铈和选自由以下组成的组的材料：Cu、CuO、Cu2O、Ag、Ag2O、Au、Au2O、Au2O3、Pt、Pd、Ru、Rh、Ir、LaCaCr、LaSrCrFe、YSZ、CGO、SDC、SSZ、LSGM、不锈钢和其组合。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述阳极包括铬酸镧和选自由以下组成的组的材料：掺杂二氧化铈、氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、锶镁掺杂的镓酸镧(LSGM)、氧化钪稳定的氧化锆(SSZ)、Sc和Ce掺杂的氧化锆和其组合；并且其中任选地，所述铬酸镧包括未掺杂的铬酸镧、锶掺杂的铬酸镧、铁掺杂的铬酸镧、锶和铁掺杂的铬酸镧、铬酸镧钙或其组合。
13.根据权利要求8所述的方法，其中阳极废气的至少一部分用于从水产生蒸汽。
14.根据权利要求8所述的方法，其中将阳极废气的至少一部分送到碳捕获单元。
15.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述所产生氢气的至少部分再循环到所述第二料流。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子导电相包括掺杂的铬酸镧或电子导电的金属或其组合；并且其中所述离子导电相包括选自由以下组成的组的材料：钆或钐掺杂的二氧化铈、氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、锶镁掺杂的镓酸镧(LSGM)、氧化钪稳定的氧化锆(SSZ)、Sc和Ce掺杂的氧化锆和其组合。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜包括CoCGO或LST(镧掺杂的钛酸锶)稳定的氧化锆。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述稳定氧化锆包括YSZ或SSZ或SCZ(氧化钪-二氧化铈稳定的氧化锆)。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应器不包括互连件。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应器不发电且不需要电力来操作。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种产生氢气的方法，所述方法包括
2.根据权利要求1所述的方法，其中从水到氢气的还原以电化学方式进行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二料流中的水是蒸汽。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一料流和所述第二料流被所述膜分离。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二料流包括氢气，并且其中任选地，所述第一料流包括水、二氧化碳、惰性气体或其组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料包括烃、一氧化碳、氢气或其组合。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一料流基本上由烃和再循环氢气组成。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述ec反应器包括在所述第一料流侧上的阳极和在所述第二料流侧上的阴极，其中所述阳极和所述阴极被所述膜分离且分别与所述膜接触。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述阳极和所述阴极被所述膜分离并且都暴露于还原环境。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述阳极或所述阴极包括ni或nio以及选自由以下组成的组的材料：ysz、8ysz、cocgo、cgo、sdc、ssz、lsgm和其组合。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述阳极包括掺杂或未掺杂的二氧化铈和选自由以下组成的组的材料：cu、cuo、cu2o、ag、ag2o、au、au2o、au2o3、pt、pd、ru、rh、ir、lacacr、lasrcrfe、ysz、cgo、sdc、ssz、lsgm、不锈...
【专利技术属性】
技术研发人员：马修·道森，尼古拉斯·法兰多斯，金·道森，
申请(专利权)人：环球公用事业公司，
类型：发明
国别省市：
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