[發明專利]基于氫循環的太陽能制氫、儲氫與應用系統

在審

• 申請號: 201811281124.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN111129551A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 顧士平;顧海濤;黃書慧
• 申請（專利權）人: 顧士平
• 主分類號: H01M8/0656
• 分類號: H01M8/0656;H01M8/04089;H01M8/04082;C25B1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于氫循環的太陽能制氫、儲氫與應用系統，其特征是：

太陽光解水生成氫氣，將太陽能存儲在氫氣的化學能中；氫氣通過管道或壓力罐輸送，或氫溶解于氫水合物中通過管道或壓力罐輸送；溶解于氫水合物中的氫通過減壓析氫，或加熱析氫，或加氫水合物表面活性劑的反應物析氫，簡稱反應析氫；氫氣或氫水合物通過燃氣灶與空氣中的氧氣燃燒生產水，放出熱量供生活或工業使用；氫氣或氫水合物通過管道或壓力罐輸送到車輛上或工廠，供內燃機使用，為汽車或機器提供動力；氫氣或氫水合物通過管道或壓力罐輸送到車輛上，或供工廠的氫燃料電池發電，供生活，或工業，或汽車動力使用；形成基于氫循環的太陽能儲能，使用的清潔能源循環系統；

氫小循環：家庭屋頂太陽能制氫，氫水合物儲氫，管道或壓力輸送氫氣或氫水合物罐連接燃氣灶燃燒取熱，管道輸氫或連接燃料電池發電，供家庭使用；或燃料電池并網發電，售電給大電網；或加入家用汽車使用，或售給加氫站，或售給收購槽車；

氫大循環：太陽能水解氫發生器，太陽能水解氫發生器場，產生的氫氣通過氫水合物輸運網絡運輸到氫氣水合物加注站，或運輸到氫氣水合物管道系統，或運輸到氫氣水合物移動加注車；氫水合物傳輸網絡是管道輸送；或氫水合物傳輸網絡車輛運輸；用戶端包括燃氣灶，燃料電池，氫內燃機；

太陽能水解及氫水合物存儲單元；氫氣的水合物溶液存儲器(001)，太陽能水解氫發生器(003)，氫氣傳輸管(002)，水合物氫含量測試單元(004)；實現太陽能水解制氫，氫溶解于氫水合物；

太陽能水解制氫、氫存儲、燃氣爐小循環；氫氣的水合物溶液存儲器(101)，太陽能水解氫發生器(102)，氫氣傳輸管(103)，氫氣燃燒爐(104)，氫氣的水合物溶液輸入管(106)，氫氣的水合物溶液回流管輸入管(105)；

太陽能水解氫發生器(102)中的水在太陽光的照射下，光解為氫氣和氧氣，氧氣直接排放到空氣中；產生的氫氣通過氫氣傳輸管(103)，送到氫氣的水合物溶液存儲器(101)，氫氣溶解到氫氣的水合物溶液中，實現氫氣的存儲；

當氫氣燃燒爐(104)需要燃燒氫氣時，啟動氫氣燃燒爐(104)的循環泵，氫氣的水合物溶液通過氫氣的水合物溶液輸入管(106)，將氫氣的水合物溶液存儲器(101)中的氫氣的水合物溶液，送到氫氣燃燒爐(104)析出氫氣，氫氣在氫氣燃燒爐(104)與空氣中的氧氣燃燒，產生熱量，供人類使用；析出了氫氣的水合物溶液存儲器在循環泵的作用下，通過氫氣的水合物溶液回流管輸入管(105)回到氫氣的水合物溶液存儲器(101)；

太陽能水解制氫、儲能、燃料電池小循環；氫氣的水合物溶液存儲器(201)，太陽能水解氫發生器(202)，氫氣傳輸管(203)，氫氣燃燒電池(204)，氫氣的水合物溶液輸入管(206)，氫氣的水合物溶液回流管輸入管(205)；

太陽能水解氫發生器(202)中的水在太陽光的照射下，光解為氫氣和氧氣，氧氣直接排放到空氣中；產生的氫氣通過氫氣傳輸管(203)，送到氫氣的水合物溶液存儲器(201)，氫氣溶解到氫氣的水合物溶液中，實現氫氣的存儲；

當氫氣燃料電池(204)需要氫氣時，啟動氫氣燃料電池(204)的循環泵，氫氣的水合物溶液通過氫氣的水合物溶液輸入管(206)，將氫氣的水合物溶液存儲器(201)中的氫氣的水合物溶液，送到氫氣燃料電池(204)析出氫氣，氫氣燃燒在氫氣燃料電池(204)與空氣中的氧氣燃燒，產生熱量，供人類使用；析出了氫氣的水合物溶液存儲器在循環泵的作用下，通過氫氣的水合物溶液回流管輸入管(205)回到氫氣的水合物溶液存儲器(201)；

太陽能水解制氫、儲氫、輸運、應用大循環；太陽能水解氫發生器(401)，太陽能水解氫發生器場(402)，氫水合物傳輸網絡(403)，氫氣水合物加注站(404)，氫氣水合物管道系統(405)，氫氣水合物移動加注車(406)；

太陽能水解氫發生器(401)為小型的太陽能水解氫發生器，可以放在能得到陽光照射的地方；太陽能水解氫發生器場(402)為大型的太陽能水解氫發生器的陣列，能產生大量的氫氣；

太陽能水解氫發生器(401)，太陽能水解氫發生器場(402)產生的氫氣通過氫水合物傳輸網絡(403)運輸到氫氣水合物加注站(404)，或運輸到氫氣水合物管道系統(405)，或運輸到氫氣水合物移動加注車(406)；

氫水合物傳輸網絡(403)是管道輸送；或氫水合物傳輸網絡(403)車輛運輸；或氫氣的壓力罐運輸；或氫氣的管道運輸；

創新點：

(1)氫循環的太陽能儲能與氫氣燃燒系統：太陽能水解氫單元，氫氣溶入氫水合物，氫氣水合物燃燒爐單元，或氫燃燒爐單元；

(2)氫循環的太陽能儲能與氫氣燃料電池系統：太陽能水解氫單元，氫氣溶入氫水合物，氫氣燃料電池單元；或氫水合物燃料電池單元；

(3)氫循環的太陽能儲能與氫氣水合物內燃機：太陽能水解氫單元，氫氣溶入氫水合物，氫氣內燃機單元；或氫水合物內燃機單元；

(4)太陽能水解氫發生器結構：水凈化單元，去離子凈化單元，太陽能水解氫發生器核心單元，太陽能水解氫發生器的伺服系統；

(5)氫氣水合物溶液采用氫表面活性劑的水溶液；

(6)氫氣的水合物溶液存儲器的結構，自然擴散：產生的氫氣由氫表面活性劑的水溶液底部通入，或氫氣由氫氣與氫氣水合物的界面擴散，氫氣通過自然擴散實現氫氣溶解到氫表面活性劑的水溶液中；

(7)氫氣的水合物溶液存儲器的結構，泵驅動擴散：通過泵的循環推動，將氫氣溶解到氫表面活性劑的水溶液中；

(8)氫氣的水合物析氫，氫氣進入燃料電池發電：減壓析氫；加溫析氫；添加氫表面活性劑反應物析氫；析出的氫氣進入燃料電池，氫氣與空氣反應實現氫燃料電池發電；

(9)氫氣的水合物直接進入燃料電池發電：氫氣的水合物溶液(605)，循環流入氫氣的水合物直接進入燃料電池與空氣中的氧氣，反應發電；或氫氣的水合物溶液(605)，循環流入氫氣的水合物直接進入燃料電池與外加氧氣，反應發電；

(10)氫循環的太陽能儲能與應用系統同時提供氫氣燃燒系統和燃料電池發電系統；

(11)氫循環的太陽能儲能和燃料電池發電系統組成微網；

(12)氫循環的太陽能儲能和燃料電池發電系統組成并網發電，加入大電網；

(13)勵電電源：用氫燃料電池產生的電，為系統提供控制電源，或偏置電壓，或配置電流；

(14)氫水合物內燃機：利用現有的柴油機，氫氣的水合物溶液代替柴油；或者利用現有的汽油機，氫氣及水合物溶液代替汽油；

(15)氫氣內燃機：或者利用現有的柴油機，將析出的氫氣代替柴油；或者利用現有的汽油機，將析出的氫氣代替汽油；

(16)氫氣燃燒爐的結構，自然燃燒：利用管道或壓力罐輸送氫氣；氫氣在燃燒爐中自然燃燒；利用管道或壓力罐輸送氫水合物；氫水合物在燃燒爐中自然燃燒；

(17)利用氫檢測傳感器，檢測氫水合物的含氫量：檢測氫氣的水合物溶液存儲器(001)中的氫含量；或檢測氫氣的水合物溶液輸入管(206)中的氫含量；或檢測氫氣的水合物溶液回流管輸入管(205)中的氫含量；或檢測太陽能水解氫發生器(401)中的氫含量；或檢測太陽能水解氫發生器場(402)中的氫含量；或檢測氫水合物傳輸網絡(403)中的氫含量；或檢測氫氣水合物加注站(404)中的氫含量；或檢測氫氣水合物管道系統(405)中的氫含量；或檢測氫氣水合物移動加注車(406)中的氫含量；或檢測氫氣加注機中的氫氣水合物中的氫含量；或檢測車輛氫水合物中箱中的氫含量；或檢測燃氣中的氫含量。