[發明專利]一種多功能充電加氫站

在審

• 申請號: 201910029307.7
• 申請日: 2019-01-12
• 公開（公告）號: CN109707992A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 王傲;程臣;徐增師;金鑫;宋爽
• 申請（專利權）人: 武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）
• 主分類號: F17C5/00
• 分類號: F17C5/00;F17C5/02;B60S5/02;H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/04089
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

本發明公開了一種多功能充電加氫站，包括固體氧化物燃料電池電堆模塊、尾氣燃燒室、燃料罐和空氣鼓風機，空氣鼓風機和燃料罐分別連接空氣預熱室與催化重整室，催化重整室連接有蒸汽發生器，尾氣燃燒室的入口分別與電堆陰極、陽極的尾氣出口連通，尾氣燃燒室的出口分別與空氣預熱室及催化重整室的高溫尾氣入口連通，催化重整室出口與電堆陽極入口連通，空氣預熱室出口與電堆陰極入口連通；還包括充電裝置、加氫裝置及電解儲氫裝置；本發明電堆模塊與有機液體裝置之間具有良好的匹配聯調性，電堆模塊的尾氣余熱可為有機液體脫氫及加氫裝置提供所需熱量。

技術領域

本發明屬于清潔能源燃料電池與有機液體充電加氫技術領域，更具體地涉及一種基于固體氧化物燃料電池電堆模塊與有機液體聯用的多功能充電加氫站。

背景技術

固體氧化物燃料電池電堆模塊（SOFC）擁有高的發電效率、低成本（不需貴金屬）、燃料適應性強、低的溫室氣體排放量等優點；同時，余熱品質高、與燃氣輪機或蒸汽機等聯供，可實現能量綜合利用率達80%，逐漸成為一種適合商業化的高效發電設備。因其主要工作在相對高的溫度（500～800^oC），SOFC具有靈活的燃料選擇性，除了傳統的氫氣（H₂），甲烷（CH₄）、天然氣、沼氣、甲醇、乙醇、石油氣、柴油重整氣等碳氫氣體均可作為SOFC的燃料。

有機液體儲氫材料技術主要是以不飽和芳香烴、烯炔烴、新型稠雜環有機分子等作為儲氫載體，通過與氫氣作為反應物發生可逆化學反應來實現儲放氫。其可逆重量儲氫密度高，遠大于傳統的高壓氣瓶儲氫；而且在常溫常壓下以液態形式存在，閃點高，存儲安全，可利用普通管道、罐車等設備快速完成物料補給；脫氫反應響應速度塊，可以實現氫氣即脫即用，非常適宜與燃料電池匹配使用；并且脫氫反應產生的氫氣純度高，在脫氫過程中也無任何尾氣排放，清潔環保。

隨著我國對新能源汽車發展的大力扶持，鋰離子電動汽車、燃料電池汽車、電動自行車等已成為行業發展的趨勢。由于燃料電池汽車往往采用的是質子交換膜燃料電池，只能使用高純氫氣，而現有加氫站，建造十分昂貴，非常稀有；鋰離子電動汽車亦需要建造許多充電站，基礎建設成本非常大。尤其，當這兩種類型汽車行駛在高速、鄉間公路時其加氫或充電需求很難得到滿足，而對于目前燃油汽車所擁有的大量加油站，加氫站及充電站無法對其進行直接利用，相關改造費用也非常大。

常規解決上述燃料電池汽車加氫需求及鋰離子電動汽車充電需求的方式有：（1）直接建造加氫站，但需建設加氫站的范圍太廣，基礎設施成本較大，且需考慮氫氣制、儲、運等方面的問題；（2）從市電中架設專線，建立充電站，但存在成本高昂、電能傳輸過程中損失較大的缺點，增加了汽車充電成本；（3）在傳統加油站配置燃油發電機，通過燃油燃燒發電，具有發電效率低、環境污染大、充電成本高的缺點。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于固體氧化物燃料電池電堆模塊與有機液體聯用的多功能充電加氫站，從而充分利用現有加油（氣）站等基礎設施，實現燃料的高效能量利用，滿足燃料電池汽車加氫及鋰離子電動汽車充電需求。