[發(fā)明專利]一種應(yīng)用甲醇水發(fā)電機(jī)的家庭應(yīng)急電源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910964047.2
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110867598A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張丁
• 申請（專利權(quán)）人: 力行氫能科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H02J9/06
• 代理公司: 德州沃杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37296
• 代理人: 孫玉全

本發(fā)明提出一種應(yīng)用甲醇水發(fā)電機(jī)的家庭應(yīng)急電源，包括：甲醇?水原料容器、原料供應(yīng)單元、氣化室、氣化換熱器、重整催化反應(yīng)室、純化室、燃料電池單元、逆變輸出單元。本發(fā)明在甲醇水發(fā)電機(jī)的原理架構(gòu)基礎(chǔ)上，提供了適合家庭場景的應(yīng)急電源結(jié)構(gòu)，其中提供了可以更換的甲醇?水原料容器，能夠?qū)崿F(xiàn)耗盡提示功能，以及通過原料容器更換的方式可以方便實(shí)現(xiàn)甲醇?水原料補(bǔ)充；利用了家庭熱源提供啟動(dòng)階段的供熱，然后在催化重整和燃燒反應(yīng)充分后過渡到自熱供給，使得家庭應(yīng)急電源的結(jié)構(gòu)和工作方式更為簡單可靠；另一方面，本發(fā)明的家庭應(yīng)急電源集成了相關(guān)電子控制和人機(jī)交互功能，通過該家庭應(yīng)急電源的控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)下家庭用電狀況的調(diào)控，對原料存量、電源運(yùn)行狀態(tài)以及電量可以實(shí)時(shí)向用戶報(bào)告，提升了用戶體驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用甲醇水發(fā)電機(jī)的家庭應(yīng)急電源。

背景技術(shù)

家庭應(yīng)急電源可以在由于臺風(fēng)、地震、霜凍、大面積電網(wǎng)故障等自然災(zāi)害和事故造成市電供應(yīng)較長時(shí)間中斷的情況下，為家庭日常生活—特別是照明、電熱取暖、空調(diào)降溫等基本生活—提供備用供電。目前，家庭應(yīng)急電源主要采用汽油等化石燃料，成本較高且具有污染，導(dǎo)致應(yīng)用的場景受到較大限制。也有的現(xiàn)有技術(shù)采用充放電結(jié)構(gòu)的蓄電池作為家庭應(yīng)急電源，但是蓄電池儲能容量有限，且老化后性能惡化比較明顯，回收更新又會造成環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

重整制氫發(fā)電技術(shù)是近年來新興的清潔能源技術(shù)，其中，以甲醇-水為原料的重整制氫發(fā)電機(jī)因其具有的獨(dú)特優(yōu)勢，日益受到重視。甲醇-水重整制氫發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，該設(shè)備注入甲醇-水混合原料，經(jīng)過動(dòng)氫模塊的氣化、重整催化、純化等過程，生成高純度氫氣，輸入作為發(fā)電模塊的燃料電池，與同樣輸入該燃料電池的空氣(氧氣)發(fā)生燃料電池反應(yīng)，生成電能。

甲醇-水重整制氫發(fā)電機(jī)目前已經(jīng)在車載電源、通信基站應(yīng)急供電等領(lǐng)域得以應(yīng)用，但是目前還沒有采用該設(shè)備的家庭應(yīng)急電源。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請的目的在于提出一種應(yīng)用甲醇水發(fā)電機(jī)的家庭應(yīng)急電源。本發(fā)明一方面在甲醇水發(fā)電機(jī)的原理架構(gòu)基礎(chǔ)上，提供了適合家庭場景的應(yīng)急電源結(jié)構(gòu)，其中提供了可以更換的甲醇-水原料容器，能夠?qū)崿F(xiàn)耗盡提示功能，以及通過原料容器更換的方式可以方便實(shí)現(xiàn)甲醇-水原料補(bǔ)充；另一方面，通過該家庭應(yīng)急電源的控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)下家庭用電狀況的調(diào)控。

基于上述目的，在本申請的第一個(gè)方面，提出了一種該家庭應(yīng)急電源包括：甲醇-水原料容器、原料供應(yīng)單元、氣化室、氣化換熱器、重整催化反應(yīng)室、純化室、燃料電池單元、逆變輸出單元；其中，

所述甲醇-水原料容器內(nèi)盛放液態(tài)甲醇-水原料，并且該原料容器可拆卸更換地安裝在家庭應(yīng)急電源的主機(jī)上，安裝之后原料容器的出口管與主機(jī)的原料供應(yīng)單元的輸液泵自動(dòng)聯(lián)通，輸液泵可以將甲醇-水原料從原料容器抽送到氣化室；

氣化室通過加熱使得液態(tài)的甲醇-水原料氣化為甲醇-水蒸氣混合氣體，然后將混合氣體輸送到重整催化反應(yīng)器，發(fā)生重整反應(yīng)生成氫氣；

其中，氣化室通過所述氣化換熱器獲得供熱，以便加熱氣化所述液態(tài)的甲醇-水原料；氣化換熱器內(nèi)部具有循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)，其從家庭熱源或者重整催化反應(yīng)室的燃燒腔吸收獲得熱量，然后循環(huán)到所述氣化室釋放，實(shí)現(xiàn)對甲醇-水原料氣化；

所述重整催化反應(yīng)室包括反應(yīng)腔以及燃燒腔，氣化后的甲醇-水蒸氣混合氣體從氣化室輸送進(jìn)反應(yīng)腔內(nèi)，在催化劑的作用下甲醇-水蒸氣混合氣體發(fā)生重整催化反應(yīng)；所產(chǎn)生的氣體初產(chǎn)物一部分被輸送到所述燃燒腔，且燃燒腔中輸入空氣，通過燃燒產(chǎn)生自熱；重整催化反應(yīng)室的反應(yīng)腔輸出的氣體初產(chǎn)物，除了一部分輸送給燃燒腔，其余的氣體初產(chǎn)物都被輸送到純化室；在純化室中氣體初產(chǎn)物經(jīng)過冷凝，排除其中的甲醇和水，然后進(jìn)入到吸附室，吸附其中的二氧化碳，得到高純度且干燥的氫氣；

所述高純度的氫氣被導(dǎo)入燃料電池單元，通過燃料電池單元內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能；