[實用新型]一種微量CO的甲醇重整制氫燃料電池發電系統

有效

• 申請號: 201921066266.0
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN210325993U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 黃文昭;羅杏宜;何國強;譚欣
• 申請（專利權）人: 廣西氫朝能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H01M8/04007;B01J23/887;B01J23/86;C01B3/32
• 代理公司: 南寧深之意專利代理事務所(特殊普通合伙) 45123
• 代理人: 黃南概

本實用新型公開了一種微量CO的甲醇重整制氫燃料電池發電系統，其包括控制系統和通過管道依次連接的儲液倉、出液泵、汽化器、反應器、冷凝器及低溫質子交換膜燃料電池；所述微量CO的甲醇重整制氫燃料電池發電系統還包括板式熱交換器；所述反應器內裝有甲醇重整制氫催化劑。本實用新型將微量CO的甲醇重整制氫方法與低溫質子交換膜燃料電池相配合使用，既規避了氫氣提純的步驟及其裝置模塊，又可以使用成熟的低溫質子交換膜燃料電池系統發電，設備系統成本低、性能可靠，可規模應用于汽車、船舶、基站電源的領域。

技術領域

本實用新型涉及一種微量CO的甲醇重整制氫燃料電池發電系統，屬于燃料電池技術領域。

背景技術

氫是地球上儲量豐富、燃燒熱值很高的元素，而且燃燒后只產生水，不會有其他的任何污染產物，是最清潔的能源，氫能因此也被稱為人類終極能源。氫燃料電池是氫氣和氧氣不經過卡諾循環使化學能直接轉化為電能的裝置，能效轉換效率可達60%以上。燃料電池技術的出現使氫能成為替代化石能源的最佳能源。近年來，隨著質子交換膜燃料電池的發展，特別是其應用于汽車以及分布式發電的快速發展，氫氣的需求量越來越大。

質子交換膜燃料電池（proton exchange membrane fuel cell）在原理上相當于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和質子交換膜組成，陽極為氫燃料發生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都含有加速電極電化學反應的催化劑，質子交換膜作為傳遞H⁺的介質，只允許H⁺通過，而H₂失去的電子則從導線通過。工作時相當于一直流電源，陽極即電源負極，陰極即電源正極。質子交換膜燃料電池具有工作溫度低、啟動快、比功率高、結構簡單、操作方便等優點，被公認為電動汽車、固定發電站等的首選能源。

目前質子交換膜燃料電池的氫氣來源主要是甲醇重整制氫、工業富產氫和電解水制氫。甲醇重整制氫由于原料甲醇容易獲取、易于分解產氫等特點而受到廣泛關注，如申請號為CN201510476342.5的中國發明專利公開了一種甲醇水重整制氫發電機，包括電控系統、甲醇水進液系統、制氫系統及發電系統，電控系統包括控制主板、供電裝置及電力輸出端口，控制主板控制甲醇水進液系統、制氫系統及發電系統工作，其采用甲醇重整制氫裝置和低溫質子交換膜燃料電池為主要結構的發電系統，但是該發明中使用的低溫質子交換膜燃料電池對CO的濃度要求要小于2ppm，然而現有通過甲醇制氫催化劑進行甲醇重整制取的氫氣中均含有高濃度的CO，由于CO容易使質子交換膜燃料電池催化劑中毒，所以必須將甲醇重整制取得到的氫氣進行提純去除CO后再送入質子交換膜燃料電池使用，增加的氫氣提純裝置不僅增加了燃料電池發電系統的成本，而且增加了系統設備的體積空間以及系統控制復雜程度，使得燃料電池發電系統在汽車等空間要求高的場合中無法應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術中存在的不足，提出了一種微量CO的甲醇重整制氫燃料電池發電系統，既規避了氫氣提純的步驟及其裝置模塊，又可以使用成熟的低溫質子交換膜燃料電池系統發電，設備系統成本低、性能可靠，可規模應用于汽車、船舶、基站電源的領域。

為了實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

一種微量CO的甲醇重整制氫燃料電池發電系統，其包括控制系統和通過管道依次連接的儲液倉、出液泵、汽化器、反應器、冷凝器及低溫質子交換膜燃料電池，所述反應器的內部裝有甲醇重整制氫催化劑；所述反應器的內部設有電加熱絲，且在所述反應器內還設有溫度傳感器及壓力傳感器；在每一段管道的出口均設有閥門，在每一段管道的出口及入口均設有壓力表；所述儲液倉、出液泵、汽化器、反應器、冷凝器及低溫質子交換膜燃料電池均與控制系統電連接，所述控制系統基于PLC建立。