[發(fā)明專利]一種甲醇重整燃料電池系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011015286.2
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN112186218B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 周明強;武洪松
• 申請（專利權）人: 中氫新能技術有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/0432;H01M8/04701;H01M8/04992;H01M8/0612
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健

本發(fā)明提供一種甲醇重整燃料電池系統(tǒng)，包括：重整室，用于甲醇、水蒸氣在催化劑的作用下重整制氫，生成富氫的混合氣；空氣過濾系統(tǒng)，用于對空氣進行過濾得到過濾空氣；電堆，通過管路分別與重整室和空氣過濾系統(tǒng)連接；輔助加熱系統(tǒng)，分別與重整室、空氣過濾系統(tǒng)和電堆連接；用于在甲醇重整燃料電池系統(tǒng)啟動環(huán)節(jié)對電堆、重整室和空氣過濾系統(tǒng)的過濾空氣進行加熱，用于在甲醇重整燃料電池系統(tǒng)正常工作環(huán)節(jié)采用電堆發(fā)電產(chǎn)生的熱量對重整室和空氣過濾系統(tǒng)的過濾空氣進行加熱。本發(fā)明的甲醇重整燃料電池系統(tǒng)，通過輔助加熱系統(tǒng)利用電堆產(chǎn)生的熱能對重整室和過濾空氣進行加熱，從而有效利用電堆產(chǎn)生的熱能。

技術領域

本發(fā)明涉及燃料電池技術領域，特別涉及一種甲醇重整燃料電池系統(tǒng)。

背景技術

目前，隨著全球升溫和污染日益嚴重，化石燃料的日漸枯竭，世界各國都在大力發(fā)展新能源，可再生能源，來取代化石能源以減少污染，以應對全球變暖，大氣污染，環(huán)境污染等嚴峻問題。燃料電池作為一種無污染物排放，資源來源廣，燃料可再生，效率高等突出優(yōu)點，是作為替代化石燃料理想選擇，也是目前，各國研究的熱點。

隨著國家政策的支持，燃料電池近年來已成為國內(nèi)研究的熱點和熱點，各大研究機構，院校相應開展對燃料電池的理論及應用方面的研究。目前國內(nèi)主流燃料電池路線有，純氫燃料電池路線，固體氧化物燃料電池路線，重整燃料電池路線。這三種技術路線，各自都用自己的獨特優(yōu)勢。純氫燃料電池路線相對來說產(chǎn)業(yè)鏈基本形成，也有小批量生產(chǎn)，也在一些領域例如，公交車，列車，客車，物流車，乘用車等方面應用。但是加氫站的建設是制約純氫燃料電池路線的關鍵因素，也是一個難點。我國是一個富煤少氣貧油國家，能源需求非常大，目前能源對外依賴度高達70％，嚴重影響我過能源安全。

結合我國能源結構及能源安全，甲醇重整燃料電池路線，無疑是一種最佳方案。最近，甲醇重整燃料電池被廣泛關注。相比，純氫燃料電池和固體氧化燃料電池，甲醇重整燃料電池的效率較低發(fā)電效率為40％～60％,甲醇重整燃料正常工作運行溫度在160℃～200℃，如果熱電連供的話，其效率可以達到70％左右。

甲醇重整燃料電池可以很好的解決我國的能源安全問題，利用劣質(zhì)褐煤制甲醇為燃料電池提供燃料，同時也能解決目前加氫站建設的難題。甲醇重整燃料電池結構和控制系統(tǒng)相對純氫燃料電池簡單，成本較低。甲醇來源廣泛，可以煤制甲醇，生物制甲醇，捕捉二氧化成制甲醇，相對純氫燃料電池運營維護成本低。

現(xiàn)有技術是將電堆產(chǎn)生的熱直接通過散熱器排掉，不但大量的熱浪費掉了，還會增加燃料電池系統(tǒng)的寄生電能；重整器加熱和電堆加熱相互獨立，熱量不能充分利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的之一在于提供一種甲醇重整燃料電池系統(tǒng)，通過輔助加熱系統(tǒng)利用電堆產(chǎn)生的熱能對重整室和過濾空氣進行加熱，從而有效利用電堆產(chǎn)生的熱能。

本發(fā)明實施例提供的一種甲醇重整燃料電池系統(tǒng)，包括：

重整室，用于甲醇、水蒸氣在催化劑的作用下重整制氫，從而生成富氫的混合氣；

空氣過濾系統(tǒng)，用于對空氣進行過濾得到過濾空氣；

電堆，通過管路分別與所述重整室和所述空氣過濾系統(tǒng)連接，用于富氫的混合氣與過濾空氣反應發(fā)電；

輔助加熱系統(tǒng)，通過管路分別與所述重整室、所述空氣過濾系統(tǒng)和所述電堆連接；用于在甲醇重整燃料電池系統(tǒng)啟動環(huán)節(jié)對所述電堆、所述重整室和所述空氣過濾系統(tǒng)的過濾空氣進行加熱，用于在甲醇重整燃料電池系統(tǒng)正常工作環(huán)節(jié)利用所述電堆發(fā)電時產(chǎn)生的熱量對所述重整室和所述空氣過濾系統(tǒng)的過濾空氣進行加熱。

可選的，所述輔助加熱系統(tǒng)包括：加熱器、輔助加熱管路、第一換熱器和加熱介質(zhì)循環(huán)泵；

所述輔助加熱管路從所述加熱器的輸出端出發(fā)依次貫穿所述重整室和所述電堆，然后接入所述第一換熱器的第一輸入端；