[發明專利]一種高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置和方法

在審

• 申請號: 202011346092.0
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112410800A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王建強;杜賢龍;郭育菁;馬成國;洪春峰;肖國萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/00;C25B15/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 宋麗榮

本發明涉及一種高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置，純水電解制氫系統與第一直流電源連接以通過第一直流電源的接通來啟動純水電解制氫系統的產氫，高溫電解制氫系統與第二直流電源連接以通過第二直流電源的接通來啟動高溫電解制氫系統的產氫，純水電解制氫系統的第一出口管路與純化裝置直接連接，純水電解制氫系統的第二出口管路與引射器的主氣路進口連接，高溫電解制氫系統與引射器的側氣路進口連接，引射器的公共氣體出口與純化裝置連接，儲氫瓶組分別與純化裝置和高溫電解制氫系統連接。本發明還涉及一種高低溫電解水制氫儲氫耦合方法。根據本發明的高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置和方法，產生同樣量的氫氣所需的用電量減少，降低了產氫電耗。

技術領域

本發明涉及電解水制氫，更具體地涉及一種高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置和方法。

背景技術

電解水制氫技術因具有工藝簡單、所得的氫氣純度高、原料易得等優點受到廣泛關注。按工作溫度的不同，現有的電解水制氫技術分為高溫電解水制氫技術和低溫電解水制氫技。

高溫電解水制氫技術又稱SOEC電解水制氫技術，其工作溫度一般在500℃-1000℃之間，具有很高的電解制氫效率。但高溫制氫系統的核心設備電解槽強度不高，造成高溫制氫系統的出口壓力一般不會超過0.2MPa，從而造成儲氫前需要很大的電驅動氫氣預增壓裝置投入，還未商業化應用。

目前已經商業化應用的電解水制氫技術為低溫電解水制氫技術，一般分為純水制氫技術(又稱PEMEC制氫技術)和堿性電解水制氫技術。這兩種技術的特點是工作壓力能達到3MPa，純水制氫技術的工作溫度一般維持在65℃左右，堿性電解水制氫技術的工作溫度一般維持在85℃；此外，純水制氫技術所需的開機穩定時間短，而且其制取的氫氣含水量少、具有更高的氣體純度。但低溫電解水制氫技術的電解制氫效率較低。

發明內容

為了解決上述現有技術中的高溫電解水制氫技術無法商業化而低溫電解水制氫技術的電解制氫效率較低的問題，本發明提供一種高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置和方法。

根據本發明的高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置，其包括純水電解制氫系統、第一直流電源、高溫電解制氫系統、第二直流電源、引射器、純化裝置和儲氫瓶組，其中，純水電解制氫系統與第一直流電源連接以通過第一直流電源的接通來啟動純水電解制氫系統的產氫，高溫電解制氫系統與第二直流電源連接以通過第二直流電源的接通來啟動高溫電解制氫系統的產氫，純水電解制氫系統具有第一出口管路和第二出口管路，第一出口管路與純化裝置直接連接，引射器具有主氣路進口、側氣路進口和公共氣體出口，純水電解制氫系統的第二出口管路與引射器的主氣路進口連接，高溫電解制氫系統與引射器的側氣路進口連接，引射器的公共氣體出口與純化裝置連接，儲氫瓶組分別與純化裝置和高溫電解制氫系統連接。

優選地，該高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置還包括用氫設備，其中，儲氫瓶組的入口與純化裝置連接，儲氫瓶組的出口分別與高溫電解制氫系統和用氫設備連接。

優選地，該高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置還包括閥門組，其中，儲氫瓶組通過閥門組分別與高溫電解制氫系統和用氫設備連接以分配儲氫瓶組中的氣體。

優選地，該高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置還包括電驅動氫氣增壓裝置，其中，儲氫瓶組通過電驅動氫氣增壓裝置與純化裝置連接。

優選地，該高低溫電解水制氫儲氫耦合裝置還包括純水供應系統，其分別與純水電解制氫系統和高溫電解制氫系統連接以分別向純水電解制氫系統和高溫電解制氫系統供水。