[發(fā)明專利]一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110445264.8
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113054889A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧惠民;盧小溪;曹媛;劉建學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南易航新材料科技有限公司
• 主分類號: H02S10/12
• 分類號: H02S10/12;H02J7/35;H02J7/14;F03D9/19;H01M8/0656
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，包括：新能源發(fā)電系統(tǒng)、鋁電解槽、鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)和燃料電池發(fā)電系統(tǒng)；

所述新能源發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和三層液儲能系統(tǒng)；

所述鋁電解槽用于以氧化鋁作為原料電解得到液態(tài)鋁并釋放氧氣；所述液態(tài)鋁用于制備鋁陽極板或鋁粉；

所述鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)用于以所述鋁陽極板作為陽極發(fā)電，釋放氫氣，并生成副產(chǎn)物氧化鋁以作為所述鋁電解槽的原料；

所述鋁粉用于水解釋放氫氣，并生成副產(chǎn)物氧化鋁以作為所述鋁電解槽的原料；

所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)用于以所述鋁電解槽釋放的氧氣、所述鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)釋放的氫氣和所述鋁粉水解釋放的氫氣為原料發(fā)電，并生成副產(chǎn)品水以作為所述鋁粉水解的原料；

所述新能源發(fā)電系統(tǒng)分別與所述鋁電解槽、所述液態(tài)鋁制備鋁陽極板的設(shè)備以及所述液態(tài)鋁制備鋁粉的設(shè)備電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：AC/DC變換器、第一DC/DC變換器、第二DC/DC變換器、DC母線、第三DC/DC變換器和第一DC/AC變換器；

所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過所述AC/DC變換器與所述DC母線電連接；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)通過所述第一DC/DC變換器與所述DC母線電連接；所述三層液儲能系統(tǒng)通過所述第二DC/DC變換器與所述DC母線電連接；所述DC母線通過所述第三DC/DC變換器與所述鋁電解槽電連接；所述DC母線通過所述第一DC/AC變換器分別與所述液態(tài)鋁制備鋁陽極板的設(shè)備以及所述液態(tài)鋁制備鋁粉的設(shè)備電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：供電變換器；所述鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)和所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)均通過所述供電變換器為用電設(shè)備供電；所述供電設(shè)備為直流負載、交流負載和國家電網(wǎng)中的至少一者。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述供電變換器包括第四DC/DC變換器和/或第二DC/AC變換器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述三層液儲能系統(tǒng)處于真空環(huán)境中，所述三層液儲能系統(tǒng)包括：儲能槽、陽極結(jié)構(gòu)、陰極結(jié)構(gòu)、耐火結(jié)構(gòu)、陽極液態(tài)金屬合金、陰極液態(tài)金屬和第一電解質(zhì)；

所述耐火結(jié)構(gòu)將所述儲能槽劃分為加料區(qū)和儲能區(qū)；所述加料區(qū)的底部出料口與所述儲能區(qū)連通；所述儲能區(qū)由底向上依次放置所述陽極液態(tài)金屬合金、所述第一電解質(zhì)和所述陰極液態(tài)金屬；所述陽極結(jié)構(gòu)與所述陽極液態(tài)金屬合金接觸；所述陰極結(jié)構(gòu)與所述陰極液態(tài)金屬接觸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述陽極結(jié)構(gòu)包括陽極導(dǎo)線和陽極石墨塊；所述陰極結(jié)構(gòu)包括陰極導(dǎo)線和陰極石墨塊；所述陽極液態(tài)金屬合金的底部與所述陽極石墨塊接觸設(shè)置；所述陽極石墨塊的底部設(shè)置陽極導(dǎo)線；所述陰極液態(tài)金屬的表面接觸設(shè)置所述陰極石墨塊；所述陰極導(dǎo)線與所述陰極石墨塊連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述陽極液態(tài)金屬合金為液態(tài)Sn-Bi，所述陰極液態(tài)金屬為液態(tài)金屬Li，所述第一電解質(zhì)為LI-KI電解質(zhì)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述鋁電解槽包括反應(yīng)槽、陽極、陰極和第二電解質(zhì)；所述反應(yīng)槽的底部插入所述陰極；所述反應(yīng)槽的側(cè)壁上插入所述陽極；所述反應(yīng)槽內(nèi)放置所述第二電解液；當(dāng)有氧化鋁進入所述反應(yīng)槽后，所述陰極所在的第一設(shè)定區(qū)域內(nèi)析出液態(tài)鋁，所述陽極所在的第二設(shè)定區(qū)域內(nèi)釋放氧氣。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述陽極為Ni-Fe-Al₂O₃金屬陶瓷，所述陰極由鋼表面噴涂TiB₂制成，所述第二電解質(zhì)為NaF-AlF₃-BaF₂-CaF₂熔體。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，其特征在于，所述鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)包括電池堆主體結(jié)構(gòu)；

所述電池堆主體結(jié)構(gòu)包括單電池容器、濾網(wǎng)、廢液箱、儲液箱和泵送裝置；所述單電池容器內(nèi)放置單電池；所述單電池容器的底部開設(shè)排液孔；所述濾網(wǎng)設(shè)置在所述單電池容器的底部；所述濾網(wǎng)為抽屜結(jié)構(gòu)，所述濾網(wǎng)的上部與所述單電池容器的下表面貼合，所述濾網(wǎng)的下部為金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；所述濾網(wǎng)的下方設(shè)置所述廢液箱；所述儲液箱通過所述泵送裝置與所述單電池容器連通。