[發明專利]一種燃料電池共電解H2

在審

• 申請號: 202111096578.8
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN114182268A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 米爍東;包成;胡浩然;劉亞迪
• 申請（專利權）人: 北京思偉特新能源科技有限公司
• 主分類號: C25B3/03
• 分類號: C25B3/03;C25B9/60;C25B9/67;H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/0606;H01M8/0662
• 代理公司: 北京共騰律師事務所 16031
• 代理人: 姚星

本發明提供一種燃料電池共電解H₂O和CO₂合成甲烷系統，包括SOEC、空氣壓縮加熱系統、循環式碳氫補償系統和甲烷制備系統；所述空氣壓縮加熱系統：將空氣進行導入后在通過第一電加熱器加熱后在導入SOEC電解生成CO和O₂，在將O₂進行排出；所述循環式碳氫補償系統：將水進行蒸發和制備甲烷過程中剩余的CO和CO₂和水蒸氣一起經過第二電加熱器加熱后在導入至SOEC進行電解補氫；所述甲烷制備系統：將SOEC內電解后的CO、H₂和水蒸氣一起分離在通過甲烷化反應器制備得到CO₂和CH₄在進行循環和排放。本發明通過產生的氣體不再以高壓形態存儲在儲氣罐中，而是通過甲烷化反應進一步轉化為甲烷燃料。

技術領域

本發明涉及燃料電池電解H₂O和CO₂技術領域，主要涉及一種燃料電池共電解H₂O和CO₂合成甲烷系統。

背景技術

目前，常見的典型SOEC系統在陰極側，空氣經過風機壓縮后，通過和電堆電解產生的高溫氧氣換熱后再通過電加熱器，將空氣加熱至預期電堆進口溫度后進入電堆；在陽極側，水箱中的液態水按照設定需求量經由水泵泵出，通過蒸汽發生器汽化為氣態水后和循環回來的一部分氫氣混合，混合氣一起進入換熱器和電堆電解產生的陽極氫氣換熱后再進入電加熱器，將混合氣加熱至預期溫度后進入電堆；陽極產生的氣體經過換熱后進入冷凝器，將氣態水冷凝為液態水，通過水氣分離后，液態水收集回水箱繼續循環使用，分離得到的氫氣經壓縮后儲存在高壓儲氫罐中。

但是，現有的SOEC系統產生的燃料為氫氣，氫氣過于活潑，安全性存在問題。

發明內容

發明提供一種燃料電池共電解H₂O和CO₂合成甲烷系統，用以解決背景技術中提出的技術問題。

為實現上述目的，發明提供如下技術方案：一種燃料電池共電解H₂O和CO₂合成甲烷系統，包括SOEC、空氣壓縮加熱系統、循環式碳氫補償系統和甲烷制備系統；

所述空氣壓縮加熱系統：將空氣進行導入后在通過第一電加熱器加熱后在導入SOEC電解生成CO和O₂，再將O₂進行排出；

所述循環式碳氫補償系統：將水進行蒸發和制備甲烷過程中剩余的CO和CO₂和水蒸氣一起經過第二電加熱器加熱后在導入至SOEC進行電解補氫；

所述甲烷制備系統：將SOEC內電解后的CO、H₂和水蒸氣一起分離在通過甲烷化反應器制備得到CO₂和CH₄在進行循環和排放。

進一步的，所述空氣壓縮加熱系統包括第一風機，所述第一風機可拆卸連接第一連接管，所述第一連接管一端可拆卸連接第一換熱器，所述第一換熱器可拆卸連接第二連接管，所述第二連接管上設有所述第一電加熱器，且所述第二連接管一端可拆卸連接所述SOEC，所述SOEC上設有排氣管，所述排氣管可拆卸連接所述第一換熱器，且所述排氣管內氣體在所述第一換熱器內與所述第一連接管導入的壓縮空氣錯位加熱，在進行排出。

進一步的，所述循環式碳氫補償系統包括第二風機，所述第二風機一端可拆卸連接第三連接管，所述第三連接管可拆卸連接所述甲烷化反應器，且所述第三連接管上可拆卸連接CO₂氣瓶，所述第二風機另一端可拆卸連接第四連接管，所述第四連接管貫穿第二換熱器連接所述SOEC，且所述第四連接管上設有所述第二電加熱器。