[發明專利]一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統

在審

• 申請號: 202210873827.8
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN116470097A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 張銳明;劉若璐;李洪偉;楊瀚舟;吳焯峰;龔聰文;黃亮
• 申請（專利權）人: 北京瀚銳氫能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04029;H01M8/04089
• 代理公司: 佛山東平知識產權事務所(普通合伙) 44307
• 代理人: 龍孟華

1.一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，包括，高溫燃料電池電堆、供氫系統、熱管理系統和空氣供給系統；其特征在于：

所述供氫系統包括液態有機儲氫材料罐、儲氫材料輸送泵和催化床，所述液態有機儲氫材料罐通過第一循環管道與所述催化床構成循環回路，所述儲氫材料輸送泵設置在所述第一循環管道上、用來實現液態有機儲氫材料的循環催化放氫；所述催化床的氫氣出口與所述高溫燃料電池電堆的氫氣入口連接，為所述高溫燃料電池電堆提供氫氣；

所述熱管理系統包含散熱風扇、熱交換器、導熱液循環泵和溫度傳感器，所述散熱風扇用來對所述高溫燃料電池電堆進行風冷散熱，所述熱交換器用來吸收所述高溫燃料電池電堆排出的高溫熱空氣中的熱量，所述熱交換器通過第三循環管道與所述催化床構成循環回路，所述導熱液循環泵設置在所述第三循環管道上、用來實現所述熱交換器中的導熱液在所述熱交換器和所述催化床之間循環流動，為脫氫反應提供熱量；所述溫度傳感器設置在所述催化床的導熱液入口處、用于實時監測催化床的溫度；

所述空氣供給系統用來為所述高溫燃料電池電堆提供空氣。

2.根據權利要求1所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，還包括控制系統，所述控制系統與所述高溫燃料電池電堆、所述供氫系統、所述熱管理系統、所述空氣供給系統控制連接，用于實現協同工作。

3.根據權利要求1所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，所述高溫燃料電池電堆為固態氧化物燃料電池電堆或熔融碳酸鹽燃料電池電堆。

4.根據權利要求1所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，在所述液態有機儲氫材料罐上設有氫含量檢測計、用于實時監測液態有機儲氫材料中的氫含量；當液態有機儲氫材料中的氫含量低于設定值時，將液態有機儲氫材料從排出口排出，并通過加氫口注入富氫的液態有機儲氫材料。

5.根據權利要求1所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，所述催化床的內腔中設有脫氫催化劑結構和氣液分離結構，所述第一循環管道與所述催化床的內腔連通，所述第三循環管道局部位于所述催化床的內腔中為液態有機儲氫材料加熱。

6.根據權利要求1所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，所述空氣供給系統具有流量檢測裝置、壓力檢測裝置和濕度檢測裝置，用于控制進入所述高溫燃料電池電堆的空氣流量、壓力、濕度。

7.根據權利要求1所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，在所述高溫燃料電池電堆的氫氣入口和氫氣出口之間連接有第二循環管道，在所述第二循環管道上設有氫氣循環泵、用來實現過量氫氣的循環利用；

工作時，通過所述供氫系統產生過量的氫氣，過量的氫氣在所述高溫燃料電池電堆中反應后排出，部分經過所述第二循環管道回流至所述氫氣入口與新鮮的氫氣混合，部分則流經氫氣出口處的閥門后排出。

8.根據權利要求7所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，氫氣出口處的閥門定期開啟，以排出管路內部的廢氣。

9.根據權利要求1所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，所述液態有機儲氫材料為不飽和的烯烴、炔烴或芳香烴，所述催化床所采用的催化劑為鉑基催化劑和鈀基催化劑。

10.根據權利要求9所述的一種液態有機儲氫材料供氫的高溫燃料電池系統，其特征在于，所述液態有機儲氫材料為不飽和的雜環芳烴，所述催化劑為氧化鋁為載體的鉑催化劑。