[发明专利]一种可逆循环绿色能源转换系统及转换方法

权利要求书

1.一种可逆循环绿色能源转换系统，其特征在于，包括：结构对称的固体氧化物燃料电池SSOFC和固体氧化物电解池SSOEC，所述结构对称的固体氧化物燃料电池SSOFC和固体氧化物电解池SSOEC阳极和阴极材料一致，电解质采用阳离子导体和质子导体的致密陶瓷薄膜；其中：

固体氧化物燃料电池SSOFC，用于将发电产生电能为用户和固体氧化物电解池SSOEC的产氢系统提供电能；

固体氧化物电解池SSOEC，用于在电极材料的催化作用下将高温水蒸气生成氢气和氧气；

燃料供给控制系统，通过控制燃料气的流速将燃料气提供给固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆；

热管理系统，用于将固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆所产生的热量回收，为高温水蒸气产生系统提供热源；

氧化气供给控制系统，用于收集固体氧化物电解池SSOEC的产氢系统阳极侧所产生的氧气，为固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆供氧；

气体分离系统，用于将固体氧化物电解池SSOEC的产氢系统产生氢气和水蒸汽混合气进行干燥、分离，为固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆提供纯氢气；

所述固体氧化物燃料电池SSOFC通过燃料供给控制系统与燃料存储罐相连通，固体氧化物燃料电池SSOFC一路连通热管理系统，另一路连通用户；热管理系统经高温水蒸气产生系统连通水蒸气供给控制系统至固体氧化物电解池SSOEC，固体氧化物电解池SSOEC一路依次经氧化气供给控制系统、氧气循环系统连通至固体氧化物燃料电池SSOFC，另一路经气体分离系统连通燃料供给控制系统至固体氧化物燃料电池SSOFC；

所述固体氧化物燃料电池SSOFC和固体氧化物电解池SSOEC可互换使用。

2.根据权利要求1所述的一种可逆循环绿色能源转换系统，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池SSOFC分别通过燃料供给控制系统供给燃料气，通过空气进口供给空气，通过固体氧化物电解池SSOEC产生的氧气经氧化气供给控制系统和氧气循环系统供给氧气。

3.根据权利要求1所述的一种可逆循环绿色能源转换系统，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池SSOFC通过DC/AC转化器分别连接至用户和固体氧化物电解池SSOEC。

4.根据权利要求1所述的一种可逆循环绿色能源转换系统，其特征在于，所述气体分离系统与燃料供给控制系统之间设有储放氢系统。

5.一种可逆循环绿色能源转换方法，其特征在于，包括两种模式：

A模式：SSOFC发电-SSOEC产氢

1)开启燃料存储罐，将燃料气氢气通过燃料供给控制系统调节控制通入固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆阳极侧的燃料气的流速；

2)同时，在固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆阴极侧通入氧化气氧气，控制进氧量；并开启空气进口阀，调节进入SSOFC发电电池堆的空气流量；

3)加热固体氧化物燃料电池SSOFC至一定温度，发电产生的电能通过DC/AC转化器将发出的直流电转换为交流电，实现发电功能，分别为用户和SSOEC产氢系统供电；

4)固体氧化物电解池SSOEC的产氢系统在阴极侧通入高温水蒸气，加热至一定温度后，则在阴极产生氢气和水蒸气，阳极产生氧气；实现产氢功能，为固体氧化物燃料电池SSOFC发电电池堆提供氢气和氧气；

5)阳极产生氧气经氧化气供给控制系统和氧气循环系统至固体氧化物燃料电池SSOFC发电电池堆；

6)在阴极产生氢气和水蒸气的混合气经气体分离系统连通至燃料供给控制系统至固体氧化物燃料电池SSOFC发电电池堆；

B模式：SSOFC产氢-SSOEC发电

7)固体氧化物燃料电池SSOFC两端阳极和阴极分别停止通入燃料气和氧化气，并同时通入惰性气体作为保护气氛；然后在阴极端通入高温水蒸气，随后停止通入惰性气体，则转换为SSOFC产氢-SSOEC发电模式。

6.根据权利要求5所述的一种可逆循环绿色能源转换方法，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池SSOFC产生的余热经热管理系统、高温水蒸气产生系统、水蒸气供给系统至固体氧化物电解池SSOEC产氢系统。