[发明专利]一种多功能充电加氢站

说明书

本发明公开了一种多功能充电加氢站，包括固体氧化物燃料电池电堆模块、尾气燃烧室、燃料罐和空气鼓风机，空气鼓风机和燃料罐分别连接空气预热室与催化重整室，催化重整室连接有蒸汽发生器，尾气燃烧室的入口分别与电堆阴极、阳极的尾气出口连通，尾气燃烧室的出口分别与空气预热室及催化重整室的高温尾气入口连通，催化重整室出口与电堆阳极入口连通，空气预热室出口与电堆阴极入口连通；还包括充电装置、加氢装置及电解储氢装置；本发明电堆模块与有机液体装置之间具有良好的匹配联调性，电堆模块的尾气余热可为有机液体脱氢及加氢装置提供所需热量。

技术领域

本发明属于清洁能源燃料电池与有机液体充电加氢技术领域，更具体地涉及一种基于固体氧化物燃料电池电堆模块与有机液体联用的多功能充电加氢站。

背景技术

固体氧化物燃料电池电堆模块（SOFC）拥有高的发电效率、低成本（不需贵金属）、燃料适应性强、低的温室气体排放量等优点；同时，余热品质高、与燃气轮机或蒸汽机等联供，可实现能量综合利用率达80%，逐渐成为一种适合商业化的高效发电设备。因其主要工作在相对高的温度（500～800^oC），SOFC具有灵活的燃料选择性，除了传统的氢气（H₂），甲烷（CH₄）、天然气、沼气、甲醇、乙醇、石油气、柴油重整气等碳氢气体均可作为SOFC的燃料。

有机液体储氢材料技术主要是以不饱和芳香烃、烯炔烃、新型稠杂环有机分子等作为储氢载体，通过与氢气作为反应物发生可逆化学反应来实现储放氢。其可逆重量储氢密度高，远大于传统的高压气瓶储氢；而且在常温常压下以液态形式存在，闪点高，存储安全，可利用普通管道、罐车等设备快速完成物料补给；脱氢反应响应速度块，可以实现氢气即脱即用，非常适宜与燃料电池匹配使用；并且脱氢反应产生的氢气纯度高，在脱氢过程中也无任何尾气排放，清洁环保。

随着我国对新能源汽车发展的大力扶持，锂离子电动汽车、燃料电池汽车、电动自行车等已成为行业发展的趋势。由于燃料电池汽车往往采用的是质子交换膜燃料电池，只能使用高纯氢气，而现有加氢站，建造十分昂贵，非常稀有；锂离子电动汽车亦需要建造许多充电站，基础建设成本非常大。尤其，当这两种类型汽车行驶在高速、乡间公路时其加氢或充电需求很难得到满足，而对于目前燃油汽车所拥有的大量加油站，加氢站及充电站无法对其进行直接利用，相关改造费用也非常大。

常规解决上述燃料电池汽车加氢需求及锂离子电动汽车充电需求的方式有：（1）直接建造加氢站，但需建设加氢站的范围太广，基础设施成本较大，且需考虑氢气制、储、运等方面的问题；（2）从市电中架设专线，建立充电站，但存在成本高昂、电能传输过程中损失较大的缺点，增加了汽车充电成本；（3）在传统加油站配置燃油发电机，通过燃油燃烧发电，具有发电效率低、环境污染大、充电成本高的缺点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于固体氧化物燃料电池电堆模块与有机液体联用的多功能充电加氢站，从而充分利用现有加油（气）站等基础设施，实现燃料的高效能量利用，满足燃料电池汽车加氢及锂离子电动汽车充电需求。