[发明专利]用于液流电池的氢气浓度控制系统

说明书

本发明提出一种用于液流电池的氢气浓度控制系统，该系统包括：电解液储罐，用于存放电解液，并接收来自燃料电池的氢气浓度较低的气体，使电解液中混合的氢气与氢气浓度较低的气体混合后生成氢气浓度较高的气体，并传输至燃料电池；燃料电池，用于接收氢气浓度较高的气体，并与空气中的氧气发生反应，以消耗氧气及系统中的氢气，使氢气浓度降低，并将产生的氢气浓度较低的气体发送至电解液储罐。本发明能够解决液流电池系统的氢气安全问题，同时减少排放，使系统更加安全环保，并且不消耗惰性气体，不用定期补充，减少了运行维护成本，同时也可以降低对于化工系统设计的要求，降低对于场地和设备防爆等级的要求，使系统的总成本降低。

技术领域

本发明涉及液流电池技术领域，特别涉及一种用于液流电池的氢气浓度控制系统。

背景技术

近年来，大规模储能需求快速增长，锂电池及铅酸电池作为最成熟的储电技术，仍存在较多局限性，且短时间难以克服。因此液流电池逐渐成为发展的热门方向。其中成本相对较低的水系液流电池，如全钒液流电池、铁铬液流电池等，均不同程度的存在析氢问题。尽管氢气产生的速度和总量均很低，但仍然会在储罐内不断聚集，浓度不断升高，进而带来燃爆风险。因此需要对系统内的氢气浓度进行的控制，确保安全。

目前相关技术(公开号：CN103326049B)中提出了一种液流电池的氢气排出系统，如图1所示，采用惰性气体置换方式。其中，1为惰性气体储气罐，2为电解液储罐。当氢气浓度传感器10监测到氢气浓度达到上限时，阀门6打开，1中的惰性气体注入储罐2，将氢气稀释到安全范围，并排出。然而，该系统会不断消耗惰性气体，且惰性气体需要定期补充，增加运行和维护成本。另外，排放的过程中，难免将系统中的其他易挥发物质一并排出，造成污染。

另一种相关技术(公开号：CN107195930A)提出了一种全钒液流电池储能电站储液罐气体在线控制装置及方法。如图2所示，同样采用惰性气体置换方式，5、6为氢气浓度传感器，当氢气浓度达到上限时，控制系统1控制阀门打开，惰性气体站2将输送惰性气体至储罐3、4等中，将氢气置换出去。同样的，该方法会不断消耗惰性气体，且惰性气体需要定期补充，增加运行和维护成本。另外，排放的过程中，难免将系统中的其他易挥发物质一并排出，造成污染。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种用于液流电池的氢气浓度控制系统，该系统能够解决液流电池系统的氢气安全问题，同时减少排放，使系统更加安全环保，并且不消耗惰性气体，不用定期补充，减少了运行维护成本，同时也可以降低对于化工系统设计的要求，降低对于场地和设备防爆等级的要求，使系统的总成本降低。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种用于液流电池的氢气浓度控制系统，包括：电解液储罐，用于存放电解液，并接收来自燃料电池的氢气浓度较低的气体，使电解液中混合的氢气与所述氢气浓度较低的气体混合后生成氢气浓度较高的气体，并将所述氢气浓度较高的气体传输至所述燃料电池；所述燃料电池，用于接收所述氢气浓度较高的气体，并与空气中的氧气发生反应，产生所述氢气浓度较低的气体，将所述氢气浓度较低的气体发送至所述电解液储罐。

另外，根据本发明上述实施例的用于液流电池的氢气浓度控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述电解液储罐中还具有惰性气体。

在一些示例中，还包括：鼓风机，所述鼓风机分别与电解液储罐和所述燃料电池相连，用于将所述氢气浓度较高的气体送入所述燃料电池。

在一些示例中，所述燃料电池为预设类型和容量的电池。

在一些示例中，氢气浓度监测装置，与所述电解液储罐相连，用于对所述氢气浓度较高的气体中的氢气浓度进行监测。

在一些示例中，当所述氢气浓度达到预设浓度时，所述鼓风机开启，将所述氢气浓度较高的气体送入所述燃料电池。