[实用新型]一种甲醇水氢燃料电池电源系统

说明书

本实用新型公开了一种甲醇水氢燃料电池电源系统，属于燃料电池技术领域，包括燃料电池模块、制氢模块、燃料供给模块、气体稳压模块，气体稳压模块包括缓冲罐，设置在缓冲罐内部的第一压力传感器，设置在缓冲罐上的安全阀，与缓冲罐连接的第一电磁阀，节流阀，缓冲罐分别连接制氢模块与燃料电池模块，第一电磁阀与节流阀串联，通过安全阀及第一电磁阀维持气体稳压模块的气压平衡，在系统需要持续运行时，对气体稳压模块进行自动泄压或主动泄压，保证气压在一个平衡范围，以此维持系统的持续运行，具有可满足毫秒级对接的要求，气压、液压平衡度好，系统持续运行时间长、设备衔接性及控制精度高的优点。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种甲醇水氢燃料电池电源系统。

背景技术

随着燃料电池技术的发展，氢燃料电池逐渐被业界认识到在后备电源领域具有广阔的应用前景，被认为是取代蓄电池和柴油发电机作为后备电源的最有应用前景的新能源技术。目前，国外已开发出相应的产品，功率普遍在5kW以下，并且具有大量应用实例，国内在大功率燃料电池系统上也做过深入研究。截至目前为止，已经在国外商业化应用数千套,主要用于替代传统铅酸蓄电池。目前上述场合使用的备用电源以铅酸电池为主，但铅酸电池回收可能带来污染，而氢燃料电源系统是一种清洁、持久的供电系统。氢燃料电池的启动速度较快，输出电能较稳定，环境适应能力强，能够满足各个行业后备电源的需要；电化反应唯一产生的副产品即纯净水，节能环保，完全避免了铅、硫酸以及其他酸性污染物排放。

国内虽有少量通讯基站使用氢燃料电池供电系统代替铅酸蓄电池组作为停电时的后备电源，但其储氢单元由储氢罐、汇流排、控制阀等构成，而储氢罐一般使用国标T40钢瓶，并被安放在室外，有利于解决氢气的安全性和更换气瓶的方便性问题。但是，T40钢瓶自重55kg，单瓶储氢量最多6平方，按600-800L/kWh计算，每瓶只能产生7.5-10kWh的电量，只能满足小功率的基站备电要求。如果要满足大功率备电，则要增加钢瓶数量，如此，安全性降低或增加复杂控制，增加综合成本。

同时，也有使用甲醇水作为储氢的解决方案，例如广东能态科技有限公司的专利号CN201610884772.5产品一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机，并于2016年起在中国铁塔户外基站投入使用，截止目前，该专利产品已正式下线，主要原因是，一作为备用电源，其启动时间难以满足毫秒级对接的要求；二是作为主用电源，其稳定性、可靠性难以满足7×24小时，甚至更长持续运行时间。归根结底，化学制氢速度慢，仅靠甲醇水重整制氢提供氢气给燃料电池，是无法满足毫秒级对接的要求的，并且其制氢模块、进液模块之间的两者之间的气压、液压平衡无法保证，无法按需制氢，造成能耗高。同时，经常出现液压、温度超压超温，造成其制氢模块核心部件钯管损坏，致使系统无法正常运行。在其专利文件中提到的“甲醇水重整制氢发电机还存在以下缺陷：一是，甲醇水重整制氢发电机，其重整器内部祈要在纯净的环境，使重整反应后生成的H₂和CO₂经过分离室的钯膜分离器时，减少对钯膜分离器的损害，延长重整器的使用寿命，但是，现有的甲醇水重整制氢发电机缺少对重整器内进行抽真空的系统，重整器及与之连接的其它系统长期处于有污染的环境中，重整制氢的效果差、制氢量小以及钯膜使用寿命短，二是，现有用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机对于甲醇水量的液位缺少有效的监控，往往会因不知存储的甲醇水耗尽，使制氢停止，通信基站断电而影响信号的传送，三是，甲醇水重整制氢发电机各部分系统之间配合差，电控系统控制不稳定，甲醇水重整制氢发电机在启动时需要外接电源供电，制氢系统的重整制氢装置及启动装置由相互独立的送液系统输送原料液体，成本较高、衔接性差、控制不精准。”并未在上述专利文件中表述清楚，而实际产品仅解决了其中的部分问题。

综述所述现有技术仍存在以下缺陷：

储能量低；

仅靠化学制氢，无法满足燃料电池的用气需求，无法满足用电要求的毫秒级对接；

抽真空并不能完全减少对钯膜分离器的损害，延长重整器的使用寿命；