[发明专利]制氢装置和燃料电池耦合制氢发电系统

说明书

本发明涉及一种制氢装置和燃料电池耦合制氢发电系统，包括：制氢装置，用于生产氢气；储氢装置，与制氢装置连接，储存来自制氢装置的氢气；质子交换膜燃料电池，与储氢装置连接，用于基于来自储氢装置的氢气，生成电能；电能储存部件，与质子交换膜燃料电池连接，储存来自质子交换膜燃料电池的电能；可逆固体氧化物燃料电池，分别与储氢装置、电能储存部件和质子交换膜燃料电池连接，在可逆固体氧化物燃料电池处于发电状态时，消耗储氢装置输送的氢气生成电能，并将生成的电能输送至电能储存部件；在可逆固体氧化物燃料电池处于制氢状态时，消耗质子交换膜燃料电池提供的电能生成氢气，并将生成的氢气输送至储氢装置。

技术领域

本发明涉及燃料电池测试技术领域，具体而言，涉及一种制氢装置和燃料电池耦合制氢发电系统。

背景技术

目前PEMFC电堆进行测试的过程中，会产生电能，目前PEMFC电堆工作主要利用瓶装高纯氢气作为原料气，消耗瓶装高纯氢气生成电能，而PEMFC电堆产出的电力一般是并入市政电网进行回收利用。而rSOC电堆在开机时同样需要用到高纯氢气作为原料气，而在电解反应时，需要用到市政电网电力。

因此，目前亟需提供一种能够为PEMFC电堆和rSOC电堆工作提供充足且符合纯度要求的燃料，且充分利用PEMFC电堆和rSOC电堆生成的电力，实现节能减排。

发明内容

本发明提供了一种制氢装置和燃料电池耦合制氢发电系统，能够为质子交换膜燃料电池和可逆固体氧化物燃料电池工作过程中提供符合要求的氢气和氮气，且能够充分利用质子交换膜燃料电池和可逆固体氧化物燃料电池工作过程中产生的电力，实现能源的循环利用，实现节能减排。

有鉴于此，本发明提出了一种制氢装置和燃料电池耦合制氢发电系统，包括：制氢装置，用于生产氢气；储氢装置，与所述制氢装置连接，储存来自所述制氢装置的氢气；质子交换膜燃料电池，与所述储氢装置连接，用于基于来自所述储氢装置的氢气，生成电能；电能储存部件，与所述质子交换膜燃料电池连接，储存来自所述质子交换膜燃料电池的电能；可逆固体氧化物燃料电池，分别与所述储氢装置、所述电能储存部件和所述质子交换膜燃料电池连接，在可逆固体氧化物燃料电池处于发电状态时，消耗所述储氢装置输送的氢气生成电能，并将生成的电能输送至所述电能储存部件，在可逆固体氧化物燃料电池处于制氢状态时，能够消耗所述质子交换膜燃料电池提供的电能生成氢气，并将生成的氢气输送至所述储氢装置。

在一些可选的实施例中，所述电能储存部件与所述制氢装置电连接。

在一些可选的实施例中，所述电能储存部件为蓄电池组。

在一些可选的实施例中，还包括供电部件，所述供电部件与所述电能储存部件电连接，所述供电部件为太阳能发电装置、风能发电装置、水能发电装置、潮汐能发电装置、地热能发电装置和市供电系统中的至少一种。

在一些可选的实施例中，还包括储能逆变器，所述电能储存部件通过所述储能逆变器与所述制氢装置电连接。

在一些可选的实施例中，所述储氢装置包括氢气纯化组件和储氢部件，所述氢气纯化组件和所述储氢部件连接；所述制氢装置与所述氢气纯化组件连接；所述可逆固体氧化物燃料电池分别与所述氢气纯化组件和所述储氢部件连接；所述质子交换膜燃料电池与所述储氢部件连接。

在一些可选的实施例中，所述制氢装置包括制氢电源柜、制氢部件和气液分离部件，所述制氢电源柜分别与所述储能逆变器和所述制氢部件电连接，所述气液分离部件分别与所述制氢部件和所述氢气纯化组件连接。

在一些可选的实施例中，所述制氢部件为碱性水电解槽、PEM电解槽和AEM电解槽中的任意一种。

在一些可选的实施例中，所述气液分离部件包括氢气分离部件、氧气分离部件和氧气储存部件，所述氢气分离部件和所述氧气分离部件分别与所述碱性水电解槽连接，所述氧气储存部件与所述氧气分离部件连接，所述氢气分离部件与所述氢气纯化组件连接。