1.一种基于电解制氢技术的耦合氢燃料电池发电系统,其特征在于,包括:电解制氢单元、氢气缓冲单元和氢燃料电池单元;
所述电解制氢单元由电解液进样箱(1)和电解槽(2)构成;用于利用电解制氢技术获得高纯氢气;所述电解液进样箱(1)的内部装有有机小分子溶液;
所述氢气缓冲单元包括一个氢气缓冲罐(6)、一个缓冲罐进气口(4)、一个缓冲罐出气口(7)和一个缓冲罐压力表(5)组成;所述缓冲罐进气口(4)设置于氢气缓冲罐(6)与氢气出口(3)相连的管道上;所述缓冲罐出气口(7)和二级减压阀(8)设置于氢气缓冲罐(6)与氢燃料电池单元相连的管道上,所述二级减压阀(8),用于调节氢气出口压力,让氢气流入氢燃料电池氢气入口(9);
所述氢燃料电池单元由氢燃料电池(12)、空压机(11)、氢气循环泵(14)和DC/DC控制器(15)组成;所述氢燃料电池(12)与氢气循环泵(14)管道连接,所述氢燃料电池(12)与空压机(11)管道连接,所述氢燃料电池(12)与DC/DC控制器(15)电连;氢气从氢气入口(9)进入氢燃料电池(12)的电堆后,经氢气出口(13)流出到氢气循环泵(14)后循环回到氢气入口(9),空压机(11)将空气到氧气入口(10)通入所述电堆中得到电流,所述电流经DC/DC控制器(15)后对外供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于电解制氢技术的耦合氢燃料电池发电系统,其特征在于,所述氢燃料电池发电系统能在直接携带电解制氢设备下进行现场制氢以及发电。
3.一种基于电解制氢技术的耦合氢燃料电池发电方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
(1)采用电解制氢技术获得高纯氢气,所述电解制氢技术为:将双金属氧化物催化剂涂覆在金属Ni板上作为阳极,以Pt/C催化剂、金属Ni板或泡沫Ni网为阴极,装配于密封的电解槽(2)中,以电解液进样箱(1)中的有机小分子溶液作为电解液,当电解液流入电解槽(2)时对电解槽(2)进行通电电解,发生析氢反应产生的高纯氢气;
(2)将步骤(1)得到的高纯氢气通入氢气缓冲罐(6)中储存,所述氢气缓冲罐(6)采用
316不锈钢材质;
(3)将步骤(2)储存的高纯氢气输出经过缓冲罐出气口(7)后,再通过减压阀(8)对通入高纯氢气调压后进入氢燃料电池单元,即将调压后的高纯氢气从氢气入口(9)进入氢燃料电池(12)的电堆后,经氢气出口(13)流出到氢气循环泵(14)后循环回到氢气入口(9),空压机(11)将空气到氧气入口(10)通入所述电堆中得到电流,所述电流经DC/DC控制器(15)后对外供电,通过调节产氢的速率和氢气入口流量来改变系统的输出功率。
4.根据权利要求2所述的一种基于电解制氢技术的耦合氢燃料电池发电方法,其特征在于,所述步骤(2)电解制氢技术中的电解液为有机小分子液体和水的混合溶液,其中有机‑1小分子的浓度为0.5‑5mol L ;所述有机液体小分子为含碳氧生物小分子甲醛、甲醇、乙二醇或尿素中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的一种基于电解制氢技术的耦合氢燃料电池发电方法,其特征在于,所述步骤(1)中阳极的材料为过渡族双非贵金属氧化物催化剂,具体为过渡族非贵金属为Fe、Co、Ni中的任意两种组合。
6.根据权利要求2所述的一种基于电解制氢技术的耦合氢燃料电池发电方法,其特征在于,所述步骤(1)电解制氢技术中的阳极反应由有机小分子的电化学氧化反应代替了普通制氢技术的氧析出反应。
7.根据权利要求2所述的一种基于电解制氢技术的耦合氢燃料电池发电方法,其特征‑2
在于,所述步骤(1)中的电解槽(2)的通入的电流为0.5‑1A cm 。
8.根据权利要求2所述的一一种基于电解制氢技术的耦合氢燃料电池发电方法,其特征在于,所述步骤(2)中的氢气缓冲罐(6)内压力控制在1Mpa以下,出口氢气压力通过减压阀调整为0.5‑1Bar。