一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112290064A(43)申请公布日2021.01.29(21)申请号202011010895.9C01B3/38(2006.01)(22)申请日2020.09.23C01B13/02(2006.01)(71)申请人武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所）地址430064湖北省武汉市洪山区南湖汽校大院(72)发明人袁斌王傲彭冰蓉李浩雷刚(74)专利代理机构武汉凌达知识产权事务所(特殊普通合伙)42221代理人刘念涛宋国荣(51)Int.Cl.H01M8/0606(2016.01)H01M8/0612(2016.01)H01M8/0662(2016.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统(57)摘要本发明公开了一种基于柴油重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，包括柴油储罐、柴油泵、双氧水储罐、双氧水泵、柴油预热器、柴油重整器、双氧水预热器、双氧水反应器、柴油脱硫反应器、分水器、燃料电池模块、收集水箱等；本发明利用柴油重整、脱硫获得富氢反应气，利用双氧水受热以及催化分解获得氧气，通过富氢反应气和氧气在燃料电池模块内发生化学反应，产生电能和热能，可满足缺氧或低氧的密闭空间对电能的迫切需求；本发明有效克服了现有技术方案能量密度低、补给便利性差、系统组成复杂、使用成本高等不足，在航空、航天、水下以及深地等密闭空间领域具有广阔的应用前景和潜在应用价值。CN112290064ACN112290064A权利要求书1/1页1.一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，其特征在于：包括柴油储罐（1）、双氧水储罐（3）、柴油预热器（5）、柴油重整器（6）、双氧水预热器（7）、双氧水反应器（8）、柴油脱硫反应器（9）、分水器（10）和燃料电池模块（11）；所述的柴油储罐（1）通过柴油泵（2）与柴油预热器（5）的冷侧进口连接，柴油预热器（5）的出口与柴油重整器（6）的柴油喷嘴（102）连接，柴油重整器（6）出口与双氧水预热器（7）的热侧进口连接，双氧水预热器（7）的冷侧进口通过双氧水泵（4）与双氧水储罐（3）连接，双氧水储罐（3）内存储的双氧水溶液经双氧水泵（4）增压后进入双氧水预热器（7），预热后的双氧水在双氧水反应器（8）内催化剂的作用下分解为水和氧气，双氧水反应器（8）出口的一路混合气体进入柴油重整器（6）的氧气喷嘴（101），来自柴油储罐（1）的柴油产品经柴油泵（2）增压后进入柴油预热器（5），经柴油喷嘴（102）分散为雾状在柴油重整器（6）内催化剂的作用下与来自于氧气喷嘴（101）的氧气及水蒸气发生重整反应，生成的高温氢气重整气进入双氧水预热器（7）对冷态双氧水进行预热，双氧水预热器（7）连接柴油脱硫反应器（9）后与燃料电池模块（11）的阳极接口连接，经初步冷却的氢气重整气进入柴油脱硫反应器（9）中经过脱硫处理后进入燃料电池模块（11）阳极，双氧水反应器（8）出口的另一路混合气体通过分水器（10）脱除液态水后进入燃料电池模块（11）的阴极，与来自柴油脱硫反应器（9）的氢气重整气在燃料电池模块（11）内发生电化学反应，产生电能供外部负载使用，所述燃料电池模块（11）阴、阳极的尾气出口与柴油预热器（5）热侧进口连接，电化学反应产生的尾气经柴油预热器（5）与柴油产品换热后，排放到燃料电池发电系统外部。2.根据权利要求1所述的一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，其特征在于，所述柴油储罐（1）中的柴油产品为普通市售柴油、生物柴油或柴油替代物。3.根据权利要求1所述的一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，其特征在于，所述双氧水储罐（3）中的双氧水溶液体积浓度为10%～100%。4.根据权利要求1所述的一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，其特征在于，所述柴油重整器（6）中使用的催化剂为小球状的镍钌或钆掺杂氧化铈或CGO。5.根据权利要求1所述的一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，其特征在于，所述双氧水反应器（8）中使用的催化剂为小球状的铂或钆掺杂氧化铈或CGO。6.根据权利要求1所述的一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，其特征在于，所述的柴油脱硫反应器（9）中的脱硫剂为氧化锌。7.根据权利要求1所述的一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，其特征在于，所述的分水器（10）的液态水出口经连接管与收集水箱（12）连接。8.根据权利要求1所述的一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统，其特征在于，所述的燃料电池模块（11）可质子交换膜燃料电池或固体氧化物燃料电池。2CN112290064A说明书1/4页一种基于重整制氢的密闭空间燃料电池发电系统技术领域[000