[发明专利]能源独立型水电解燃料电池水动力汽车系统

说明书

本发明提供一种能源独立型水电解燃料电池水动力汽车系统。本发明提出的能源独立型水电解燃料电池水动力汽车系统包括：水电解处理部，在无外部供电的状态下利用通过供给得到的用水来执行水电解处理；气体控制部，调节通过水电解处理生产的氢气的压力，以气体压缩方式储存在氢储存部后供给；燃料电池，基于已供给的氢气生成电能；以及电力控制部，将所生成的电能作为用于能源独立型水电解燃料电池水动力汽车系统的动力来供给。

技术领域

本发明涉及一种能源独立型水电解燃料电池水动力汽车系统。

背景技术

水电解(电解)系统是通过电化学分解水来生成氢和氧的系统，与其它制氢方法相比，具有启动条件简单、体积小、能够获得高纯度氢的优点，属于备受关注的制氢技术。在对水进行电解的水电解领域中，典型的方法有固体氧化物电解法(Solid OxideElectrolysis，SOE)、聚合物电解质膜电解法(Polymer Electrolyte MembraneElectrolysis，PEME)、碱性电解法(Alkaline Electrolysis，AE)等。

在水电解领域中，高温蒸气电解法是利用分解水所需电能在高温下变得更低现象的方法，可实现以低电能进行高效率的水分解，与固体氧化物燃料电池(SOFC)的结构及原理相同，可以双向转换。

燃料电池采用使氢和氧进行电化学反应来生产电的方法，与内燃机相比，环境污染少、能源效率高，被认为是替代能源技术之一。尤其，将水电分解后生成氢气的水电解系统，在接近100％的氢纯度和作为副产品只排出氧的环保性方面备受瞩目。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池、磷酸燃料电池或熔融碳酸盐燃料电池等通过供电范围广及应用领域多样来持续成长，随着2013年修改有关新再生能源设备扶持的方针，被指定为能源生产量及修正系数6.5，不仅快速进入到公共机关义务设置市场，也快速进入到民间市场。

在燃料电池的应用领域中，运输领域集中在汽车市场，斗山燃料电池和ClearEdge Power通过合并来集中生产可向建筑及车辆提供的燃料电池。现代汽车从2018年1月份开始生产氢燃料电动车。

韩国能源技术研究院开发出了可回收利用高温高压的废热和蒸气的平管型高温水电解制氢技术，蔚山科学技术院开发出了如下的固体氧化物水电解电池，即，使燃料极(阳极)和空气极(阴极)材料形成双层并通过采用钙钛矿来在每小时生产0.9L的氢。

韩国公开专利第10-2005-0075628号涉及高温甲烷重整型混合动力水电解系统，属于如下的技术，即，可同时通过甲烷的蒸气重整反应和高温的水电解反应来生产氢，通过可将由甲烷自热反应生成的热量和甲烷的完全氧化反应或部分氧化反应生成的热量用于需满足高温运转条件的水电解器，与现有水电解系统相比，可有效利用能量、减少能耗。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供一种能源独立型水电解燃料电池水动力汽车，即，可为了应对气候变化而减少温室气体排放，为了履行适应气候变化的义务而在国家层面上减少使用化学燃料，可利用替代环保能源，通过随处可得的水来以环保的方式生产氢，从而可生产和使用能源。

解决问题的方案

根据一实施方式，本发明提出的能源独立型水电解燃料电池水动力汽车系统包括：水电解处理部，在无外部供电的状态下利用通过供给得到的用水来执行水电解处理；气体控制部，调节并供给通过水电解处理生产的氢气的压力；燃料电池，基于已供给的氢气生成电能；以及电力控制部，将所生成的电能作为用于能源独立型水电解燃料电池水动力汽车系统的动力来供给。

水电解处理部包括：太阳能面板，利用太阳能供给初期水电解处理中所需的电力，将其用作备用电力；分解部，通过供给得到经过过滤及净水的用水，来通过利用太阳能的氢电解产生清洁氢；氢纯化部，将所产生的氢通过氢纯化过程转化为高纯度的清洁氢；以及氢储存部，通过氢压缩来储存经纯化的氢。