[发明专利]一种基于波浪能供电的海上固体氧化物电解池共电解系统

说明书

本发明公开一种基于波浪能供电的海上固体氧化物电解池共电解系统，包括水蒸气生成单元、电解能量供给单元、二氧化碳生成单元、电解单元、换热单元以及分离储存单元；水蒸气生成单元，用于生成水蒸气与高温气体换热后进行电解反应；电解能量供给单元，用于生成电解单元所需电能；二氧化碳生成单元，用于生成二氧化碳进入电解单元反应；电解单元为固体氧化物电解池，用于共电解二氧化碳和水蒸气生成高温气体产物；换热单元为换热器，为水蒸气和电解的高温气体进行换热；本发明利用海水和清洁可再生能源波浪能提供电解能量，电解生成氢气和一氧化碳，充分发挥固体氧化物电解池共电解的优势；清洁高效无污染，同时尽可能利用能源减少能源浪费。

技术领域

本发明属于电化学制氢和一氧化碳领域，具体涉及一种基于波浪能供电的海上固体氧化物电解池共电解系统。

背景技术

化石能源的大量使用带来了严重的能源危机和环境污染，当前全球能源正在向高效、清洁、多元化方向转型，大规模可再生能源的发展已成为全球能源转型的重要趋势。近年来，我国可再生能源装机容量迅速扩大，可再生能源正逐步成为我国重要的能源供应来源。但由于可再生能源随机性、间歇性和波动性大的特点，严重阻碍了其大规模开发利用。储能是缓解可再生能源弃电问题的一种有效途径。但常规储能方式，如抽水蓄能、压缩空气储能和电池储能等，受地域性、存储容量和经济性等方面制约而难以满足要求。氢能作为一种新的二次能源载体，具有来源广泛、能量密度高、清洁无污染等优点，是当前最具发展潜力的高效替代能源。作为一种新型电化学储能方式，电解水制氢可有效弥补电能存储性差的短板，适应可再生能源对超大规模、长周期储能的需求，有力支撑高比例可再生能源发展，同时可与电力、热能等多种能源形式相互转换，且易于存储和运输，是目前最高效的长期、大规模储能方式之一。

固体氧化物电解池（SOEC电解池）采用全固态电池结构体系，具备高效率、低成本、长寿命等诸多技术优势。与低温电解相比，SOEC在高温下运行，可有效地降低电能消耗，提高系统能量转化效率，并且在电解水的同时能同步电解二氧化碳，生成的氢气和一氧化碳气体都具有相应的经济价值。

发明内容

针对上述问题情况，本发明的目的在于提供一种基于波浪能供电的海上固体氧化物电解池共电解系统，解决现有技术中存在的上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于波浪能供电的海上固体氧化物电解池共电解系统，包括水蒸气生成单元、电解能量供给单元、二氧化碳生成单元、电解单元、换热单元以及分离储存单元；

所述水蒸气生成单元，包括依次连接的海水收集装置、海水净化装置以及蒸发装置，用于生成水蒸气与电解单元生成的高温气体进行换热后进入电解单元进行电解反应；

所述电解能量供给单元，包括波浪能、波浪能收集装置、发电机以及发电机余热收集装置，用于生成供电解单元电解所需要的电能和热能；

所述二氧化碳生成单元为二氧化碳发生装置，用于生成二氧化碳进入电解单元进行电解反应；

所述电解单元，为固体氧化物电解池，用于共电解二氧化碳和水蒸气生成高温气体产物；

所述换热单元为换热器，为水蒸气生成单元产生的水蒸气和电解单元产生的高温气体进行换热；

所述分离储存单元，包括气体分离装置和储存装置。

作为本发明的技术方案，进一步的，所述蒸发装置的出口端与换热器的一入口端相连，所述固体氧化物电解池的出口端与换热器的另一入口端相连，在换热器内完成换热操作；所述换热器的一出口端与气体分离装置相连，换热器的另一出口端与固体氧化物电解池入口相连。