[发明专利]一种甲烷水合物用做燃料电池的分解-电解装置

说明书

本发明涉及甲烷水合物用做燃料电池的分解‑电解装置，可有效解决煤矿瓦斯中低浓度煤矿瓦斯大量排空的问题，其解决的技术方案是，包括反应釜体，反应釜体上设置有连通反应釜内壁的水合物进口，反应釜外壁上分别设置有温度传感器、压力监控模块，反应釜内壁与氧气供应罐相连通，反应釜顶部设置有负载，第一负载经质子交换膜与甲烷燃料电池负极、甲烷燃料电池正极电联接，第二负载经电解质与氢燃料电池负极、氢燃料电池正极电联接，本发明以低浓度瓦斯为原料经过一系列反应处理形成燃料电池，以水合物的形式进行储存和运输，以燃料电池的形式为煤矿提供能源供给，是燃料电池的分解‑电解装置上的创新。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是一种甲烷水合物用做燃料电池的分解-电解装置。

背景技术

对于能源利用来说，研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术已经成为实现绿色化发展的重要趋势，而燃料电池技术的应用被普遍视为一种有效的解决方案，甲烷是进入未来碳约束世界的过渡燃料，也是重要的温室气体，CH₄和水电解之后的H₂均是优质的燃料电池原料，由于甲烷气体储运过程存在较大的瓦斯气体爆炸风险，采用水合物法运输和保存成为可靠的方法。

在煤矿生产中，考虑煤矿地理位置和特征比较复杂，不便于交通运输和能源供给，能源供给困难、利用效率低，而煤矿瓦斯中大量排空的低浓度煤矿瓦斯如何有效利用也是一大难题，为直接有效的提高甲烷水合物的能源利用效率，降低过程中的能量损耗，必须进一步提高甲烷水合物的高效利用率，因此，发明一种以甲烷水合物为原料直接进行供电的燃料电池势在必行。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种甲烷水合物用做燃料电池的分解-电解装置，可有效解决煤矿瓦斯中低浓度煤矿瓦斯大量排空的问题。

本发明解决的技术方案是，包括反应釜体，反应釜体上设置有连通反应釜内壁的水合物进口，反应釜外壁上分别设置有温度传感器、压力监控模块，反应釜内壁与氧气供应罐相连通，反应釜顶部设置有负载，第一负载经质子交换膜与甲烷燃料电池负极、甲烷燃料电池正极电联接，第二负载经电解质与氢燃料电池负极、氢燃料电池正极电联接，直流电源正极与阳极板相连，直流电源负极与阴极板相连，反应釜内壁装有与浮球式液位传感器相连接的液位计探头。

本发明以低浓度瓦斯为原料经过一系列反应处理形成燃料电池，低浓度瓦斯得到高效利用，以水合物的形式进行储存和运输，以燃料电池的形式为煤矿提供能源供给。解决了煤矿瓦斯中低浓度煤矿瓦斯大量排空问题，是燃料电池的分解-电解装置上的创新。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1给出，本发明包括反应釜体，反应釜体上设置有连通反应釜内壁2的水合物进口1，反应釜外壁3上分别设置有温度传感器8、压力监控模块12，反应釜内壁2与氧气供应罐19相连通，反应釜顶部设置有负载，第一负载18a经质子交换膜6与甲烷燃料电池负极4、甲烷燃料电池正极5电联接，第二负载18b经电解质11与氢燃料电池负极9、氢燃料电池正极10电联接，直流电源17正极与阳极板15相连，直流电源17负极与阴极板14相连，反应釜内壁2装有与浮球式液位传感器16相连接的液位计探头。

为了保证使用效果，所述的第一负载18a为变压器，燃料电池经过变压器变压转换连接到煤矿检测设备（矿井通风设备、气体探测器、瓦斯泄露检测器等）上。

所述的第二负载18b为变压器，燃料电池连接变压器，经过变压器变压转换连接到生活电器（灯光、充电插口等）上。

所述的压力监控模块12为扩散硅压力变送器。

所述的反应釜内壁2为奥氏体不锈钢。

所述的阳极板15、阴极板14均为不锈钢板。