燃汽轮机

创新分享丨氢能应用水氢技术

发布时间:2023/7/30 13:18:36   
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氢能作为未来能源,其最好的应用方式就是燃料电池技术。燃料电池技术是将燃料的化学能直接转化为电能。区别于一般燃料发电采用热力循环的方式,如常规火力发电那样通过锅炉、汽轮机、发电机先将化学能转化为热能,再转化为机械能最后转化为电能,它一步到位,减少中间能量转换的损失,躲开了卡诺循环效率的束缚,可以实现更高的发电效率。

燃料电池的组成

燃料电池的基本单元组成:阳极、阴极和电解质。通过双极板将燃料电池的基本单元串联起来,就可以构成燃料电池系统,提供电力供应了。燃料电池的化学反应综合起来就是氢气和氧气反应生成水的过程,其中阳极(负极)为:2H2à4H++4e-,阴极(正极)为:O2+4H++4e-à2H2O。伴随着电池反应,电池向外输出电能。只要保持氢气和氧气的供给,该燃料电池就会连续不断地产生电能。

燃料电池的优点

1、净零排放:无颗粒物、二氧化硫排放,由于工作温度较低,基本没有氮氧化物排放。

2、低碳排放:一方面高效发电,另一方面采用低碳燃料,比燃煤发电具有更低的碳排放。

3、能量密度高:单MW占地仅为㎡,远低于燃气分布式能方式,适合城市分布式发电。

4、复制性强:模块化生产,组装方便,便于复制应用。

5、清洁高效:采用氢能或者天然气等清洁燃料,发电效率可达40%~60%以上,热电效率可达90%。

燃料电池的瓶颈

首先,制造出氢气势必要用容器进行储存,而气态储氢需要使用高压气罐将氢气压缩、储存到碳纤维包裹的铝制气瓶中,气体压力可高达个大气压,气态储氢存在储氢量小、安全性差等缺点;而液态储氢在氢气液化过程中需要消耗大量的压缩功,能耗较高,对容器的绝热性能要求也较高。

其次,在运输过程中,由于氢气的易燃易爆特性,增加加氢站时需要专门铺设新的管道。这也就意味着想要实现氢燃料电池车的普及,还需要建立一整套配套设施。前期投资成本过高,再加上我国现阶段氢燃料相关配套设施尚不完善,造成了氢燃料电池车推广力度不足的现状。

用氢不见氢,水氢辟新径

针对燃料电池氢能氢源的瓶颈难题,及传统锂电池能效比低和充电难、污染转移等问题,广东合即得能源科技有限公司多年来致力于研发水氢技术,利用催化重整技术,将甲醇水作为原料制氢直接发电,不再需要将氢气压缩装罐或者管道运输、通过加氢站使用。做到了“用氢不见氢”,从根本上解决了储氢和运输的安全难题。

水氢机中有三个系统,即制氢系统、发电系统和控制集成系统。制氢系统以甲醇水溶液(甲醇与水的摩尔比为1:1)为原料,通过汽化——催化重整——纯化转化成超高纯氢气,为发电系统(质子膜系统)供氢,氢气纯度高达99.%;发电系统以制氢系统产生的氢气为原料,通过质子膜系统产生电能;控制集成系统由氢、氧、水、热、电、信号等进行交互结合而成,包括制氢系统与发电系统之间的调气子系统、控制氧气的泵系统、换热系统、热回收利用系统、生成水回收系统、发出电的导流输出控制系统、各部件信号传输系统及整体软件协调控制系统等。

水氢机是一种无污染、长效、稳定可靠的动力电源,是一款对环境十分友好的发电机。水氢机可根据不同实用环境和要求而变动,具有很大的适应性,既能用于陆地也能用于深海,既可做动力电源,又能作长寿命高比能的信号电源,是一款十分强大的电源,有很广阔的应用前景。

水氢技术应用场景

水氢技术是一种绿色、高效的氢能应用技术,虽然因目前还没有被大规模普及应用而不为大多数人所熟知,但它却有着我们已知燃料电池、锂电池无可比拟的特点。目前,水氢技术在电动汽车、通讯基站电源、充电等领域显示出巨大的应用前景。

水氢汽车

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水氢汽车是水氢技术在电动车上的应用,它直接利用水氢动力系统为电机供电,从而为汽车提供动力,水氢动力系统替代了传统电动汽车中的锂电池,只要原料箱中有充足的水氢原料即可保证水氢汽车的续航能力。它可有效缓解充电基础设施覆盖不足的问题,还可以减少充电设施的投入。

水氢汽车具有内燃机汽车一样的续航能力却没有排放;具有传统电动车的环保性和便捷性却没有充电难题,具有氢燃料电池汽车一样的绿色动力却没有加氢难题。

基站电源

水氢机作为通信基站电源寿命长,连续用电时间久、维护便捷、环境适应性强以及零污染等。截止年水氢机在广州、东莞、惠州等地陆续提供高效的新能源基站电源方案,目前已经部署多个基站以及供电系统。

△水氢基站直供电源

水氢充电车、水氢充电站

水氢移动充电车以水氢发电技术基础开发的一款可在其服务半径内为其他电动车提供移动充电服务的移动充电车,可在1小时内为电动汽车充满电,唯一排放物为水和少量碳排,无需依赖国家电网电力资源,可有效的解决充电设施建设难,新能源汽车充电难的问题。

△水氢移动充电车

水氢充电站是水氢技术在充电基础设施领域的应用,直接利用水氢发电模块为充电站供电,安装不受电网限制,不存在接电难、线路容量负荷等问题,可以有效解决充电设施建设难、电动汽车充电难的问题。

△离网型水氢充电站



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