O metodă de generare a energiei electrice cu ajutorul sistemului de celule de combustibil de hidrogen și
Invenția se referă la o instalații electrice cu celule de combustibil c polimer solid (FC), care primesc energie electrică printr-o reacție electrochimică a hidrogenului gazos cu bioxid de carbon și reacțiile electrochimice de monoxid de carbon cu oxigenul din aer. Se propune ca o sursă de alimentare sistem de obținere a energiei electrice din hidrogen folosind bateria de pile de combustie polimer solid care este prevăzut cu un schimbător de căldură aer regenerativ și regenerare căldură schimbător de căldură de monoxid de carbon și răcirea dioxidului de carbon, a cărui ieșire este conectată printr-o conductă, montat cu o supapă de reținere, cu un cilindru cu dioxid de carbon, prin care supapă de alimentare de dioxid de carbon legat la oxidantul de admisie pentru alimentarea acestuia la bateria de pile de combustie polimer solid. Creșterea eficienței în sistemul de generare de energie, un rezultat tehnic al 2N invenției revendicate. 1 și ZP f ly-1-il.
Cifrele pentru patentuRumyniya2523023
Invenția se referă la o instalații de putere, în care energia electrică produsă prin reacțiile electrochimice care au loc în baterii electrochimice folosind elemente polimerice solide și pot fi utilizate în economia națională, și anume energia pentru fabricarea, distribuția, acumularea de energie electrică și funcționarea acestui tip de centrale electrice.
O metodă de producere a energiei electrice în baterii pe baza de pile de combustie electrochimice cu electrolit oxid solid, care combustibilul este monoxidul de carbon (CO), și un agent de oxidare - oxigenul din aer. Intr-un proces electrochimie produce dioxid de carbon (CO2), care este ventilat în atmosferă (vezi. V.Sh.Palanker „combustie rece“, editura „Nauka“, București, 1972 g. P.105, 106), ceea ce conduce la o poluare puternică mediu și necesită reciclare a CO2.
Această metodă este extrem de consumatoare de timp și ineficiente, asociate cu poluarea mediului.
In celulele de combustibil moderne, care fac parte dintr-o baterie electrochimică, alimentat cu energie se datorează reacției 2H2 + O 2 = 2H2O, la care există un Pozharovzryvoopasnost crescut asociat cu probabilitatea de apariție a unui amestec exploziv de compuși de oxigen cu hidrogen in celula de combustibil și o valoare ridicată, asociată cu necesitatea de a utiliza o cantitate mai mare de catalizator de platină. În plus, eficiența acestor baterii este destul de scăzută. Acest lucru se datorează faptului că porțiunea de celule de hidrogen-oxigen din energia chimică necesară este eliberată sub formă de căldură. Prin urmare, eficiența teoretică maximă (eficiență perfectă) egal cu 0,83. Eficiența reală din cauza pierderilor ohmice și cinetică întotdeauna mai mică decât această valoare. Celulele actuale de combustie cu hidrogen-oxigen funcționează în mod obișnuit la o tensiune de 0.75-1.0 V, astfel încât intervalele lor de eficiență 0.5-0.65 (V.Sh.Palanker „combustie rece“, editura „Nauka“, București, 1972 str.56-58) d.
În aplicarea metodei cunoscute și dispozitivul implementează poate apărea situația pozharovzryvoopasnosti asociată cu probabilitatea de formare a unui amestec exploziv de hidrogen și oxigen.
Obiectul invenției este acela de a mări eficiența funcționării sistemelor de alimentare cu energie care folosesc celule de combustibil, asigurarea siguranței ecologice în timpul funcționării sistemului, prin creșterea eficienței producției de energie electrică.
Rezultatul tehnic este:
- îmbunătățirea eficienței operaționale solide polimerice și pile de combustie cu oxid solid;
o mai bună siguranță a mediului (situație excepție pozharovzryvoopasnosti) Sistemul de alimentare cu energie electrică de operare primește de hidrogen folosind pile de combustie;
- reducerea caracteristicilor de greutate și mărime.
In plus, celulele de polimer și de combustibil oxid solid solid în cadrul fiecărei baterii sunt conectate împreună într-un circuit electric de serie în așa fel încât tensiunea totală a bateriei cu solide celule de combustibil polimer și tensiunea totală de substanță solidă de celule de combustibil oxid sunt aceeași valoare preasignată, iar bateria capăt rece polimer solid și pile de combustie cu oxid solid sunt conectate împreună în paralel, oferind o putere de a primi bloc funcțional singur pentru un singur consumator.
Invenția constă în următoarele. În metoda propusă, energia chimică a combustibilului - hidrogen este transformată direct în energie electrică nu prin cuplarea cu oxigenul (ca în stadiul anterior al tehnicii), dar datorită compusului hidrogenului cu oxigenul, care este parte a unei molecule de dioxid de carbon. Un amestec gazos de bioxid de carbon și hidrogen este un amestec non-exploziv de gaze este eliminată, deoarece reacția chimică a hidrogenului cu un compus de molecule de oxigen. Conform invenției, o moleculă de hidrogen este descompus în doi protoni 2H + și numai după aceea primesc energie electrică printr-o reacție electrochimică a unui compus de protoni de hidrogen cu oxigenul inclus în dioxid de carbon (CO2), monoxid de carbon - CO și apă - H2O, apoi pregătit electricitate suplimentară printr-o reacție electrochimică a unui compus format din oxid de carbon - CO și oxigen pentru a forma dioxid de carbon (CO 2), în care rezultă dioxid de carbon (CO2) este combinat cu hidrogen la arr mations CO și apă.
Astfel, spre deosebire de metoda convențională de producere a energiei electrice prin reacția 2H2 + O2 = 2H2O, în care este crescută Pozharovzryvoopasnost asociată cu probabilitatea de apariție a unui amestec exploziv de compuși de oxigen cu hidrogen, iar costul ridicat asociat cu necesitatea de a utiliza drept catalizator de platină, în metoda propusă, în primul rând, hidrogenul electrochimic este combinat cu dioxid de carbon - CO2 pentru a obține apă, care pot fi evacuate în mediu, în principiu, și monoxid de carbon (CO 2 + H2 = CO + H2 O) pr tensiune teoretică a elementului combustibil Ee = 0,12 V, cu randamentul teoretic (eficiență perfectă) este
Scurtă descriere a desenelor.
1 este o diagramă schematică a sistemului de alimentare cu energie electrică propusă primește de hidrogen folosind pile de combustie, care sunt desemnate:
1 - pile de combustie polimer solid baterii (BTPTE);
2 - o cavitate de gaz BTPTE anod;
3 - anod BTPTE baterie;
4 - un BTPTE electrolit;
camera de gazare catod BTPTE - 5;
7 - oxidant BTPTE admisie de montare;
8 - recipient cu dioxid de carbon;
schimbător de căldură cavitate condensator lichid - 38;
39 - senzorul de nivel al lichidului;
supapa de evacuare a apelor - 40;
41 - conducta de apă de răcire;
42 - răcire pompă de apă;
43 - răcirea schimbătorului de căldură cu apă;
44 - rece se termină BTPTE;
45 - rece se termină BTOTE.
Sistemul de alimentare cu energie funcționează după cum urmează.
Următoarele operații sunt efectuate simultan: includ alimentarea hidrogenului din alimentarea cu carburant nodul 13 și hidrogen este alimentat prin orificiul de evacuare 12 în BTPTE 1, gazul din cavitatea anodului BTPTE 2 în care contactele de hidrogen anodul 3 și electrolit 4, în care molecula de hidrogen în contact cu un catalizator inclus în electrolit se imparte in doi protoni 2H +. Include o supapă 11 și printr-un dioxid de carbon BTPTE 7 oxidant admisie fiting dintr-un cilindru de bioxid de carbon 8 intră în spațiul de gaz al BTPTE catodic 5, de cotitură pe catod 6 în monoxid de carbon și abur, în conformitate cu reacția (CO2 + 2H + + 2e = CO + H2 O) pentru a produce căldură. Pornește o pompă pentru apă 42. răcire Produsele de reacție, care iese din gura de scurgere 14, intră în camera de gaz 37 din schimbătorul de căldură-condensator 36, unde apa este furnizată în același timp, se răcește la temperatura ambiantă, prin pompa de apă 42 de pompare printr-un schimbător de căldură cu apă de răcire 43. Ca urmare, aceasta se răcește produșii de reacție care rezultă din BTPTE 1, adică condensarea aburului și monoxid de carbon răcirea la temperatura ambiantă. Monoxidul de carbon prin ventilator 34 de lucru, intră în schimbătorul de căldură regenerativ răcirea cu monoxid de carbon și dioxid de carbon 33, unde este încălzit la o temperatură de 600-800 ° C, prin recuperarea căldurii, răcirea dioxidului de carbon la 60-80 ° C, care emite din duză BTOTE monoxidului 31. carbon este alimentat de la schimbătorul de căldură regenerativ 33 în trecerea gazului 30 BTOTE anod, în care contactele de anod 29. temperatura ridicată în BTOTE 23 este creată prin faptul că prin manșonul 24 în camera de gaz catodic 26 intră prefix BTOTE aer in încălzit la 600-800 ° C în postardere Temperatura aerului 17. aerului încălzirea se realizează prin faptul că aerul introdus din unitatea de alimentare cu aer 16 este conectat la hidrogenul alimentat de la alimentarea unității în BTPTE 13 prin supapa deschisă 15 de combustibil, formând un gaz amestec cu o temperatură de 600-800 ° C în aer postardere 17.
pile de combustie cu polimer solid capăt rece 44 și celulele de combustibil oxid solid final rece 45 sunt de conducere curent autonome, care le permite să fie folosit ca un stand-alone surse de electricitate.
Prezenta invenție permite utilizarea sistemului de alimentare cu energie pentru consumatori autonome de energie electrică și pentru un singur consumator. La aceste capete reci ale celor două baterii sunt conectate în serie, astfel încât tensiunea bateriei cu solid celula de combustibil polimer și tensiunea de solid de celule de combustibil oxid sunt aceeași valoare preasignată, iar bateria de polimer solid și pile de combustie cu oxid solid sunt interconectate în paralel, oferind o uniformă unitate funcțională primește energie electrică pentru un singur utilizator.
Astfel, un incendiu și explozie de siguranță, protecția mediului de funcționare a sistemului de putere, fiabilitate si usurinta de service.
PRETENȚII
3. Sistemul de alimentare cu energie conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că polimerul solid și pile de combustie oxid solid în interiorul fiecărei baterii sunt conectate împreună într-un circuit electric de serie în așa fel încât tensiunea totală a bateriei cu celule de combustibil polimer solid și tensiunea totală de celule de combustibil oxid solid sunt unul și Pe langa valoarea preasigurată si baterii polimerice solide capetele reci și pilele de oxid solid sunt conectate împreună în paralel, oferind o singură funcție unitate de energie electrică țională a primit la un singur utilizator.