离网式电解甲醇制氢及供电一体机的制作方法

本发明涉及制氢装置的，具体涉及一种直接电解甲醇制氢及供电装置。

背景技术：

1、氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，能帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能，加速推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。我国具有良好的制氢基础与大规模的应用市场，发展氢能优势显著。

2、目前小型化的氢燃料电池和储氢瓶在人们生活中逐渐应用和普及，比如氢能移动电源、氢能自行车和氢能无人机等，其内部均集成了小型的氢燃料电池电堆和储氢瓶。但目前各地加氢站分布不均，数量较少，加氢站还主要是针对氢能车辆进行加氢服务，对于普通用户的用氢设备，加氢难成为限制氢能产品发展的难题。

3、为此，市场上开发出一种小型制充氢装置，能够满足用户频繁加氢的需求，用户拥有小型制充氢装置，即可自行制氢、加氢和用氢，促进了用氢设备在开发和市场推广。目前的小型制充氢装置使用pem电解槽，利用纯水电解制氢，使用220v市电进行供电，制备的氢气纯度高，无污染。

4、比如，专利号为2023205301457的中国发明专利，公开了一种小型制充氢装置，包括机箱、制氢模块、充氢模块和气瓶仓，制氢模块包括：pem电解槽，适于提供pem电解槽所需的水的水箱，对pem电解槽的供电的电源。从说明书附图的图1中可以看出，该电源即220v的插头。

5、还有，专利号为202223584354.4的中国发明专利，公开了一种制氢充氢一体机，包括制氢系统和充氢系统，制氢系统包括电源模块，与所述电源模块电连接的净水单元、水电解电池单元、气水分离单元、冷凝单元和干燥单元。净水单元为水电解电池单元提供电解用水；水电解电池单元通过电解水制氢。

6、但是，电解水制氢的能耗很大，只能连接电网时制氢。在一些户外无电网应用场景下，无法满足使用需求；比如在房车、游艇等场景即不适合使用内置pem电解槽的小型制充氢装置。

7、因此，亟需提供一种小型便携式且可在无电网场景下使用的制充氢装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种离网式电解甲醇制氢及供电一体机。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、机箱；

4、储能电池，设置在所述机箱内部；

5、直流电源，与所述储能电池采用电路连接；

6、电解甲醇制氢反应器，与所述直流电源采用电路连接；

7、甲醇箱和水箱，所述甲醇箱向所述电解甲醇制氢反应器供应甲醇，所述水箱向所述电解甲醇制氢反应器供应水；

8、充氢模块，与所述电解甲醇制氢反应器的氢气出口相连接；

9、气瓶仓，与所述充氢模块采用充氢接头连接，储氢瓶采用可拆卸方式插接在所述气瓶仓内，所述充氢模块将所述电解甲醇制氢反应器输出的氢气充入到所述储氢瓶内。

10、通过采用上述技术方案，电解甲醇制氢的优势是电解甲醇仅需很低的电压，电解甲醇不仅可以利用甲醇本身的氢，还可以从水中获得氢，氢的利用率非常高。研究表明，甲醇电解制氢可显著降低电能消耗。在相同速率下，电解甲醇的电压仅为水电解的电压的1/3。因此，配置一个储能电池，即可满足电解甲醇制氢反应器的电能消耗，成为可移动式制充氢装置，可适用于无电网场景。再配备氢燃料电池，又可向储能电池充电，能够长周期使用。

11、优选的，所述储能电池具有ac输入端、dc输出端和第一type-c接口，所述dc输出端与所述直流电源的输入端采用电路连接。

12、通过采用上述技术方案，储能电池的一端有ac输入端，另一端有dc输出端，ac输入端用于向储能电池充电，dc输出端用于向用电负载供电，储能电池即可充电也能放电。

13、优选的，所述ac输入端伸出到所述机箱的侧壁上。

14、通过采用上述技术方案，从机箱的外部即可连接ac输入端，向储能电池充电。

15、优选的，还包括氢燃料电池和dcdc转换器，所述氢燃料电池安装在机箱内，所述充氢模块通过氢气管路与氢燃料电池的氢气入口连接，所述氢燃料电池与dcdc转换器采用电路连接，所述dcdc转换器具有第二type-c接口，所述第一type-c接口和第二type-c接口相连接。

16、通过采用上述技术方案，电解甲醇制氢反应器输出的氢气，一部分通过充氢模块输入到氢燃料电池内，氢燃料电池利用氢气发电，将电能通过dcdc转换器转换后输入到储能电池内，为储能电池充电，进而通过储能电池供应电解甲醇制氢反应器制氢所需的电能，可显著提高储能电池的续航时间。

17、优选的，还包括气水单元和干燥单元，所述电解甲醇制氢反应器、气水单元、干燥单元和充氢模块依次连接。

18、通过采用上述技术方案，电解甲醇制氢反应器输出的氢气中含有少量水，通过气水单元和干燥单元进行气水分离。

19、优选的，所述甲醇箱通过甲醇管路与电解甲醇制氢反应器相连接，所述甲醇管路上设置有甲醇泵，所述水箱通过水管与电解甲醇制氢反应器相连接，所述水管上设置有水泵。

20、通过采用上述技术方案，甲醇泵将甲醇以一定流量输入到电解甲醇制氢反应器，水泵将纯水以一定流量输入到电解甲醇制氢反应器内，根据储能电池的输出电压，调节甲醇泵和水泵的输出，使得甲醇和水的输入量与电解电压相匹配，保证甲醇和水高效电解。

21、优选的，所述储氢瓶采用固态储氢瓶，所述储氢瓶内填充有储氢材料。

22、通过采用上述技术方案，固态储氢瓶安全可靠，适于在氢能自行车、氢能无人机等产品内使用。

23、优选的，所述气瓶仓的入口端伸出到所述机箱的侧壁上，所述气瓶仓的入口端设置有外盖。

24、通过采用上述技术方案，打开外盖，从机箱外部即可将储氢瓶从气瓶仓内插入或拔出，操作方便。

25、优选的，所述机箱的侧壁上均匀分布有多个散热孔，所述机箱内部设置有散热风扇。

26、通过采用上述技术方案，散热风扇和多个散热孔配合，用于机箱内的散热。

27、与相关技术相比较，本发明提供的离网式电解甲醇制氢及供电一体机具有如下有益效果：

28、1、本发明采用电解甲醇制氢反应器，可直接电解甲醇制备氢气，电解甲醇制氢的优势是电解甲醇仅需很低的电压，电解甲醇不仅可以利用甲醇本身的氢，还可以从水中获得氢，氢的利用率非常高。

29、2、本发明直接电解甲醇制氢所需输入到电压很低，使用储能电池即可满足电解甲醇制氢反应器的电能消耗，即时在无电网应用场景下，也能通过储能电池向电解甲醇制氢反应器供电，室内外均可使用制氢功能。

30、3、本发明的储能电池具有ac输入端和dc输出端，既可以通过ac输入端使用交流电向储能电池充电，又可以通过dc输出端使储能电池向电解甲醇制氢反应器输出直流电，实用性强。

技术特征：

1.离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于：所述储能电池(2)具有ac输入端(21)、dc输出端(22)和第一type-c接口(23)，所述dc输出端(22)与所述直流电源(3)的输入端采用电路连接。

3.根据权利要求2所述的离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于：所述ac输入端(21)伸出到所述机箱(1)的侧壁上。

4.根据权利要求2所述的离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于：还包括氢燃料电池(14)和dcdc转换器，所述氢燃料电池(14)安装在机箱(1)内，所述充氢模块通过氢气管路与氢燃料电池(14)的氢气入口连接，所述氢燃料电池(14)与dcdc转换器采用电路连接，所述dcdc转换器具有第二type-c接口，所述第一type-c接口(23)和第二type-c接口相连接。

5.根据权利要求1所述的离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于：还包括气水单元(101)和干燥单元(102)，所述电解甲醇制氢反应器(4)、气水单元(101)、干燥单元(102)和充氢模块依次连接。

6.根据权利要求1所述的离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于：所述甲醇箱(5)通过甲醇管路与电解甲醇制氢反应器(4)相连接，所述甲醇管路上设置有甲醇泵(51)，所述水箱(6)通过水管与电解甲醇制氢反应器(4)相连接，所述水管上设置有水泵。

7.根据权利要求1所述的离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于：所述储氢瓶(9)采用固态储氢瓶(9)，所述储氢瓶(9)内填充有储氢材料。

8.根据权利要求1所述的离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于：所述气瓶仓(8)的入口端伸出到所述机箱(1)的侧壁上，所述气瓶仓(8)的入口端设置有外盖(81)。

9.根据权利要求1所述的离网式电解甲醇制氢及供电一体机，其特征在于：所述机箱(1)的侧壁上均匀分布有多个散热孔(11)，所述机箱(1)内部设置有散热风扇(12)。

技术总结本发明公开了离网式电解甲醇制氢及供电一体机，涉及制氢装置的技术领域，包括：机箱；储能电池，设置在机箱内部；直流电源，与储能电池采用电路连接；电解甲醇制氢反应器，与直流电源采用电路连接；甲醇箱和水箱；充氢模块，与电解甲醇制氢反应器的氢气出口相连接；气瓶仓，与充氢模块采用充氢接头连接，储氢瓶采用可拆卸方式插接在气瓶仓内。本发明采用电解甲醇制氢反应器可直接电解甲醇制备氢气，电解甲醇不仅可以利用甲醇本身的氢，还可以从水中获得氢，氢的利用率非常高；电解甲醇制氢的优势是电解甲醇仅需很低的电压，在无电网应用场景下，使用储能电池即可满足电解甲醇制氢反应器的电能消耗，室内外均可使用制氢功能。技术研发人员：乔传宝,周璇,张荣受保护的技术使用者：上海众氢新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30