一种基于PEM的电解水制氢及氢气存储系统的制作方法

本发明涉及pem电解水制氢，更具体地说，涉及一种基于pem的电解水制氢及氢气存储系统。

背景技术：

1、氢能作为一种清洁绿色、高效、可持续的能源，其燃烧热值高，来源丰富，应用广泛，是目前最具潜力替代传统化石能源的能源之一。

2、然而，现有技术中制得的氢气，直接存储在高压氢瓶中，而且由于氢气易燃易爆，在进行氢气增压时，可能产生电火花，使得氢气的存储存在安全隐患。

3、因此，如何提升氢气存储的安全性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，以提升氢气存储的安全性。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，包括：

4、制氢设备，用于输出低压氢气；

5、低压氢瓶，与所述制氢设备连接，用于储存所述低压氢气；

6、高压氢瓶，用于储存高压氢气；

7、增压装置，分别与所述低压氢瓶和所述高压氢瓶连接，用于将所述低压氢气压缩成所述高压氢气，并将所述高压氢气输入所述高压氢瓶。

8、可选地，所述增压装置包括：

9、气动增压泵，分别与所述低压氢瓶和所述高压氢瓶连接，用于将所述低压氢气压缩进入所述高压氢瓶；

10、空气压缩机，与所述气动增压泵连接，用于为所述气动增压泵提供气源。

11、可选地，所述制氢设备包括：

12、水箱；

13、水泵，与所述水箱连接；

14、pem电解槽，与所述水泵的出水口连接，用于将水电解成氧气和氢气；

15、气液分离器，与所述pem电解槽连接，用于将所述pem电解槽产生的所述氢气和与所述氢气混合的水蒸气分离；

16、干燥器，与所述气液分离器连接，用于对所述氢气进行干燥；

17、减压阀，设于所述干燥器与所述低压氢瓶之间的连接管道。

18、可选地，所述减压阀和所述干燥器之间设有第一压力传感器，用于检测所述干燥器的出氢压力；所述第一压力传感器连接控制器，所述控制器用于当所述第一压力传感器检测的压力大于第一预设临界值时，控制减小所述pem电解槽的制氢速率。

19、可选地，所述减压阀和所述低压氢瓶之间设有第二压力传感器，用于检测所述低压氢瓶的氢气压力；所述第二压力传感器连接控制器，所述控制器用于当所述第二压力传感器检测的压力达到第二预设临界值时，启动所述增压装置。

20、可选地，所述高压氢瓶的进氢管设有第三压力传感器。

21、可选地，所述pem电解槽的进水口设有温度传感器，用于检测进入所述pem电解槽的水的温度；所述温度传感器与控制器连接，所述控制器用于根据所述温度传感器的检测信号控制排风装置工作，以对所述pem电解槽内的水进行散热。

22、可选地，所述pem电解槽与所述水箱之间连接有回水管，用于将所述氧气和回水返回所述水箱；所述水箱设有排氧口，用于使所述氧气排出所述水箱。

23、可选地，所述水箱内设有液位传感器，用于检测所述水箱内的水位，以在所述水位低于第三预设临界值时，及时对所述水箱补水。

24、可选地，所述水箱的底部连接有第一排水管，所述第一排水管设有排水电磁阀，所述排水电磁阀与控制器连接，以通过所述控制器控制所述排水电磁阀打开或关闭；

25、所述气液分离器连接有第二排水管，用于排出汽水分离后产生的冷凝水；

26、所述干燥器连接有第三排水管，用于排出干燥所述氢气后产生的冷凝水。

27、本发明提供的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，工作时，制氢设备工作，产生低压氢气，并使低压氢气存储在低压氢瓶中；当需要时或达到预设条件时，启动增压装置，利用增压装置将低压氢瓶中的低压氢气压缩成高压氢气，并将高压氢气输入到高压氢瓶中，以供使用。

28、可见，制氢设备产生的氢气为低压氢气，首先存储在低压氢瓶中，在要时或达到预设条件时，利用增压装置将低压氢气压缩成高压氢气存储在高压氢瓶以供使用，相比于直接将制得的氢气储存在高压氢瓶来说，避免直接产生高压储存在高压氢瓶时产生电火花现象，提高了存储安全性。

技术特征：

1.一种基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述增压装置包括：

3.根据权利要求1或2所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述制氢设备包括：

4.根据权利要求3所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述减压阀(10)和所述干燥器(9)之间设有第一压力传感器(11)，用于检测所述干燥器(9)的出氢压力；所述第一压力传感器(11)连接控制器，所述控制器用于当所述第一压力传感器(11)检测的压力大于第一预设临界值时，控制减小所述pem电解槽(7)的制氢速率。

5.根据权利要求3所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述减压阀(10)和所述低压氢瓶(1)之间设有第二压力传感器(12)，用于检测所述低压氢瓶(1)的氢气压力；所述第二压力传感器(12)连接控制器，所述控制器用于当所述第二压力传感器(12)检测的压力达到第二预设临界值时，启动所述增压装置。

6.根据权利要求1或2所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述高压氢瓶(2)的进氢管设有第三压力传感器(13)。

7.根据权利要求3所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述pem电解槽(7)的进水口设有温度传感器(16)，用于检测进入所述pem电解槽(7)的水的温度；所述温度传感器(16)与控制器连接，所述控制器用于根据所述温度传感器(16)的检测信号控制排风装置工作，以对所述pem电解槽(7)内的水进行散热。

8.根据权利要求3所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述pem电解槽(7)与所述水箱(5)之间连接有回水管(15)，用于将所述氧气和回水返回所述水箱(5)；所述水箱(5)设有排氧口，用于使所述氧气排出所述水箱(5)。

9.根据权利要求3所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述水箱(5)内设有液位传感器(17)，用于检测所述水箱(5)内的水位，以在所述水位低于第三预设临界值时，及时对所述水箱(5)补水。

10.根据权利要求3所述的基于pem的电解水制氢及氢气存储系统，其特征在于，所述水箱(5)的底部连接有第一排水管(18)，所述第一排水管(18)设有排水电磁阀(19)，所述排水电磁阀(19)与控制器连接，以通过所述控制器控制所述排水电磁阀(19)打开或关闭；

技术总结本发明公开了一种基于PEM的电解水制氢及氢气存储系统，包括：制氢设备，用于输出低压氢气；低压氢瓶，与制氢设备连接，用于储存低压氢气；高压氢瓶，用于储存高压氢气；增压装置，分别与低压氢瓶和高压氢瓶连接，用于将低压氢气压缩成高压氢气，并将高压氢气输入高压氢瓶。工作时，制氢设备工作，产生低压氢气，使低压氢气存储在低压氢瓶中；当需要时或达到预设条件时，启动增压装置，利用增压装置将低压氢瓶中的低压氢气压缩成高压氢气，并将高压氢气输入到高压氢瓶中，以供使用。制氢设备产生的氢气为低压氢气，存储在低压氢瓶中，在要时或达到预设条件时，利用增压装置将低压氢气压缩成高压氢气存储在高压氢瓶以供使用，提高了存储安全性。技术研发人员：姚海燕,张旭峰,夏红军,郭强,卢飞,许飞受保护的技术使用者：杭州电力设备制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11