一種汽油型固體氧化物燃料電池充電站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃料電池充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽油型固體氧化物燃料電池充電站。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池是一種能直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，它等溫地以電化學(xué)反應(yīng)的方式直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱機(jī)過(guò)程，所以不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)化效率可以高達(dá)40% -60%,并且環(huán)境友好，幾乎不會(huì)排放S02和NOx等污染物。
[0003]傳統(tǒng)的固體氧化物燃料電池在結(jié)構(gòu)上共分為三層，即多孔的陰極(正極)、致密電解質(zhì)層和多孔陽(yáng)極(負(fù)極)層，在電池的陰極側(cè)通入02，陽(yáng)極側(cè)通入燃料氣。其中，致密電解質(zhì)層起傳導(dǎo)02-(或H+)和分隔空氣、燃料氣的作用，而陰、陽(yáng)極是電池反應(yīng)的場(chǎng)所，氧氣在陰極(空氣電極)上得到電子被還原成氧離子并進(jìn)入陰極，陰極的氧離子在濃度梯度的作用下，通過(guò)電解質(zhì)的氧空位迀移到陽(yáng)極(燃料電極)上與燃料氣(如H2、C0或CH4等)發(fā)生氧化反應(yīng)生成H20、C02等并釋放電子。
[0004]隨著社會(huì)對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求越來(lái)越高，電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。電動(dòng)汽車等在都市城鎮(zhèn)都可直接用市電充電，但當(dāng)其行駛在高速、鄉(xiāng)間公路時(shí)其充電需求卻很難得到滿足，而無(wú)論在都市還是偏遠(yuǎn)的地區(qū)普通燃油汽車都擁有大量的加油站。
[0005]常規(guī)解決上述電動(dòng)汽車等充電需求的解決方式有:
[0006]1.從市電中架設(shè)專線，在公路兩側(cè)建立充電站，但此方案成本高昂，并且電能在傳輸過(guò)程損失較大，更推高了充電成本；
[0007]2.在加油站配置燃油發(fā)電機(jī)，通過(guò)燃油發(fā)電，但具有發(fā)電效率低、環(huán)境污染大且充電成本高的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種汽油型固體氧化物燃料電池充電站，以合理布局在高速公路及鄉(xiāng)間公路旁，滿足電動(dòng)汽車等在高速及鄉(xiāng)間公路行駛時(shí)的電能補(bǔ)充。
[0009]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0010]一種汽油型固體氧化物燃料電池充電站，包括:
[0011]通過(guò)汽油泵連通的汽油油箱與汽油催化重整室，以及相互連通的空氣壓縮機(jī)與空氣預(yù)熱室，以及連通至所述汽油催化重整室的水箱；
[0012]還包括燃燒室，所述汽油油箱通過(guò)汽油泵連通至所述燃燒室的燃料氣入口，所述空氣壓縮機(jī)連通至所述燃燒室的空氣入口，所述燃燒室的尾氣出口分別連通至所述汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣入口；
[0013]所述汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣出口均連通至所述水箱的入口，并經(jīng)所述水箱內(nèi)的冷凝器冷凝回收尾氣中的冷凝水進(jìn)入所述水箱；
[0014]還包括依次連接的固體氧化物燃料電池堆、增壓器及蓄電池，所述增壓器及蓄電池的輸出端均連接至用電設(shè)備；
[0015]所述汽油催化重整室與所述固體氧化物燃料電池堆的陽(yáng)極連通，所述空氣預(yù)熱室與所述固體氧化物燃料電池堆的陰極連通；
[0016]所述固體氧化物燃料電池堆的尾氣出口連通至所述燃燒室的尾氣出口并匯集后，分別通入所述汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣入口；
[0017]還包括用于所述充電站工作的控制器。
[0018]所述充電站間隔布局設(shè)置于高速公路、鄉(xiāng)間公路的兩側(cè)；或者設(shè)置在加油站附近；或者設(shè)置在加油站內(nèi)。
[0019]通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的一種汽油型固體氧化物燃料電池充電站，其通過(guò)采用重整后的汽油重整氣作為燃料，并采用蓄電池蓄電的同時(shí)提供大額充電電流，其具有如下優(yōu)點(diǎn):不需接入市電，不造成環(huán)境污染，可在任何地區(qū)充電，極大地節(jié)約成本；可以建設(shè)在加油站附近或加油站內(nèi)，直接從加油站取材方便快捷且原料供應(yīng)充足；在連接增壓器直接充電的同時(shí)，連接蓄電池可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的快速充電；由于燃燒室的尾氣主要成分為C02與H20，因此經(jīng)水箱內(nèi)的冷凝器冷凝回收尾氣中的冷凝水進(jìn)入水箱以用于液化石油氣的催化重整，節(jié)約了水資源。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開(kāi)的一種汽油型固體氧化物燃料電池充電站的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0023]參考圖1，本實(shí)用新型提供的汽油型固體氧化物燃料電池充電站，包括:通過(guò)汽油泵連通的汽油油箱與汽油催化重整室，以及相互連通的空氣壓縮機(jī)與空氣預(yù)熱室，以及連通至所述汽油催化重整室的水箱；
[0024]還包括燃燒室，汽油油箱通過(guò)汽油泵連通至燃燒室的燃料氣入口，空氣壓縮機(jī)連通至燃燒室的空氣入口，燃燒室的尾氣出口分別連通至汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣入口 ；
[0025]汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣出口均連通至水箱的入口，由于尾氣主要成分為C02與H20，因此經(jīng)水箱內(nèi)的冷凝器冷凝回收尾氣中的冷凝水進(jìn)入水箱以用于液化石油氣的催化重整，節(jié)約了水資源；
[0026]還包括依次連接的固體氧化物燃料電池堆、增壓器及蓄電池，增壓器及蓄電池的輸出端均連接至用電設(shè)備；
[0027]汽油催化重整室與固體氧化物燃料電池堆的陽(yáng)極連通，空氣預(yù)熱室與固體氧化物燃料電池堆的陰極連通；
[0028]所述固體氧化物燃料電池堆的尾氣出口連通至所述燃燒室的尾氣出口并匯集后，分別通入所述汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣入口；
[0029]還包括用于充電站工作的控制器。
[0030]本實(shí)用新型的工作原理:
[0031]充電站間隔布局設(shè)置于高速公路、鄉(xiāng)間公路的兩側(cè)；或者設(shè)置在加油站附近；或者設(shè)置在加油站內(nèi)；
[0032]充電站工作時(shí)，汽油和空氣同時(shí)通入燃燒室進(jìn)行燃燒，燃燒放出的熱量通過(guò)尾氣加熱汽油催化重整室和空氣預(yù)熱室，空氣進(jìn)入空氣預(yù)熱室預(yù)熱后通入SOFC電池堆的陰極并加熱SOFC電池堆；汽油從汽油油箱進(jìn)入汽油催化重整室，同時(shí)水也進(jìn)入汽油催化重整室，催化后產(chǎn)生的汽油重整氣進(jìn)入SOFC電池堆的陽(yáng)極，預(yù)熱后的空氣進(jìn)入SOFC電池堆的陰極，通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)的方式將儲(chǔ)存在汽油重整氣中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，由SOFC電池堆輸出的為直流電，再經(jīng)過(guò)增壓器達(dá)到使用電壓:當(dāng)無(wú)電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車充電時(shí)，SOFC電池堆發(fā)出的電量充入蓄電池儲(chǔ)存；當(dāng)給電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車充電時(shí)，除SOFC電池堆提供充電電流外，蓄電池也提供大額充電電流，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車或電動(dòng)自行車的快速充電。蓄電池?zé)o特殊要求，鉛酸蓄電池、鋰離子蓄電池、鎳氫蓄電池、超級(jí)電容器以及其他可存儲(chǔ)和放出電量的裝置。
[0033]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)上述實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽油型固體氧化物燃料電池充電站，其特征在于，包括: 通過(guò)汽油泵連通的汽油油箱與汽油催化重整室，以及相互連通的空氣壓縮機(jī)與空氣預(yù)熱室，以及連通至所述汽油催化重整室的水箱； 還包括燃燒室，所述汽油油箱通過(guò)汽油泵連通至所述燃燒室的燃料氣入口，所述空氣壓縮機(jī)連通至所述燃燒室的空氣入口，所述燃燒室的尾氣出口分別連通至所述汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣入口； 所述汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣出口均連通至所述水箱的入口，并經(jīng)所述水箱內(nèi)的冷凝器冷凝回收尾氣中的冷凝水進(jìn)入所述水箱； 還包括依次連接的固體氧化物燃料電池堆、增壓器及蓄電池，所述增壓器及蓄電池的輸出端均連接至用電設(shè)備； 所述汽油催化重整室與所述固體氧化物燃料電池堆的陽(yáng)極連通，所述空氣預(yù)熱室與所述固體氧化物燃料電池堆的陰極連通； 所述固體氧化物燃料電池堆的尾氣出口連通至所述燃燒室的尾氣出口并匯集后，分別通入所述汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室的尾氣入口； 還包括用于所述充電站工作的控制器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種汽油型固體氧化物燃料電池充電站，包括汽油油箱、汽油催化重整室、水箱、空氣壓縮機(jī)及空氣預(yù)熱室；汽油油箱及空氣壓縮機(jī)均連通至燃燒室，燃燒室分別連通至汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室；汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室均連通至水箱；增壓器及蓄電池的輸出端均連接至用電設(shè)備；汽油催化重整室及空氣預(yù)熱室分別與SOFC電池堆的陽(yáng)極及陰極連通。該實(shí)用新型不需接入市電，無(wú)污染，可在任何地區(qū)充電，成本低；可以建設(shè)在加油站附近或加油站內(nèi)，直接從加油站取材方便快捷且原料供應(yīng)充足；同時(shí)連接增壓器及蓄電池可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的快速充電；尾氣為CO2與水蒸氣，經(jīng)冷凝回收后用于催化重整，節(jié)約了水資源。
【IPC分類】H01M8-24, H01M8-04, H01M8-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204481084
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420837089
【發(fā)明人】秦江陽(yáng), 韓敏芳, 張秀成, 孫再洪, 程凌志, 錢錦, 尹國(guó)木
【申請(qǐng)人】蘇州華清京昆新能源科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日