氢能专利库

本发明涉及新能源开发与储能技术领域，公开一种基于深地干热岩层储氢与地热能开发的耦合系统及其工作方法，耦合系统包括地表子系统、井筒子系统和干热岩储层；地表子系统包括制氢单元、氢气压缩注入模块、发电热电联供单元、气体分离纯化模块和中央控制系统；气体分离纯化模块连接有电网；井筒子系统包括井下采出设备、井筒输送系统和地面井口装置；井筒输送系统包括注入井和生产井，干热岩储层包括若干条相互连通的人工裂隙网络，人工裂隙网络内安装有监测模块。本发明将大规模储氢与干热岩开发结合，利用干热岩储层的空间、高温环境与封闭性，同步实现氢气储存、地热高效提取与转化，破解储氢与增强型地热系统的发展难题。

一种基于多种电解技术的风电制氢系统及功率分配定容方法，属于氢能生产与利用技术领域，系统包括风力发电模块、风电功率分配模块和电解制氢模块，风电功率分配模块将风电分解为满足电网波动标准的并网电力及制氢电力；电解制氢模块包含AEL和PEMEL电解槽，通过电解槽功率分配策略模块实现协同运行。方法包括：采用自适应小波包分解将风电分解为符合并网标准的低频分量和制氢用高频分量；基于电解槽容量比较机制动态分配功率至AEL和PEMEL；以年单位制氢成本和能量损失效率为目标函数，通过多目标粒子群算法优化电解槽容量配置。该方案能够降低系统制氢成本，提高能量效率，提高年制氢量，且大幅降低系统负载波动率，有效延长设备寿命。

考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，属于储氢系统技术领域，本发明针对储氢系统参与调峰经济性较低、多储氢单元运行效率较低的技术问题，设计了基于储氢系统参与调峰的成本模型和收益模型，对储氢系统参与调峰运行进行优化；结合储氢温度‑功率‑效率耦合关系系统，建立储氢系统内部单元功率‑效率关系运行模型，设计储氢单元协调优化控制策略，根据储氢运行状况对单元优先级进行划分，保证在不同运行情况下调用不同优先级以及不同数量的单元；在以上方法基础上进行仿真分析及动态调控效果的对比，展现了本发明的有序性和科学性。

本发明公开了一种基于氢能绿证及新能源汽车碳配额的能源优化调度方法，包括：基于氢能多元化终端应用的组成，构建园区综合能源系统模型；构建绿色氢能证书交易机制模型与新能源汽车碳配额交易模型；基于园区综合能源系统运行成本及新能源汽车总调度成本获得目标函数；构建系统约束条件；基于绿色氢能证书交易机制模型、园区综合能源系统框架、新能源汽车碳配额交易模型，结合系统约束条件与目标函数获得园区综合能源系统协同优化调度策略。本发明综合考虑绿色氢能证书交易机制及新能源汽车碳配额交易机制能够进一步提升可再生能源的利用率，有效减小了系统运行成本，降低了系统碳排放量，提升了可再生能源利用率。

一种氢燃料电池重卡搭载液氢罐箱的BOG回收系统的管路结构，涉及液氢汽化回收和压力控制技术领域。为解决现有技术中存在的，传统的BOG气体处理方法各有弊端，且单一的传统处理工艺很难满足目前BOG处理需求的技术问题，本发明提供的技术方案为：一种氢燃料电池重卡搭载液氢罐箱的BOG回收系统的管路结构，包括：用于检测液氢储罐内部的压力变化的压力检测装置；用于根据所述压力变化控制BOG回收系统启停的微机控制装置；用于在所述BOG回收系统启动时，抽取所述液氢储罐内部的BOG气体的液氢泵；用于将所述液氢泵抽取的BOG气体进行回收的缓冲罐；用于将回收后的所述BOG气体供给燃料电池的液氢燃料瓶。可以应用于液氢重卡或其他需要液氢供应的氢能源车辆中。

一种化学链制氢耦合燃料电池碳捕集制取甲酸系统及其方法，所述系统包括：燃料反应器、分离器、蒸汽反应器、分离塔、MCFC燃料电池和甲酸合成反应器相连接，所述方法包括：化学链制氢、MCFC燃料电池碳捕集和捕集后CO2的工业合成，首先利用化学链燃烧技术制取氢气技术为MCFC燃料电池提供燃料，解决了甲烷热解造成的阳极积碳的问题；并且利用太阳能为化学链燃烧提供能量，提高了燃料电池的发电功率；其次，利用MCFC燃料电池本身反应机理对电厂排放的烟气实现碳捕集，解决了电厂因碳捕集而导致的热效率降低的问题；最后将捕集后的CO2用于制作甲酸，实现能源的充分利用，提高系统的效率和经济性，减少CO2排放。

本发明公开了一种涡旋进样光催化分解水制氢装置，采用涡旋光催化剂进样器，内设涡旋轨道，外设太阳能板，将吸收的太阳能转换为电能，对天气条件变化适应能力强，造价费用低廉，在进样阶段使光催化剂均匀分散，提高光催化分解水制氢性能；一种涡轮式进样方法，在光催化反应器内增设转动系统，有效避免了通过储液罐直接注入反应器，造成光催化剂损耗，光催化剂通过涡旋轨道，耐冲击性能增强，涡旋轨道壁降低光催化剂粘附，提高光催化剂利用效率，使进入光催化反应器的光催化剂具有良好的混合度。

本发明公开了集成燃料电池与超临界二氧化碳的水电解三循环发电系统，涉及煤基发电技术领域，包括气化室，所述气化室的出口连接有高温换热器，所述高温换热器连接有固体氧化物燃料电池，所述固体氧化物燃料电池连接有余热锅炉，所述余热锅炉连接有余热回收器，所述余热回收器连接有冷凝器；本发明实现了煤的高效、清洁利用，排烟中的CO2通过冷凝过程即可实现CO2分离，不需要为脱碳过程提供大量热量，降低整体的能量损耗，并且避免CO2中的有害杂质排放到空气中，避免对环境造成影响，并且通过采用清洁能源来进行发电工作，并且在发电过程中能够产生足够的电力来供自身使用，从而降低了发电过程中的电力损耗，从而提高了燃煤电厂的发电效率。

一种直接甲醇燃料电池阳极电催化剂CuNiC的制备方法，属于燃料电池与电催化技术领域。本发明的目的是将微流控技术应用于燃料电池催化剂制备，首次利用微流控方法制备二元非贵金属电催化剂，经电化学性能测试，合成的CuNi/C材料表现出优越电催化性能与稳定性的直接甲醇燃料电池阳极电催化剂CuNiC的制备方法。本发明首先配置混合金属前驱体溶液的配置和还原剂前驱体溶液的配置，然后配置CuNi/C材料。本发明可控性强，操作简单，反应温和，相比贵金属催化剂价格更为低廉，大大降低了催化剂成本，对燃料电池的进一步商业化有重要意义。

一种风电制氢经济容量配置计算方法,其特点是，包括：风电制氢系统的模型基础和构建风电制氢系统的经济模型两部分内容；其中，风电制氢系统的模型基础的内容包括：氢气的转换价值、氢气的转换溢价、系统容量的最大值、系统的最优边际贡献、平准化度电成本和平准化氢气成本的计算；构建风电制氢系统的经济模型包括：风电制氢系统的净现值计算。能够通过风电制氢容量实时优化，并充分利用电价的波动性和可再生能源发电的间歇性，利用系统平准化净现值与电解制氢容量凸性函数关系，优化选择电解制氢相对于风机的容量。本发明具有科学合理，适用性强，应用价值高，效果佳等优点，能够为可再生能源制氢的经济评价及最优制氢容量配置提供科学的指导。

本发明公开了一种利用沙漠光伏进行电解制氢的方法，属于电解制氢技术领域。利用沙漠光伏进行电解制氢的方法包括以下步骤：S1、在沙漠的光伏地建造制氢工厂，利用沙漠的光伏在制氢工厂直接进行电解制氢；根据沙漠中的太阳光辐照度，计算光伏电池方阵发电功率，并计算氢气生产流量；S2、在沙漠中建设氢气输送管道，根据氢气最大生产流量，确定输氢管道的直径；S3、将制氢工厂生产的氢气通过氢气输送管道输送到沙漠外的火电厂，利用氢能进行发电。本发明采用上述利用沙漠光伏进行电解制氢的方法，提高了沙漠光伏的利用率，降低输送成本，减少了环境污染。

本发明公开了一种海上风电驱动电解水制氢的方法，属于电解水制氢技术领域。海上风电驱动电解水制氢的方法包括以下步骤：S1、在海岛上建设制氢厂，用海上风电驱动制氢；根据风电场的发电功率计算实时制氢速率，并根据实时制氢速率计算一天中的最大产氢流量，并建设相应规模的制氢厂；S2、根据输气流量和输气压力，建设海底输氢管道；根据制氢厂最大产氢流量，确定输氢管道直径；S3、将海岛上制得的氢气通过输氢管道输送到岸上火电厂，进行氢能发电。本发明采用上述海上风电驱动电解水制氢的方法，能够解决现有技术中存在的直接输送海上风电成本高、输电线路维护难的问题。

本发明公开了一种风光储氢海水淡化系统的建模方法，包括：建立风光储氢海水淡化系统光伏模块、风力涡轮机、储氢系统、储水罐的运行能耗模型；建立风光储氢海水淡化系统中光伏系统、风电系统、燃料电池、电解槽、储氢罐及反渗透海水淡化系统的生命周期成本模型；以风光储氢海水淡化系统总生命周期成本最低为目标函数，结合氢气罐、海水淡化系统运行约束条件，建立运行优化模型。该模型组合多种可再生能源，弥补了单个可再生能源出力间歇性的缺陷，提高供电系统的可靠性，降低海水淡化系统生产淡水成本，提高风光储氢海水淡化系统工作效率及经济效益，具有较高的实际应用价值。

一种考虑需求响应的储氢和风电集成系统的风险规避方法，属于能源互联网技术领域。本发明的目的是在考虑需求响应的基础上，提出了一种储氢系统和风力发电系统相集成的电力系统风险规避随机操作方法。本发明步骤是：给出了基于随机性的机组安全运行约束条件的目标函数；在考虑存在氢气存储系统，风力发电系统和需求响应策略的情况下，设置了基于随机性的机组安全运行约束条件；提出了预期运营成本和成本风险之间的关系约束条件。本发明有效规避了考虑需求响应的储氢系统和风力发电系统相集成的电力系统的随机操作风险，并降低了风险成本。

本发明提供一种基于深度信念网络的质子交换膜燃料电池性能预测与寻优方法，其特点是，包括：训练数据的收集与预处理、构建深度信念网络模型并进行训练、电池性能预测并与传统预测方法比较和应用深度信念网络模型搜寻最大功率密度与最优工况等步骤，其科学合理，预测准确性高；并且仅通过相对少的数据训练网络就能够完成很大工况范围内的最大功率密度搜寻并获取最佳运行工况，相比于花费昂贵的实验与耗时较长的模拟，能够极大提高燃料电池系统的设计与优化效率。

本发明一种利用玉米秸秆中可抽提物进行光催化分解水制氢的方法，其特点是：包括以下步骤：制备玉米秸秆颗粒；用去离子水浸泡玉米秸秆颗粒；过滤混合液，留取过滤液；在反应器中混合过滤液和催化剂；用氙灯照射制得氢气。能够直接用去离子水浸泡玉米秸秆，得到的滤液可以直接用来制氢，不但可以利用和消纳废弃的玉米秸秆，同时可以提高光催化分解水制氢的效率，在减少处理农业废弃物时的污染的同时，利用太阳能制备清洁能源氢气。

本发明是一种风电-制氢并网发电系统的控制方法，包括建立基于双馈感应发电机的风电机组模型、建立电解槽模型和对并网发电系统进行控制等内容，能够充分反应对风电-制氢并网发电系统建模与控制的有效性；提高了电网对新能源的接纳能力，适应性强，具有较高的实际应用价值。

本发明是一种使用超声波预处理产电微生物的回型微生物燃料电池装置，其特点是，包括电极的制备、阳极活性污泥、阴极施式假单胞菌培养液的培养、超声波预处理、阳极活性污泥的固定化、阴极施式假单胞菌培养液的固定化、阳极液、阴极液的制备和回型微生物燃料电池装置的构建与运行等步骤，其结构简单、占地空间小，性能可靠，能够在实现对废水连续处理的同时显著提高了电池产电性能，产电速率高，废水处理效率高。

本发明是一种微生物燃料电池三级连续式废水脱氮处理方法及装置，其特点是：经阳极板的制作和预处理、恶臭假单胞菌的固定化，将得到的固定化恶臭假单胞菌新型阳极，固定到处理氨氮废水的阳极室中，将制作和预处理的阴极板固定到处理硝态氮废水的阴极室中，流速均为0.4～0.8mL/min，于15～35℃下连续处理15天，通过电化学工作站在线监测微生物燃料电池的输出电压，每隔24h测定氨氮废水中氨氮和硝态氮废水中硝氮含量的变化，电池输出电压始终在1.583v～1.867v，氨氮废水的氨氮去除率始终为55.6％～64.7％，硝态氮废水的硝氮去除率始终为84.6％～92.3％。所涉及的恶臭假单胞菌来源于中国普通微生物菌种保藏管理中心。