水电解发电系统技术方案

本发明专利技术公开一种水电解发电系统。水电解发电系统(10)具有水导入流路(81)、氧化剂气体流路(106)、氧化剂气体导入流路(108)、第1气液分离器(80)和稀释流路(110)。氧化剂气体导入流路(108)将在氧化剂气体流路(106)中流通的氧化剂气体导入到第1供给流路(82)。第1气液分离器(80)对从连接于第1出口端口部(56b)的第1导出流路(84)引导来的含气水进行气液分离。稀释流路(110)将在氧化剂气体流路(106)中流通的氧化剂气体作为稀释气体引导到第1气液分离器(80)。据此，能通过简单的结构使水电解发电系统小型化，并且能降低制造成本。并且能降低制造成本。并且能降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
水电解发电系统


[0001]本专利技术涉及一种水电解发电系统。

技术介绍

[0002]例如，在日本专利技术专利公开公报特开2015
‑
191846号中公开了一种具有电池部件(cell member)的水电解发电系统。电池部件具有MEA、第1流体流路和第2流体流路。MEA包括电解质膜和夹持电解质膜的第1电极及第2电极。第1流体流路是用于向第1电极供给水和氧化剂气体的流路。第2流体流路是用于向第2电极供给氢气的流路。该水电解发电系统能够在水电解模式与发电模式之间进行切换。在水电解模式下，水电解发电系统电解被供给到第1电极的水来使第2电极产生生成氢气。在发电模式下，水电解发电系统通过被供给到第1电极的氧化剂气体与被供给到第2电极的氢气的电化学反应来进行发电。

技术实现思路

[0003]在上述的水电解发电系统中，期望能够通过简单的结构实现小型化，并且能够使制造成本低廉。
[0004]本专利技术的目的在于解决上述技术问题。
[0005]本专利技术的一方式是一种水电解发电系统，该水电解发电系统具有电池部件，该电池部件具有MEA、第1流体流路和第2流体流路，其中，所述MEA通过由第1电极和第2电极夹持电解质膜而构成；所述第1流体流路用于向所述第1电极供给水和氧化剂气体；所述第2流体流路用于向所述第2电极供给氢气，所述水电解发电系统能够在水电解模式与发电模式之间进行切换，其中，所述水电解模式是指，对被供给到所述第1电极的所述水进行电解来使所述第2电极产生生成氢气的模式；所述发电模式是指通过被供给到所述第1电极的所述氧化剂气体与被供给到所述第2电极的所述氢气的电化学反应来进行发电的模式，所述水电解发电系统具有供给流路、导出流路、水导入流路、氧化剂气体流路、氧化剂气体导入流路、气液分离器和稀释流路，其中，所述供给流路连接于与所述第1流体流路连通的入口端口部；所述导出流路连接于与所述第1流体流路连通的出口端口部，在所述水电解模式时含有所述生成氢气的含气水被导出到所述导出流路；所述水导入流路用于将所述水导入到所述供给流路；所述氧化剂气体流路用于所述氧化剂气体流通；所述氧化剂气体导入流路用于将在所述氧化剂气体流路中流通的所述氧化剂气体导入到所述供给流路；所述气液分离器用于对从所述导出流路引导来的所述含气水进行气液分离；所述稀释流路将在所述氧化剂气体流路中流通的所述氧化剂气体作为稀释气体引导到所述气液分离器。
[0006]根据本专利技术，能够在水电解模式时从水导入流路经由供给流路向入口端口部供给水，且在发电模式时从氧化剂气体流路经由氧化剂气体导入流路和供给流路向入口端口部供给氧化剂气体。即，供给流路兼作水供给用的流路和氧化剂气体供给用的流路双方。换言之，水电解模式和发电模式之间能够共用供给流路。据此，与将水供给用的流路和氧化剂气体供给用的流路分别连接于电池部件的情况相比较，成为紧凑的结构。
[0007]另外，还能够使用水电解模式时在氧化剂气体流路中流通的氧化剂气体作为气液分离器的稀释气体。据此，与分别设置用于向电池部件供给氧化剂气体的设备和用于向气液分离器供给稀释气体的设备的情况相比较，成为紧凑的结构。因此，能够通过简单的结构来使水电解发电系统小型化，并且能够使制造成本低廉。根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
[0008]图1是表示本专利技术一实施方式所涉及的水电解发电系统和氢气站的示意图。图2是图1的水电解发电系统的概略结构说明图。图3是图2的电池部件的局部省略的剖面说明图。图4是图2的系统ECU的框图。图5是说明水电解发电系统的水电解模式的流程图。图6是水电解模式的动作说明图。图7是第1除湿吸附部和第2除湿吸附部的除湿切换的说明图。图8是说明水电解发电系统的发电模式的流程图。图9是发电模式的动作说明图。图10是说明从水电解模式向发电模式切换的流程图。图11是说明图10的净化(purge)工序的流程图。图12是净化工序的动作说明图。图13是说明图10的发电准备工序的流程图。图14A是说明从发电模式向水电解模式切换的流程图。图14B是说明图14A的发电停止工序的流程图。图15是说明图14A的水电解准备工序的流程图。
具体实施方式
[0009]本专利技术一实施方式所涉及的水电解发电系统10是使用可再生能源等的电力(剩余电力)来制造氢气，在需要电力的情况下使用氢气来发电的系统。如图1所示，例如，水电解发电系统10通过低压氢气管线402连接于氢气站400。
[0010]氢气站400具有水电解系统404、氢气升压系统406和氢气罐408。水电解系统404通过使用可再生能源等的电力对水进行电解来制造氢气。氢气升压系统406对由水电解系统404制造出的氢气进行升压，且将其储存在氢气罐408中。在氢气罐408中，也可以储存由其他工厂等制造并输送来的氢气(包括副产氢气)。
[0011]低压氢气管线402向水电解发电系统10供给被储存在氢气站400的氢气罐408中的氢气或者由水电解系统404制造出的氢气。另外，低压氢气管线402为了将由水电解发电系统10制造的氢气(没有蓄压的氢气)储存在氢气罐408中而将其向氢气升压系统406供给。低压氢气管线402还作为储存氢气的罐体发挥作用。即，在本实施方式中，氢气罐408和低压氢气管线402作为氢气储存部410来发挥作用。
[0012]在图2中，水电解发电系统10具有电池部件12、第1装置14、第2装置16和冷却装置
18。
[0013]如图3所示，电池部件12包括层叠有多个电池20的电池堆。各电池20具有MEA22(电解质膜
‑
电极结构体)和夹持MEA22的第1隔板24及第2隔板26。MEA22具有电解质膜28、第1电极30和第2电极32。第1电极30被配设在电解质膜28的一表面28a上。第2电极32被配设在电解质膜28的另一表面28b上。电解质膜28例如是固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是含有水分的全氟磺酸的薄膜。
[0014]第1电极30具有第1电极催化剂层34和第1气体扩散层36。第1电极催化剂层34与电解质膜28的一表面28a相接合。第1气体扩散层36层叠于第1电极催化剂层34。第2电极32具有第2电极催化剂层38和第2气体扩散层40。第2电极催化剂层38与电解质膜28的另一表面28b相接合。第2气体扩散层40层叠于第2电极催化剂层38。
[0015]第1电极催化剂层34例如包括在表面担载有铂合金的多孔质碳粒子。该多孔质碳粒子与离子导电性高分子粘合剂一起，被均匀地涂布在第1气体扩散层36的表面上。第2电极催化剂层38例如包括在表面上担载有铂合金的多孔质碳粒子。该多孔质碳粒子与离子电导性高分子粘合剂一起，被均匀地涂布在第2气体扩散层40的表面上。第1气体扩散层36和第2气体扩散层40包括碳纸或者碳布等。
[0016]第1隔板24和第2隔板26通过将金属薄板的截面加压成形为波形而形成。该金属薄板例如是钢板、不锈钢板、铝板或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电解发电系统，其具有电池部件，该电池部件具有MEA、第1流体流路和第2流体流路，其中，所述MEA通过由第1电极和第2电极夹持电解质膜而构成；所述第1流体流路用于向所述第1电极供给水和氧化剂气体；所述第2流体流路用于向所述第2电极供给氢气，所述水电解发电系统能在水电解模式与发电模式之间进行切换，其中，所述水电解模式是指对被供给到所述第1电极的所述水进行电解来使所述第2电极产生生成氢气的模式；所述发电模式是指通过被供给到所述第1电极的所述氧化剂气体与被供给到所述第2电极的所述氢气的电化学反应来进行发电的模式，其特征在于，具有供给流路、导出流路、水导入流路、氧化剂气体流路、氧化剂气体导入流路、气液分离器和稀释流路，其中，所述供给流路连接于与所述第1流体流路连通的入口端口部；所述导出流路连接于与所述第1流体流路连通的出口端口部，在所述水电解模式时含有所述生成氢气的含气水被导出到所述导出流路；所述水导入流路用于将所述水导入到所述供给流路；所述氧化剂气体流路用于所述氧化剂气体流通；所述氧化剂气体导入流路用于将在所述氧化剂气体流路中流通的所述氧化剂气体导入到所述供给流路；所述气液分离器用于对从所述导出流路引导来的所述含气水进行气液分离；所述稀释流路用于将在所述氧化剂气体流路中流通的所述氧化剂气体作为稀释气体引导到所述气液分离器。2.根据权利要求1所述的水电解发电系统，其特征在于具有流路切换阀，该流路切换阀能够在第1状态与第2状态之间进行切换，其中，所述第1状态是指允许所述氧化剂气体从所述氧化剂气体流路向所述氧化剂气体导入流路流通并且阻止所述氧化剂气体从所述氧化剂气体流路向所述稀释流路流通的状态；所述第2状态是指阻止所述氧化剂气体从所述氧化剂气体流路向所述氧化剂气体导入流路流通并且允许所...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛里昌弘，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：