一种加氢站SOEC制氢加氢系统
技术领域
本实用新型涉及加氢站制氢加氢技术，特别涉及一种加氢站SOEC 制氢加氢系统。
背景技术
作为解决能源及环保问题的可选有效途径之一，燃料电池汽车 (FuelCellVehicle,FCV)的研发推广日益受到各国政府的重视，纷纷制订相关计划来促进其核心技术的开发，而燃料电池汽车的关键所在和奥妙之处在于它的动力来源---H2，其具有环保性能佳、转化效率高、加注时间短、续航里程长等优势，是未来汽车工业可持续化发展的重要方向，是应对全球能源短缺和环境污染的重要战略举措。目前，燃料电池汽车的发展面临两个问题：加氢站和氢源。加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站，是给燃料电池汽车提供氢气的基础设施，近年来，随着氢燃料电池汽车逐渐进入大众的视野，各国加大了相关基础设施建设，全球加氢站的数量随之不断增加。截至2017年年底，全球加氢站数量达到332座。虽然制氢的技术种类繁多，但目前传统的制氢工艺主要就两种：热化学工艺和电解水工艺。
电解水制氢是一种常用的制氢方法，目前全世界生产的氢大约4％是靠水的电解来生产的。由于常规的碱性电解水制氢需要消耗大量的电能，能量转换效率较低，成本较高，再者氢源的制备、储存、运输成本相当高，且存在安全隐患，还有待改进的空间。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种加氢站SOEC制氢加氢系统，通过现场制氢直接对接加氢站，根据加氢所需进行制氢，减少压缩液化及运输的过程，成本更低、更加安全、便捷、高效。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种加氢站SOEC制氢加氢系统，包括有通电升温以将进水生成水蒸气的水气化系统、连接于水气化系统以接收水蒸气且在设定的温度下电化学反应分解产生氢气和氧气的SOEC制氢系统、耦接于水气化系统与SOEC制氢系统以控制制氢启停的储氢加氢控制系统；
所述储氢加氢控制系统包括有连接于SOEC制氢系统以接收氢气向车辆进行加氢的加氢机。
作为优选，所述SOEC制氢系统设置有对氢气进行收集的氢气管路、对氧气进行收集的氧气管路。
作为优选，所述储氢加氢控制系统还包括有耦接于SOEC制氢系统后对氢气流通流量进行控制的流量阀组、耦接于加氢机对车辆的加氢量进行计量结算的计量结算模块。
作为优选，所述储氢加氢控制系统还包括有连接于流量阀组和加氢机之间对制造的氢气进行压缩的压缩机组、对压缩的氢气进行冷却处理的水冷机组，还包括有连接于压缩机组和加氢机以对多余氢气进行存储的固定储氢瓶。
作为优选，所述SOEC制氢系统包括有若干由Ni/YSZ阴极支撑固体氧化物电解电池单电池及金属连接板组成的电池堆，所述固体氧化物电解电池单电池的阴极支撑体外侧表面沉积有尖晶石氧化物薄膜。
作为优选，所述电池堆的金属连接板表面均沉积并原位氧化形成有高导电的尖晶石氧化物致密涂层，所述金属连接板与阳极接触的表面尖晶石氧化物致密涂层上沉积有高导电钙钛矿氧化物纤维接触层。
作为优选，所述电池堆的固体氧化物电解电池单电池设置有30 个，且所述电池堆的工作温度范围为700℃-800℃。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
通过与加氢站直接对接的水气化系统、SOEC制氢系统及储氢加氢控制系系统的配合，能够减少对氢气的压缩、运输和存储等环节，方便了加氢的同时，也避免了安全之忧，配合于SOEC制氢，更加的高效、节能与环保。
附图说明
图1为本实用新型加氢站SOEC制氢加氢系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
根据一个或多个实施例，本实用新型公开的一种加氢站SOEC制氢加氢系统，如图1所示，包括有设置于加氢站的水气化系统、SOEC 制氢系统及储氢加氢控制系统。
水气化系统设置有水源流通管路，通过通电升温至设定的高温，以将进水做水气化处理，形成水蒸气流通输送至SOEC制氢系统。其中进水速率控制在1-3kg/h，根据用户车辆加氢的需求，储氢加氢控制系统对进水速率进行调整，选择合适的进水速率。
SOEC制氢系统则包括有电池堆，电池堆包括有若干个固体氧化物电解电池单电池，且优选单电池设置有30个以组成一个电池堆，通过电池堆对水蒸气进行电化学反应分解，产生氢气和氧气。对于分解产生的氢气和氧气，SOEC制氢系统设置有氢气管路和氧气管路，以分别将氢气和氧气进行收集和输送，氢气供后续的加氢，氧气收集用于其它用途。SOEC制氢系统设定有一定的温度，且工作温度设定在 700-800℃之间，电流密度控制在-0.2A/cm2至0.4A/cm2，工作电压需大于等于30伏，流通的氢气的工作压强大于等于0.1兆帕。
SOEC制氢系统的单电池由Ni/YSZ阴极支撑，和金属连接板组成的电池堆，在Ni/YSZ阴极支撑固体氧化物电解电池单电池的阴极支撑体外侧表面沉积尖晶石氧化物薄膜，使其在电池工作时分解成由金属和导电氧化物组成的多孔薄膜，而在冷热循环过程中发生氧化时形成致密尖晶石氧化物薄膜，阻止阴极支撑体中Ni的氧化，提高单电池在冷热循环过程中的稳定性。
在整个金属连接板全部表面沉积并原位氧化形成有高导电的尖晶石氧化物致密涂层，解决电池堆系统长期运行过程中因金属连接板表面氧化而引起的性能衰减问题。在金属连接板与阳极接触的表面尖晶石氧化物致密涂层上沉积高导电钙钛矿氧化物纤维接触层，解决电池堆系统长期运行过程中金属连接板与阳极的高接触电阻问题，以及在冷热循环过程中因应力变化而引起的金属连接体与单电池阳极接触相分离的问题。
通过将电池支撑金属片与双极集成成单片单元，采用单片单元进行电池堆组装，结构简单，减少了装配工序，减少了人为造成的装配误差，使得电池堆容易串气的现象得以控制，提高了产品的成品率，一体化双极板设计使电池堆结构更加紧凑、高效，通过提高电极有效面积，增加单电池工作效率。
储氢加氢控制系统接收到车辆需要加氢的请求，控制水气化系统及SOEC制氢系统启动进行制氢。储氢加氢控制系统还包括有依次连接的流量阀组、压缩机组及加氢机，流量阀组连接至SOEC制氢系统的氢气管路，接收输送的氢气。压缩机组对流通至加氢机的氢气进行压缩，加氢机设置于加氢站以对车辆进行加氢操作。还包括有从对流通的氢气进行冷却的冷水机组，通过冷水机组对通过流量阀组的氢气进行冷却后经过压缩机组进行压缩。储氢加氢控制系统还包括有设置有连接于加氢机的计量结算模块，以对加氢机流通添加至车辆的氢气流量进行计量及结算。
储氢加氢控制系统还设置有对多余的氢气进行储存的固定储氢瓶，固定储氢瓶连接于压缩机组及加氢机，在车辆进行加氢之后，将 SOEC制氢系统制造的多余的氢气进行储存。
SOEC制氢是目前已知效率最高、技术最先进的制氢技术之一，是解决大规模廉价氢源问题的潜在途径之一，利用SOEC高温下电解水蒸气制氢与常规水电解相比，具有更高效、环境友好等优点，可以与各种清洁能源结合用于氢气、氧气和其它能源载体的制备。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
