CN113039153A - 氢系统 - Google Patents

氢系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113039153A
CN113039153A CN202080006213.9A CN202080006213A CN113039153A CN 113039153 A CN113039153 A CN 113039153A CN 202080006213 A CN202080006213 A CN 202080006213A CN 113039153 A CN113039153 A CN 113039153A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen
anode
containing gas
cathode
electrolyte membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080006213.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113039153B9 (zh
CN113039153B (zh
Inventor
酒井修
胁田英延
冈市敦雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN113039153A publication Critical patent/CN113039153A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113039153B publication Critical patent/CN113039153B/zh
Publication of CN113039153B9 publication Critical patent/CN113039153B9/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • C25B15/021—Process control or regulation of heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/67—Heating or cooling means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/75—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having bipolar electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0656—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by electrochemical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

一种氢系统，具备：压缩装置，其具备电解质膜、设置在电解质膜的一方的主面的阳极、设置在电解质膜的另一方的主面的阴极以及在阳极与阴极之间施加电压的电压施加器，通过电压施加器在阳极与阴极之间施加电压，使供给到阳极的含有水蒸气的含氢气体中的氢经由电解质膜移动到阴极，生成进行了压缩的氢；供给路，其供供给到阳极的含氢气体流动；冷却机构，其设置在供给路上；以及热交换器，其设置在供给路上，在流动在比冷却机构靠上游的供给路的含氢气体与流动在比冷却机构靠下游的供给路的含氢气体之间进行热交换。

Description

氢系统
技术领域
本公开涉及氢系统。
背景技术
近年来，由于地球温暖化等环境问题、石油资源枯竭等能源问题，氢作为代替化石燃料的清洁替代能源而备受关注。氢即使燃烧也基本上仅释放出水，而不排放成为地球温暖化的原因的二氧化碳，并且也几乎不排放氮氧化物等，所以期待其作为清洁能源。
另外，作为将氢作为燃料高效率地加以利用的装置，例如有燃料电池，其面向汽车用电源、面向家庭用自备发电的开发及普及正在进行。
在即将到来的氢社会中，除了制造氢以外，还要求开发能够以高密度存储氢并以小容量和低成本运输或利用氢的技术。特别是，为了促进燃料电池的普及，需要配备供氢基础设施，为了稳定地供给氢，提出了对高纯度氢进行制造、提纯、高密度地存储的各种方案。
例如，专利文献1中提出了一种装置，其通过在夹着电解质膜配置的阳极与阴极之间施加电压，对含氢气体中的氢进行提纯和升压而生成高纯度的氢。
与使用机械式的氢压缩装置的情况相比，在使用这样的利用电解质膜的电化学式氢压缩装置时，能够构建消耗动力少的高效率氢系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-117139号公报
发明内容
发明要解决的课题
本公开的课题在于，作为一个例子，提供一种氢系统，该氢系统能够比以往更加提高压缩装置的氢压缩工作的效率。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本公开的一方面(aspect)的氢系统具备：压缩装置，其具备电解质膜、设置在上述电解质膜的一方的主面的阳极、设置在上述电解质膜的另一方的主面的阴极以及在上述阳极与上述阴极之间施加电压的电压施加器，通过上述电压施加器在上述阳极与上述阴极之间施加电压，使供给到上述阳极的含有水蒸气的含氢气体中的氢经由上述电解质膜移动到上述阴极，生成被压缩了的氢；供给路，其供供给到上述阳极的含氢气体流动；冷却机构，其设置在上述供给路上；以及热交换器，其设置在上述供给路上，在流动在比上述冷却机构靠上游的上述供给路的含氢气体与流动在比上述冷却机构靠下游的上述供给路的含氢气体之间进行热交换。
发明效果
本公开的一方面的氢系统发挥能够比以前更加提高压缩装置的氢压缩工作的效率这一效果。
附图说明
图1是表示第1实施方式的氢系统的一个例子的图。
图2A是表示第1实施方式的氢系统的电化学式氢压缩装置的一个例子的图。
图2B是图2A的电化学式氢压缩装置的B部的放大图。
图3A是表示第1实施方式的氢系统的电化学式氢压缩装置的一个例子的图。
图3B是图3A的电化学式氢压缩装置的B部的放大图。
图4是表示第1实施方式的实施例的氢系统的一个例子的图。
图5是表示第2实施方式的氢系统的一个例子的图。
图6是表示第3实施方式的氢系统的一个例子的图。
图7是表示第4实施方式的氢系统的一个例子的图。
具体实施方式
利用电解质膜的电化学式氢压缩装置中，在电化学性地压缩氢时，其性能受电解质膜的湿润状态左右。例如，电化学式氢压缩装置具备包括电解质膜、阳极以及阴极的单电池，通过将供给到阳极的含氢气体中的(H2)质子化而使其移动到阴极，在阴极使质子(H+)恢复为氢(H2)，从而使氢高压化。此时，电解质膜通常在高温和高加湿的条件下，质子传导率增加，提高电化学式氢压缩装置的氢压缩工作的效率。
这样的电化学式氢压缩装置中，需要进行能够承受高压氢的压力的设计，因此，大多情况下例如通过厚度大的高刚性的金属部件等覆盖上述单电池。于是，在将多个单电池层叠而成的电池组(stack)的情况下，为了利用合适的热源加热电池组，需要对热源赋予所希望的能量。例如，在起动时，电化学式氢压缩装置的温度大多情况下为室温，因此，在热源消耗的能量会增加。
另外，电化学式氢压缩装置中，在电化学性地压缩氢时，其性能也受电化学式氢压缩装置的单电池中的冷凝水的状态左右。例如，在向阳极供给由水的电解得到的含氢气体、由烃原料的重整得到的重整气体等情况下，这些含氢气体将以露点为约80℃左右的高温和高加湿的状态生成。
在此，假设在相对于电化学式氢压缩装置的单电池的温度，供给到阳极的含氢气体的加湿量过多的情况下，在阳极发生含氢气体中的水蒸气的冷凝，由此，有可能发生因冷凝水而使电化学式氢压缩装置的气体流路阻塞(溢流，flooding)。例如，在起动时，电化学式氢压缩装置的温度大多情况下为室温。所以，此时向阳极供给露点比室温高的高加湿的含氢气体则在阳极发生溢流的可能性高。这样，电化学式氢压缩装置的氢扩散性容易受阻。该情况下，用于确保所希望的质子移动的氢压缩工作所需的电力会增加，所以电化学式氢压缩装置的氢压缩工作的效率会下降。
于是，本发明人对以上的问题进行了深入研究，结果想到了在供给到阳极的含氢气体所流动的供给路上设置用于回收潜热的热交换器和冷却机构这一构思。
即，本公开的第1方式的氢系统具备：
压缩装置，其具备电解质膜、设置在电解质膜的一方的主面的阳极、设置在电解质膜的另一方的主面的阴极以及在阳极与阴极之间施加电压的电压施加器，通过电压施加器在阳极与阴极之间施加电压，使供给到阳极的含有水蒸气的含氢气体中的氢经由电解质膜移动到阴极，生成被压缩了的氢；
供给路，其供供给到阳极的含有水蒸气的含氢气体流动；
冷却机构，其设置在供给路上；以及
热交换器，其设置在供给路上，在流动在比冷却机构靠上游的供给路的含氢气体与流动在比冷却机构靠下游的供给路的含氢气体之间进行热交换。
根据该结构，本方式的氢系统能够比以前更加提高压缩装置的氢压缩工作的效率。
具体而言，在相对于压缩装置的单电池的温度，供给到阳极的含氢气体的加湿量过多的情况下，在阳极含氢气体中的水蒸气会冷凝，由此，有可能因冷凝水而发生压缩装置的气体流路的溢流。然而，本方式的氢系统在供给到阳极的含氢气体所流动的供给路设置热交换器和冷却机构，由此供给到阳极的含氢气体在热交换器和冷却机构被除湿，所以，能够相对于压缩装置的单电池的温度，将该含氢气体的加湿量控制为适量。由此，本方式的氢系统能够减少在阳极发生溢流的可能性，其结果，压缩装置的氢压缩工作的效率得以提高。
另外，本方式的氢系统在热交换器中，用流动在比冷却机构靠下游的供给路的含氢气体对流动在比冷却机构靠上游的供给路的含氢气体中的水蒸气冷凝时发生的潜热进行回收，由此能够将该潜热有效地利用于压缩装置的单电池的加热。由此，本方式的氢系统能够将本单电池有效地升温至所希望的温度，其结果，压缩装置的氢压缩工作的效率得以提高。因此，本方式的氢系统，不设置例如电加热器等的热源就能够加热压缩装置的单电池。另外，即使是并用了这样的热源的情况下，也能够减少热源的输出。
本公开的第2方式的氢系统，可以在第1方式的氢系统中还具备旁通路，该旁通路从供给路分支，并在绕过热交换器后，与供给路合流。
如上所述，作为压缩装置的氢源，例如，将由水电解生成的高温和高湿度的含氢气体或者由烃原料的重整生成的高温和高湿度的含氢气体等作为压缩装置的阳极气体加以利用。由此，将露点为约80℃左右的高温和高湿度的含氢气体供给到压缩装置的单电池的阳极。
在以上的情况下，若相对于压缩装置的单电池的温度，供给到阳极的含氢气体的加湿量过多，则在阳极会引起水蒸气的冷凝，有可能因冷凝水而在阳极发生溢流。反之，若相对于压缩装置的单电池的温度，供给到阳极的含氢气体的加湿量不充分，则在电解质膜会引起蒸干(dry up)，有可能难以维持用于确保电解质膜的高质子传导度所需的电解质膜的湿润状态。
如此地，在实现抑制阳极溢流和抑制电解质膜的质子传导率降低方面，相对于压缩装置的单电池的温度合适地设定供给到阳极的含氢气体的露点是很重要的。例如，优选将露点基本等于本单电池的温度的含氢气体供给到阳极。
于是，本方式的氢系统通过将流过旁通路的高加湿的含氢气体的流量与在热交换器和冷却机构进行了除湿的低加湿的含氢气体的流量以所希望的比率进行控制，从而能够相对于压缩装置的单电池的温度合适地设定供给到阳极的含氢气体的露点。
本公开的第3方式的氢系统，可以在第2方式的氢系统中还具备：流量控制器，其对在旁通路中流动的含氢气体的流量进行控制；以及控制器，其在包括电解质膜、阳极以及阴极的单电池的温度上升时，对流量控制器进行控制，使在旁通路中流动的含氢气体的流量增加。
根据该结构，本方式的氢系统通过基于流量控制器对在旁通路中流动的含氢气体的流量进行控制，能够追随压缩装置的单电池的温度上升，适当地提高供给到阳极的含氢气体的露点。
本公开的第4方式的氢系统，可以在第1方式～第3方式中的任一个氢系统中，冷却机构具备对在供给路中流动的含氢气体进行冷却的冷却器。
即使是在热交换器和冷却机构进行了除湿的含氢气体，若相对于压缩装置的单电池的温度，加湿量过多，则含氢气体中的水蒸气有可能在阳极冷凝。这样，因冷凝水而在阳极有可能发生溢流。例如，在由冷却机构自然冷却供给路的情况下，因外部气温与含氢气体的温度的关系，有时存在基于冷却机构的含氢气体的除湿不充分的情况。另外，例如，在冬季，与夏季相比，在起动时压缩装置的单电池的温度容易下降，因此有时存在基于热交换器和冷却机构的含氢气体的除湿不充分的情况。
于是，本方式的氢系统还具备上述的冷却器，由此，能够将在热交换器和冷却机构进行了除湿的含氢气体进一步进行冷却和除湿。由此，本方式的氢系统，例如在冬季进行起动时，能够有效抑止因热交换器和冷却机构引起的溢流的发生。
本公开的第5方式的氢系统，可以在第4方式的氢系统中还具备控制器，该控制器在包括电解质膜、阳极以及阴极的单电池的温度上升时，使冷却器的输出下降。
根据该结构，本方式的氢系统通过控制冷却器的输出，追随压缩装置的单电池的温度上升，能够适当地提高供给到阳极的含氢气体的露点。
本公开的第6方式的氢系统，在第1方式～第5方式中的任一个氢系统中还可以具备加热器，该加热器设置在供给路上，将由热交换器进行了加热的含氢气体进一步加热。
根据该结构，本方式的氢系统能够使用加热器合适地提高含氢气体的温度。由此，能够通过含氢气体所具有热而将压缩装置的单电池有效地升温至所希望的温度，其结果，压缩装置的氢压缩工作的效率得以提高。
本公开的第7方式的氢系统，在第1方式～第6方式中的任一个氢系统中，供给到阳极的含有水蒸气的含氢气体可以包含由水电解装置生成的含氢气体。
本公开的第8方式的氢系统，在第1方式～第6方式中的任一个氢系统中，供给到阳极的含有水蒸气的含氢气体可以含有重整气体，上述重整气体是通过含有由碳和氢形成的有机化合物的原料的水蒸气重整反应或者自热重整反应而生成的。
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。以下要说明的实施方式全都表示上述各方式的一例。因而，只要没有记载到权利要求中，以下示出的形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接形态等就不限定上述各方式。另外，对于以下构成要素中的、表示本方式最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。另外，附图中附带相同标记的情况有时省略说明。另外，为了容易理解，附图中示意性地示出各个构成要素，对于形状和尺寸比等有时并不是准确的表示。
(第1实施方式)
[氢系统的结构]
图1是第1实施方式的氢系统的一个例子的图。
图1所示的例中，氢系统200具备电化学式氢压缩装置100、热交换器110、阳极气体供给路29以及冷却机构117。
在此，电化学式氢压缩装置100具备电解质膜11、阳极AN、阴极CA和电压施加器102。而且，电化学式氢压缩装置100是通过电压施加器102而在阳极AN与阴极CA之间施加电压，将供给到阳极AN的含有水蒸气的含氢气体中的氢经由电解质膜11移动至阴极CA并进行升压的装置。电化学式氢压缩装置100只要是利用电解质膜11的电化学式升压器则可以为任意的结构。例如，图1的电化学式氢压缩装置100中设置有：上述的阳极气体供给路29、供从阳极AN排出的含氢气体流动的阳极气体排出路31以及供从阴极CA排出的氢(H2)流动的阴极气体排出路26。在后面对这样的电化学式氢压缩装置100的详细的结构进行说明。
此外，供给到阳极AN的含有水蒸气的含氢气体例如可以包含由水电解装置生成的含氢气体，也可以包含重整气体，该重整气体是通过含有由碳和氢形成的有机化合物的原料(以下称为烃原料)的水蒸气重整反应或者自热重整反应而生成的。
阳极气体供给路29是供供给到电化学式氢压缩装置100的阳极AN的含有水蒸气的含氢气体流动的流路。
热交换器110是设置在阳极气体供给路29上且在流动在比冷却机构117靠上游的阳极气体供给路29的含氢气体与流动在比冷却机构117靠下游的阳极气体供给路29的含氢气体之间进行热交换的装置。其中，将比冷却机构117靠上游的阳极气体供给路29中的通过热交换器110的部分称为热交换器110的一次侧流路110A，将比冷却机构117靠下游的阳极气体供给路29中的通过热交换器110的部分称为热交换器110的二次侧流路110B。
冷却机构117设置在阳极气体供给路29上。具体而言，冷却机构117是设置在热交换器110的一次侧流路110A的气体流出口与热交换器110的二次侧流路110B的气体流入口之间的阳极气体供给路29上。
冷却机构117只要能够对流动在热交换器110的一次侧流路110A与热交换器110的二次侧流路110B之间的阳极气体供给路29的含氢气体进行冷却，则可以是任意的结构。
例如，冷却机构117可以构成为通过使构成阳极气体供给路29的配管不被隔热材料所覆盖而使该配管能够自然冷却。另外，例如，冷却机构117可以具备冷却含氢气体的冷却器。作为冷却器，例如可举出具备散热片等的散热器、基于冷却介质的冷却装置等。作为冷却介质，例如，可以使用冷气或者冷却液等。
此外，图1所示的例子中，在冷却机构117中，阳极气体供给路29是自然冷却的。使用冷却器作为冷却机构117的情况下的结构的一个例子在第3实施方式中进行说明。
这里，热交换器110还作为冷凝器发挥功能，在热交换器110中，进行潜热回收，即将流动在一次侧流路110A的高湿度的含氢气体中的水蒸气进行冷凝时发生的潜热，以流动在二次侧流路110B的低湿度的含氢气体通过热交换而进行回收。换句话说，前者的含氢气体相当于热交换器的加热流体，后者的含氢气体相当于热交换器的受热流体。
具体而言，例如，在将由水电解或者烃原料的重整生成的高温和高湿度(例如，温度和露点为约80℃左右)的含氢气体供给到电化学式氢压缩装置100的阳极AN的情况下，流动在热交换器110的一次侧流路110A的高温和高加湿的含氢气体在热交换器110被冷却而温度下降的同时，水蒸气进行冷凝。换句话说，热交换器110的一次侧流路110A中的含氢气体的温度和露点下降至比由水电解或者烃原料的重整生成的含氢气体的温度和露点低。
此时，如图1所示，阳极气体供给路29被引回，以使得流过了热交换器110的一次侧流路110A后的含氢气体再次流入热交换器110的二次侧流路110B。由此，在热交换器110中，流动在二次侧流路110B的含氢气体中传入流动在一次侧流路110A的含氢气体中的水蒸气因冷凝而发生的潜热。另外，通过了热交换器110的一次侧流路110A后的含氢气体，在流入热交换器110的二次侧流路110B之前，因冷却机构117的自然冷却的作用而被冷却，温度下降，同时水蒸气进一步冷凝。
由此，热交换器110的二次侧流路110B中的含氢气体的温度被冷凝潜热加热而上升，但露点仍维持为低。
[电化学式氢压缩装置的结构]
图2A以及图3A是表示第1实施方式的氢系统的电化学式氢压缩装置的一个例子的图。图2B是图2A的电化学式氢压缩装置的B部的放大图。图3B是图3A的电化学式氢压缩装置的B部的放大图。
此外，图2A中表示了在俯视时包含通过电化学式氢压缩装置100的中心和阴极气体导出歧管28的中心的直线的电化学式氢压缩装置100的垂直剖面。另外，图3A中表示了在俯视时包含通过电化学式氢压缩装置100的中心、阳极气体导入歧管27的中心和阳极气体导出歧管30的中心的直线的电化学式氢压缩装置100的垂直剖面。
图2A以及图3A所示的例子中，电化学式氢压缩装置100具备至少一个氢泵单元100A。
此外，电化学式氢压缩装置100中，层叠多个氢泵单元100A。例如，图2A以及图3A中，层叠有三级的氢泵单元100A，但氢泵单元100A的个数不限于此。换句话说，氢泵单元100A的个数可以根据电化学式氢压缩装置100所要进行升压的氢量等运转条件设定为合适的个数。
氢泵单元100A具备电解质膜11、阳极AN、阴极CA、阴极隔离件(separator)16、阳极隔离件17和绝缘体21。并且，在氢泵单元100A中，使电解质膜11、阳极催化剂层13、阴极催化剂层12、阳极气体扩散层15、阴极气体扩散层14、阳极隔离件17以及阴极隔离件16进行层叠。
阳极AN设置在电解质膜11的一方的主面。阳极AN是包含阳极催化剂层13和阳极气体扩散层15的电极。此外，以在俯视图中包围阳极催化剂层13的周围的方式设置有环状的密封部件43，阳极催化剂层13由密封部件43适当地密封。
阴极CA设置在电解质膜11的另一方的主面。阴极CA是包含阴极催化剂层12和阴极气体扩散层14的电极。此外，以在俯视图中包围阴极催化剂层12的周围的方式设置有环状的密封部件42，阴极催化剂层12由密封部件42适当地密封。
由此，电解质膜11分别与阳极催化剂层13以及阴极催化剂层12接触并被阳极AN和阴极CA夹持。此外，将阴极CA、电解质膜11以及阳极AN的层叠体的、膜-电极接合体(以下，MEA：Membrane Electrode Assembly)的部分称为电化学式氢压缩装置100的单电池。
电解质膜11具备质子传导性。电解质膜11只要具备质子传导性则可以是任意的结构。例如，作为电解质膜11，可以举出氟系高分子电解质膜，烃系高分子电解质膜，但不限于此。具体而言，例如，作为电解质膜11，可以使用Nafion(注册商标、杜邦公司制)、Aciplex(注册商标、旭化成株式会社制)等。
阳极催化剂层13设置在电解质膜11的一方的主面。对于阳极催化剂层13，作为催化剂金属，例如含有铂，但不限于此。
阴极催化剂层12设置在电解质膜11的另一方的主面。对于阴极催化剂层12，作为催化剂金属例如含有铂，但不限于此。
作为阴极催化剂层12以及阳极催化剂层13的催化剂载体，例如可以举出炭黑、石墨等碳粉末、导电性氧化物粉末等，但不限于这些。
此外，阴极催化剂层12以及阳极催化剂层13中，催化剂金属的微粒被高分散地担载于催化剂载体。另外，这些阴极催化剂层12以及阳极催化剂层13中，为了使电极反应场所增大，通常添加氢离子传导性的离聚物(ionomer)成分。
阴极气体扩散层14设置在阴极催化剂层12上。另外，阴极气体扩散层14由多孔性材料形成，具备导电性以及气体扩散性。进而，阴极气体扩散层14优选具备弹性以合适地追随在电化学式氢压缩装置100工作时因阴极CA与阳极AN之间的差压而发生的构成部件的变位、变形。此外，本实施方式的电化学式氢压缩装置100中，作为阴极气体扩散层14，使用由碳纤维构成的部件。例如，可以是碳纸、碳布、碳毡等多孔性碳纤维片材。此外，作为阴极气体扩散层14的基材，可以不使用碳纤维片材。例如，作为阴极气体扩散层14的基材，可以使用以钛、钛合金、不锈钢等作为坯料的金属纤维的烧结体、以这些作为坯料的金属粉末的烧结体等。
阳极气体扩散层15设置在阳极催化剂层13上。另外，阳极气体扩散层15由多孔性材料构成，具备导电性以及气体扩散性。并且，阳极气体扩散层15优选为高刚性，以能够抑制电化学式氢压缩装置100工作时因阴极CA与阳极AN之间的差压所发生的构成部件的变位、变形。
其中，本实施方式的电化学式氢压缩装置100中，作为阳极气体扩散层15使用由钛粉末烧结体的薄板所构成的部件，但不限于此。换句话说，作为阳极气体扩散层15的基材，例如，可以使用以钛、钛合金、不锈钢等作为坯料的金属纤维的烧结体、以这些作为坯料的金属粉末的烧结体。另外，作为阳极气体扩散层15的基材，例如也可以使用网眼钢板(expanded metal)、金属网、穿孔金属板(punching metal)等。
阳极隔离件17是设置在阳极AN的阳极气体扩散层15上的部件。阴极隔离件16是设置在阴极CA的阴极气体扩散层14上的部件。
并且，在阴极隔离件16以及阳极隔离件17的各自的中央部设置有凹部。在这些凹部的每一个中分别容纳有阴极气体扩散层14以及阳极气体扩散层15。
如此地，通过用阴极隔离件16以及阳极隔离件17夹持上述的MEA而形成氢泵单元100A。
在与阴极气体扩散层14接触的阴极隔离件16的主面上设置有在俯视图中例如包含多个U字状的折回部分和多个直线部分的蜿蜒状的阴极气体流路32。而且，阴极气体流路32的直线部分在垂直于图2A的纸面的方向上延伸。但是，这样的阴极气体流路32仅仅是例示，并不限定于本例。例如，阴极气体流路也可以由多个直线状的流路构成。
在与阳极气体扩散层15接触的阳极隔离件17的主面设置有在俯视图中例如包含多个U字状的折回部分和多个直线部分的蜿蜒状的阳极气体流路33。而且，阳极气体流路33的直线部分在垂直于图3A的纸面的方向上延伸。但是，这样的阳极气体流路33仅仅是例示，并不限定于本例。例如，阳极气体流路也可以由多个直线状的流路构成。
另外，在导电性的阴极隔离件16以及阳极隔离件17之间，夹入有以包围MEA的周围的方式设置的环状且平板状的绝缘体21。由此，防止阴极隔离件16以及阳极隔离件17的短路。
在此，电化学式氢压缩装置100具备：氢泵单元100A中的设置在层叠方向的两端上的第1端板和第2端板、以及将氢泵单元100A、第1端板和第2端板在层叠方向上连结的连结器25。
应予说明的是，在图2A以及图3A所示的例子中，阴极端板24C以及阳极端板24A各自分别与上述的第1端板和第2端板对应。换句话说，阳极端板24A是在氢泵单元100A的各部件被层叠的层叠方向上位于一方的端部的阳极隔离件17上设置的端板。另外，阴极端板24C是在位于氢泵单元100A的各部件被层叠的层叠方向上的另一方的端部的阴极隔离件16上设置的端板。
连结器25只要能够在层叠方向连结氢泵单元100A、阴极端板24C以及阳极端板24A，则可以是任意结构。
例如，作为连结器25，可举出螺栓以及带有盘簧的螺母等。
此时，连结器25的螺栓可以是仅贯穿阳极端板24A以及阴极端板24C地构成，但本实施方式的电化学式氢压缩装置100中，该螺栓贯穿三级的氢泵单元100A的各部件、阴极供电板22C、阴极绝缘板23C、阳极供电板22A、阳极绝缘板23A、阳极端板24A以及阴极端板24C。并且，以将位于上述的层叠方向上的另一方的端部的阴极隔离件16的端面以及位于上述的层叠方向上的一方的端部的阳极隔离件17的端面各自分别经由阴极供电板22C和阴极绝缘板23C以及阳极供电板22A和阳极绝缘板23A，分别被阴极端板24C以及阳极端板24A进行夹持，通过连结器25对氢泵单元100A赋予所希望的连结压。
由此，本实施方式的电化学式氢压缩装置100中，三级的氢泵单元100A在上述的层叠方向上通过连结器25的连结压而以层叠状态被合适地保持。
这里，本实施方式的电化学式氢压缩装置100中，从氢泵单元100A的各自的阴极气体扩散层14流出的氢(H2)所流动的阴极气体流路32相连通。以下，参照附图对阴极气体流路32分别连通的结构进行说明。
首先，如图2A所示，阴极气体导出歧管28是由设置在三级的氢泵单元100A的各部件和阴极端板24C的贯穿孔以及设置在阳极端板24A的非贯穿孔相连而构成的。另外，在阴极端板24C设置有阴极气体排出路26。阴极气体排出路26可以由从阴极CA排出的氢流动的配管构成。而且，阴极气体排出路26与上述的阴极气体导出歧管28连通。
进而，阴极气体导出歧管28经由阴极气体通过路径34分别与氢泵单元100A的各自的阴极气体流路32的一方的端部连通。由此，通过氢泵单元100A各自的阴极气体流路32以及阴极气体通过路径34的氢在阴极气体导出歧管28合流。并且，合流后的氢被导入阴极气体排出路26。
如此，氢泵单元100A各自的阴极气体流路32经由氢泵单元100A各自的阴极气体通过路径34以及阴极气体导出歧管28而连通。
在阴极隔离件16以及阳极隔离件17之间、阴极隔离件16以及阴极供电板22C之间、阳极隔离件17以及阳极供电板22A之间，以在俯视图中包围阴极气体导出歧管28的方式设置有O形环等环状密封部件40，阴极气体导出歧管28由该密封部件40合适地密封。
如图3A所示，在阳极端板24A设置有阳极气体供给路29。阳极气体供给路29可以由供给到阳极AN的含氢气体所流动的配管构成。而且，阳极气体供给路29与筒状的阳极气体导入歧管27连通。此外，阳极气体导入歧管27是由设置在三级的氢泵单元100A的各部件和阳极端板24A的贯穿孔相连而构成的。
另外，阳极气体导入歧管27经由第1阳极气体通过路径35分别与氢泵单元100A各自的阳极气体流路33的一方的端部连通。由此，从阳极气体供给路29向阳极气体导入歧管27供给的含氢气体通过氢泵单元100A各自的第1阳极气体通过路径35而分配给各个氢泵单元100A。并且，在所分配的含氢气体通过阳极气体流路33期间，从阳极气体扩散层15向阳极催化剂层13供给含氢气体。
另外，如图3A所示，在阳极端板24A设置有阳极气体排出路31。阳极气体排出路31可以由从阳极AN排出的含氢气体所流动的配管构成。而且，阳极气体排出路31与筒状的阳极气体导出歧管30连通。此外，阳极气体导出歧管30是由设置在三级的氢泵单元100A的各部件以及阳极端板24A的贯穿孔相连而构成的。
另外，阳极气体导出歧管30经由第2阳极气体通过路径36分别与氢泵单元100A各自的阳极气体流路33的另一方的端部连通。由此，通过氢泵单元100A各自的阳极气体流路33的含氢气体通过第2阳极气体通过路径36分别被供给到阳极气体导出歧管30，而在此合流。进而，合流后的含氢气体被导入阳极气体排出路31。
在阴极隔离件16以及阳极隔离件17之间、阴极隔离件16以及阴极供电板22C之间、阳极隔离件17以及阳极供电板22A之间，以在俯视图中包围阳极气体导入歧管27以及阳极气体导出歧管30的方式设置有O形环等环状的密封部件40，阳极气体导入歧管27以及阳极气体导出歧管30由密封部件40合适地密封。
如图2A以及图3A所示，电化学式氢压缩装置100具备电压施加器102。
电压施加器102是在阳极催化剂层13和阴极催化剂层12之间施加电压的装置。具体而言，电压施加器102的高电位施加于阳极催化剂层13，电压施加器102的低电位施加于阴极催化剂层12。电压施加器102只要能够在阳极催化剂层13与阴极催化剂层12之间施加电压，则可以是任意的结构。例如，电压施加器102可以是调整在阳极催化剂层13与阴极催化剂层12之间施加的电压的装置。此时，电压施加器102在与电池、太阳能电池、燃料电池等直流电源连接时，具备DC/DC转换器，在与商用电源等交流电源连接时，具备AC/DC转换器。
另外，电压施加器102可以是例如以供给到氢泵单元100A的电力成为预定的设定值的方式调整施加到阳极催化剂层13与阴极催化剂层12之间的电压、流动于阳极催化剂层13与阴极催化剂层12之间的电流的电力型电源。
此外，图2A以及图3A所示的例子中，电压施加器102的低电位侧的端子与阴极供电板22C连接，电压施加器102的高电位侧的端子与阳极供电板22A连接。阴极供电板22C与位于上述的层叠方向上的另一方的端部的阴极隔离件16电接触，阳极供电板22A与位于上述的层叠方向上的一方的端部的阳极隔离件17电接触。
在此，虽然未在图1、图2A以及图3A中表示，但适当地设置了本实施方式的氢系统200的电化学式氢压缩装置100的氢压缩工作中所需要的部件以及设备。
例如，在氢系统200例如设置有检测电化学式氢压缩装置100的温度的温度检测器、检测在电化学式氢压缩装置100的阴极CA升压后的氢的压力的压力检测器等。
另外，氢系统200中，在阳极气体供给路29、阳极气体排出路31以及阴极气体排出路26的合适位置设置有用于开闭这些路径的阀等。
以上的电化学式氢压缩装置100的结构以及氢系统200的结构仅仅是例示，并不限于本例。例如，电化学式氢压缩装置100可以采用闭端构造，该闭端构造不设置阳极气体导出歧管30以及阳极气体排出路31，而是使通过阳极气体导入歧管27供给到阳极AN的含氢气体中的氢(H2)全部在阴极CA升压。
[工作]
以下，参照附图，对第1实施方式的氢系统的工作的一个例子进行说明。
此外，以下的工作可以通过例如未图示的控制器的运算电路从控制器的存储电路读取控制程序来执行。不过，利用控制器执行以下的工作并不是必须的。也可以由操作者执行其一部分工作。
首先，向电化学式氢压缩装置100的阳极AN供给低压的含氢气体，并且，电压施加器102的电压施加于电化学式氢压缩装置100，由此，氢系统200的电化学式氢压缩装置100的氢压缩工作开始。此时，供给到电化学式氢压缩装置100的阳极AN之前的含氢气体通过设置在阳极气体供给路29上的热交换器110以及冷却机构117。
在阳极AN的阳极催化剂层13中，含氢气体中的氢分子因氧化反应而分离为氢离子(质子)和电子(式(1))。质子在电解质膜11内传导而移动到阴极催化剂层12。电子通过电压施加器102而移动到阴极催化剂层12。
并且，在阴极催化剂层12中，因还原反应而再次生成氢分子(式(2))。此外，已知质子在电解质膜11中传导时，预定量的水作为电渗水而随着质子从阳极AN移动到阴极CA。
此时，使用未图示的流量调整器来增加氢导出路径的压力损失，由此能够将在阴极CA生成的氢进行压缩。此外，作为氢导出路径，例如，可举出图1以及图2A的阴极气体排出路26。另外，作为流量调整器，例如可举出设置在氢导出路径的背压阀、流量调整阀等。
阳极：H2(低压)→2H++2e-···(1)
阴极：2H++2e-→H2(高压)···(2)
如此地，电化学式氢压缩装置100中，执行将供给到阳极AN的含有水蒸气的含氢气体中的氢经由电解质膜11而向阴极CA移动并进行升压的工作。
另外，热交换器110的一次侧流路110A以及冷却机构117中，通过供给到电化学式氢压缩装置100的阳极AN的含氢气体的冷却而进行含氢气体中的水蒸气的冷凝工作，在热交换器110的二次侧流路110B中，通过在上述的冷凝工作中发生的潜热而进行供给到电化学式氢压缩装置100的阳极AN的含氢气体的加热工作。
由此，本实施方式的氢系统200能够将电化学式氢压缩装置100的氢压缩工作效率提高到比以往高。
具体而言，在相对于电化学式氢压缩装置100的单电池的温度，供给到阳极AN的含氢气体的加湿量过多的情况下，含氢气体中的水蒸气在阳极AN进行冷凝，从而有可能因冷凝水而发生电化学式氢压缩装置100的气体流路的溢流。然而，本实施方式的氢系统200中，通过在供供给到阳极AN的含氢气体流动的阳极气体供给路29设置热交换器110以及冷却机构117，从而将供给到阳极AN的含氢气体在热交换器110以及冷却机构117进行除湿，因此，能够相对于电化学式氢压缩装置100的单电池的温度，将该含氢气体的加湿量控制为适量。由此，本实施方式的氢系统200中能够降低在阳极AN发生溢流的可能性，其结果，电化学式氢压缩装置100的氢压缩工作的效率得以提高。
另外，本实施方式的氢系统200中，将流动在热交换器110的一次侧流路110A的含氢气体中的水蒸气进行冷凝时发生的潜热，用流动在热交换器110的二次侧流路110B的含氢气体进行回收，由此，能够将该潜热有效利用于电化学式氢压缩装置100的单电池的加热。由此，本实施方式的氢系统200能够将本单电池有效地升温至所希望的温度，其结果，电化学式氢压缩装置100的氢压缩工作的效率得以提高。由此，本实施方式的氢系统200中，不设置例如电加热器等热源就能够加热电化学式氢压缩装置100的单电池。另外，即使对于并用了这样的热源的情况而言，也能够减少热源的输出。
(实施例)
图4是第1实施方式的实施例的氢系统的一个例子的图。
在图4所示的例子中，氢系统200具备：电化学式氢压缩装置100、热交换器110、阳极气体供给路29、冷却机构117、冷凝水罐111、氢存储器114、氢源120、第1阀112以及第2阀113。
在此，电化学式氢压缩装置100、冷却机构117以及热交换器110与第1实施方式相同。换句话说，对于图4所示的例子，在冷却机构117中，阳极气体供给路29是被自然冷却的。
氢源120是经由热交换器110向电化学式氢压缩装置100的阳极AN供给含氢气体的装置。此外，这样的氢源120的含氢气体例如可以是由水电解或者烃原料的重整等而生成的。
冷凝水罐111是存储含氢气体中的水蒸气在热交换器110的一次侧流路110A以及冷却机构117中进行冷凝而发生的冷凝水的装置。具体而言，构成为冷凝水罐111设置在热交换器110的一次侧流路110A的气体流出口与热交换器110的二次侧流路110B的气体流入口之间的阳极气体供给路29，含氢气体通过冷凝水罐111内的上部空间。此外，可以将用于向外部排出冷凝水罐111内的冷凝水的水排水路径以及排水阀(未图示)设置在冷凝水罐111的底壁。
氢存储器114是存储在阴极CA进行了升压的氢(H2)的装置。作为氢存储器114，例如可以举出氢罐等。
第1阀112设置在电化学式氢压缩装置100的阴极CA的气体流出口与氢存储器114的气体流入口之间的阴极气体排出路26。第2阀113设置在从氢存储器114的气体流出口延伸的供氢路径。换句话说，电化学式氢压缩装置100的氢压缩工作中，通过打开第1阀112，关闭第2阀113而能够在氢存储器114存储高压状态的氢。另外，通过适时地关闭第1阀112而打开第2阀113，能够将存储于氢存储器114的氢供给至氢需要体。此外，作为氢需要体，例如可以举出以氢作为燃料来发电的燃料电池。另外，作为第1阀112以及第2阀113，例如可以举出流量调整阀等。
但是，以上的氢系统200仅仅是例示，并不限于本例。例如，以上对从电化学式氢压缩装置100向氢存储器114供给氢的情况进行了说明，但在氢系统200不经由氢存储器或者不具备氢存储器而直接向氢需要体供给氢的情况(例如，向燃料电池车的高压氢罐供给氢等情况)下，也能够应用以上的本公开的一方式的氢系统200。
此外，本实施例的氢系统200发挥的作用效果与第1实施方式的氢系统200相同，所以省略其说明。
本实施例的氢系统200中，除了上述的特征以外，其它可以与第1实施方式的氢系统200相同。
(第2实施方式)
图5是第2实施方式的氢系统的一个例子的图。
图5所示的例子中，氢系统200具备：电化学式氢压缩装置100、热交换器110、阳极气体供给路29、冷却机构117、旁通路116、流量控制器115以及控制器50。
在此，电化学式氢压缩装置100、冷却机构117以及热交换器110与第1实施方式相同。换句话说，对于图5所示的例子，在冷却机构117中，阳极气体供给路29是被自然冷却的。
旁通路116是从阳极气体供给路29分支并在绕过热交换器110后与阳极气体供给路29合流的流路。具体而言，如图5所示，旁通路116的上游端连接在比热交换器110的一次侧流路110A的气体流入口靠上游的阳极气体供给路29上，旁通路116的下游端连接在比热交换器110的二次侧流路110B的气体流出口靠下游的阳极气体供给路29上。
流量控制器115是控制流动在旁通路116的含氢气体的流量的装置。流量控制器115只要能够控制流动在旁通路116的含氢气体的流量，可以是任意的结构。作为流量控制器115，例如可以举出流量控制阀等。这样的流量控制阀可以是设置在阳极气体供给路29与旁通路116的上游端之间的连接部(分支部)上的可控制分流比的三向阀。另外，流量控制阀可以是设置在该连接部与热交换器110的一次侧流路110A的气体流入口之间的阳极气体供给路29以及旁通路116中的任一方或者两方的可控制阀开度的双向阀。
控制器50对流量控制器115进行控制，以使得流动在旁通路116的高湿度的含氢气体的流量成为所希望的流量。
此外，控制器50可以控制氢系统200整体的工作。控制器50只要具有控制功能则可以是任意的结构。控制器50例如具备运算电路以及存储控制程序的存储电路。作为运算电路，例如可以例示MPU、CPU等。作为存储电路，例如可以例示存储器。控制器50可以由进行集中控制的单独的控制器构成，也可以由相互协作而进行分散控制的多个控制器构成。
如上所述，作为电化学式氢压缩装置100的氢源，例如，将由水电解生成的高温和高湿度的含氢气体或者由烃原料的重整生成的高温和高湿度的含氢气体等作为电化学式氢压缩装置的阳极气体来利用。由此，将露点约80℃左右的高温和高湿度的含氢气体供给到电化学式氢压缩装置100的单电池的阳极AN。
在以上的情况下，在相对于电化学式氢压缩装置100的单电池的温度，供给到阳极AN的含氢气体的加湿量过多时，有可能在阳极AN发生水蒸气的冷凝，因冷凝水而在阳极AN发生溢流。反之，在相对于电化学式氢压缩装置100的单电池的温度，供给到阳极AN的含氢气体的加湿量不充分时，有可能在电解质膜11发生蒸干，难以维持确保电解质膜11的高质子传导度所需的电解质膜11的湿润状态。
如此地，在实现抑制阳极AN的溢流以及抑制电解质膜11的质子传导率下降的方面，相对于电化学式氢压缩装置100的单电池的温度，合适地设定供给到阳极AN的含氢气体的露点是重要的。例如，优选将露点基本等于本单电池的温度的含氢气体供给到阳极AN。
于是，对于本实施方式的氢系统200，通过以所希望的比率控制流过旁通路116的高加湿的含氢气体的流量与在热交换器110以及冷却机构117进行了除湿的低加湿的含氢气体的流量，能够相对于电化学式氢压缩装置100的单电池的温度，合适地设定供给到阳极AN的含氢气体的露点。
具体而言，如图5所示，流动在旁通路116的含氢气体不经由热交换器110而保持高湿度地供给到电化学式氢压缩装置100的阳极AN。换句话说，流动在旁通路116的高湿度的含氢气体的流量越增加(换言之，经由热交换器110的低湿度的含氢气体的流量越减少)，则通过阳极气体供给路29与旁通路116的下游端之间的连接部(合流部)的含氢气体的露点越高。由此，本实施方式的氢系统200能够按照电化学式氢压缩装置100的单电池的温度合适地设定供给到阳极AN的含氢气体的露点。
对于本实施方式的氢系统200，除了上述的特征以外，其它可以与第1实施方式或者第1实施方式的实施例的氢系统200相同。
(实施例)
对于本实施例的氢系统200，除了以下要说明的控制器50的控制内容以外，其它与第2实施方式的氢系统200相同。
控制器50在包含电解质膜11、阳极AN以及阴极CA的单电池的温度上升时，控制流量控制器115而使流动在旁通路116的含氢气体的流量增加。
由此，对于本实施例的氢系统200，通过基于流量控制器115对流动在旁通路116的含氢气体的流量进行控制，能够以追随电化学式氢压缩装置100的单电池的温度上升的方式适当地提高供给到阳极AN的含氢气体的露点。
例如，在起动时，电化学式氢压缩装置100的温度大多情况下为室温。此时，作为一个例子，将经由热交换器110的含氢气体的流量设为比在旁通路116流动的含氢气体的流量多。由此，与将含氢气体的流量的比率设为与上述相反的情况相比，能够向电化学式氢压缩装置100的阳极AN供给低加湿的含氢气体，因此能够减少在阳极AN发生溢流的可能性。
另外，例如在运转时，由于含氢气体中的水蒸气冷凝时发生的潜热以及因与流动在电解质膜11的电流相应的IR损耗发生的热，随着电化学式氢压缩装置100的运转时间的经过，电化学式氢压缩装置100的单电池的温度会上升。此时，作为一个例子，将经由热交换器110的含氢气体的流量设为少于流动在旁通路116的含氢气体的流量。由此，与将含氢气体的流量的比率设为与上述相反的情况相比，能够向电化学式氢压缩装置100的阳极AN供给高加湿的含氢气体，所以能够减少在电解质膜11发生蒸干的可能性。
此外，电化学式氢压缩装置100的单电池的温度可以通过热电偶、热敏电阻等合适的温度检测器(未图示)来进行检测，也可以通过与电化学式氢压缩装置100的单电池的温度相关的参数来进行检测。作为这样的参数，例如，如上所述，可举出电化学式氢压缩装置100的运转时间等。
对于本实施例的氢系统200，除了上述的特征以外，可以与第1实施方式、第1实施方式的实施例以及第2实施方式中的任一个氢系统200相同。
(第3实施方式)
图6是第3实施方式的氢系统的一个例子的图。
在图6所示的例子中，氢系统200具备：电化学式氢压缩装置100、热交换器110、阳极气体供给路29、冷却机构117以及控制器50。
在此，电化学式氢压缩装置100以及热交换器110与第1实施方式相同。
冷却机构117包括对流动在阳极气体供给路29的含氢气体进行冷却的冷却器117A。换句话说，冷却器117A是对通过热交换器110的一次侧流路110A后且流入热交换器110的二次侧流路110B之前的含氢气体进行冷却的装置。具体而言，冷却器117A设置在热交换器110的一次侧流路110A的气体流出口与热交换器110的二次侧流路110B的气体流入口之间的阳极气体供给路29。
冷却器117A只要是具备冷却上述的含氢气体的冷却功能的装置则可以为任意的结构。冷却器117A例如可以为具备散热片等的散热器。散热片例如可以设置在没有用隔热材料覆盖的构成阳极气体供给路29的配管上。另外，冷却器117A例如可以是空冷式的冷却器，也可以是使用冷却液的冷却器。前者的冷却器例如具备冷却风扇、冷却片等。后者的冷却器例如具备供冷却液流动的流路部件。作为冷却液，例如可以使用冷却水、防冻液等。
控制器50以使冷却器117A的输出成为所希望的输出的方式控制冷却器117A。
此外，控制器50可以控制氢系统200整体的工作。控制器50只要具备控制功能则可以是任意的结构。控制器50例如具备：运算电路和存储控制程序的存储电路。作为运算电路，例如，可以例示MPU、CPU等。作为存储电路，例如可以例示存储器。控制器50可以由进行集中控制的单独的控制器构成，也可以由相互协作而进行分散控制的多个控制器构成。
即使是在热交换器110以及冷却机构117进行了除湿的含氢气体，在相对于电化学式氢压缩装置100的单电池的温度，加湿量过多时，含氢气体中的水蒸气也有可能在阳极AN发生冷凝。这样则有可能因冷凝水在阳极AN发生溢流。例如，在冷却机构117自然冷却阳极气体供给路29的情况下，因外部气温与含氢气体的温度的关系，存在基于冷却机构117的含氢气体的除湿不充分的情况。另外，例如在冬季时，与夏季相比，在起动时，由于电化学式氢压缩装置100的单电池的温度容易下降，所以存在基于热交换器110以及冷却机构117的含氢气体的除湿不充分的情况。
于是，对于本实施方式的氢系统200，通过具备上述的冷却器117A，能够对在热交换器110以及冷却机构117进行了除湿的含氢气体进一步进行冷却和除湿。由此，对于本实施方式的氢系统200，例如在冬季进行起动时能够有效地抑制因冷凝水引起的溢流的发生。
对于本实施方式的氢系统200，除了上述的特征以外，其它可以与第1实施方式、第1实施方式的实施例、第2实施方式以及第2实施方式的实施例中的任一个氢系统200相同。
(实施例)
本实施例的氢系统200除了以下要说明的控制器50的控制内容以外，其它与第3实施方式的氢系统200相同。
控制器50在包括电解质膜11、阳极AN以及阴极CA的单电池的温度上升时，降低冷却器117A的输出。
由此，对于本实施例的氢系统200，通过控制冷却器117A的输出，能够以追随电化学式氢压缩装置100的单电池的温度上升的方式合适地提高供给到阳极AN的含氢气体的露点。
例如，在起动时，电化学式氢压缩装置100的温度大多情况下为室温。此时，作为一个例子，不使冷却器117A的输出下降。由此，与使冷却器117A的输出下降的情况相比，能够向电化学式氢压缩装置100的阳极AN供给低加湿的含氢气体，所以能够减少在阳极AN发生溢流的可能性。
另外，例如在运转时，由于含氢气体中的水蒸气冷凝时发生的潜热以及因与流动在电解质膜11的电流相应的IR损耗发生的热，随着电化学式氢压缩装置100的运转时间的经过，电化学式氢压缩装置100的单电池的温度会上升。此时，作为一个例子，使冷却器117A的输出下降。由此，与不使冷却器117A的输出下降的情况相比，能够向电化学式氢压缩装置100的阳极AN供给高加湿的含氢气体，所以能够减少在电解质膜11发生蒸干的可能性。
此外，电化学式氢压缩装置100的单电池的温度可以通过热电偶、热敏电阻等合适的温度检测器(未图示)来进行检测，也可与通过与电化学式氢压缩装置100的单电池的温度相关的参数来进行检测。作为这样的参数，例如，如上所述，可举出电化学式氢压缩装置100的运转时间等。
对于本实施例的氢系统200，除了上述的特征以外，可以与第1实施方式、第1实施方式的实施例、第2实施方式、第2实施方式的实施例以及第3实施方式中的任一个氢系统200相同。
(第4实施方式)
图7是表示第4实施方式的氢系统的一个例子的图。
在图7所示的例子中，氢系统200具备：电化学式氢压缩装置100、热交换器110、阳极气体供给路29、冷却机构117以及加热器130。
这里，电化学式氢压缩装置100、冷却机构117以及热交换器110与第1实施方式相同。换句话说，对于图7所示的例子，在冷却机构117中，阳极气体供给路29是被自然冷却的。
加热器130是设置在阳极气体供给路29上且对在热交换器110进行了加热的含氢气体进一步进行加热的装置。
加热器130只要能够加热这样的含氢气体则可以是任意的结构。例如，加热器130可以是电式的加热装置，也可以是基于合适的热介质的热交换式的加热装置。
由此，本实施方式的氢系统200能够使用加热器130来合适地提高含氢气体的温度。由此，因含氢气体所具有的热而能够将电化学式氢压缩装置100的单电池有效地升温至所希望的温度，其结果，电化学式氢压缩装置100的氢压缩工作的效率得以提高。
对于本实施方式的氢系统200，除了上述的特征以外，其它可以与第1实施方式、第1实施方式的实施例、第2实施方式、第2实施方式的实施例、第3实施方式以及第3实施方式的实施例中的任一个氢系统200相同。
此外，第1实施方式、第1实施方式的实施例、第2实施方式、第2实施方式的实施例、第3实施方式、第3实施方式的实施例以及第4实施方式，只要不相互排除对方，则可以相互进行组合。
另外，对于本领域技术人员而言，上述说明中显然包含本公开的众多改良和其它实施方式。因此，上述说明应仅被解释为示例，是出于向本领域技术人员教导实施本公开的最佳方式的目的而提供的。能够不脱离本公开的精神地实质性地变更其结构和/或功能的详情。
产业上的可利用性
本公开的一个方式例如能够利用于能比以前更加提高电化学式氢压缩装置的氢压缩工作的效率的氢系统。
标号说明
11：电解质膜
12：阴极催化剂层
13：阳极催化剂层
14：阴极气体扩散层
15：阳极气体扩散层
16：阴极隔离件
17：阳极隔离件
21：绝缘体
22A：阳极供电板
22C：阴极供电板
23A：阳极绝缘板
23C：阴极绝缘板
24A：阳极端板
24C：阴极端板
25：连结器
26：阴极气体排出路
27：阳极气体导入歧管
28：阴极气体导出歧管
29：阳极气体供给路
30：阳极气体导出歧管
31：阳极气体排出路
32：阴极气体流路
33：阳极气体流路
34：阴极气体通过路径
35：第1阳极气体通过路径
36：第2阳极气体通过路径
40：密封部件
42：密封部件
43：密封部件
50：控制器
100：电化学式氢压缩装置
100A：氢泵单元
102：电压施加器
110：热交换器
110A：流路
110B：流路
111：冷凝水罐
112：第1阀
113：第2阀
114：氢存储器
115：流量控制器
116：旁通路
117：冷却机构
117A：冷却器
120：氢源
130：加热器
200：氢系统
AN：阳极
CA：阴极

Claims (8)

1.一种氢系统，具备：
压缩装置，其具备电解质膜、设置在所述电解质膜的一方的主面的阳极、设置在所述电解质膜的另一方的主面的阴极以及在所述阳极与所述阴极之间施加电压的电压施加器，通过所述电压施加器在所述阳极与所述阴极之间施加电压，使供给到所述阳极的含有水蒸气的含氢气体中的氢经由所述电解质膜移动到所述阴极，生成被压缩了的氢；
供给路，其供供给到所述阳极的含有水蒸气的含氢气体流动；
冷却机构，其设置在所述供给路上；以及
热交换器，其设置在所述供给路上，在流动在比所述冷却机构靠上游的所述供给路的含氢气体与流动在比所述冷却机构靠下游的所述供给路的含氢气体之间进行热交换。
2.根据权利要求1所述的氢系统，
具备旁通路，该旁通路从所述供给路分支，在绕过所述热交换器后，与所述供给路合流。
3.根据权利要求2所述的氢系统，具备：
流量控制器，其对在所述旁通路中流动的所述含氢气体的流量进行控制；以及控制器，其在包括所述电解质膜、所述阳极以及所述阴极的单电池的温度上升时，对所述流量控制器进行控制，使在所述旁通路中流动的所述含氢气体的流量增加。
4.权利要求1～3中任一项所述的氢系统，
所述冷却机构包括对在所述供给路中流动的含氢气体进行冷却的冷却器。
5.根据权利要求4所述的氢系统，
具备控制器，该控制器在包括所述电解质膜、所述阳极以及所述阴极的单电池的温度上升时使所述冷却器的输出下降。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的氢系统，
具备加热器，该加热器设置在所述供给路上，将由所述热交换器进行了加热的含氢气体进一步加热。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的氢系统，
供给到所述阳极的含有水蒸气的所述含氢气体包含由水电解装置生成的含氢气体。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的氢系统，
供给到所述阳极的含有水蒸气的所述含氢气体含有重整气体，所述重整气体是通过含有由碳和氢形成的有机化合物的原料的水蒸气重整反应或自热重整反应而生成的。
CN202080006213.9A 2019-05-14 2020-03-04 氢系统 Active CN113039153B9 (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-091564 2019-05-14
JP2019091564 2019-05-14
JP2020010889 2020-01-27
JP2020-010889 2020-01-27
PCT/JP2020/009170 WO2020230417A1 (ja) 2019-05-14 2020-03-04 水素システム

Publications (3)

Publication Number Publication Date
CN113039153A true CN113039153A (zh) 2021-06-25
CN113039153B CN113039153B (zh) 2024-04-19
CN113039153B9 CN113039153B9 (zh) 2024-06-18

Family

ID=73289549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080006213.9A Active CN113039153B9 (zh) 2019-05-14 2020-03-04 氢系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210332488A1 (zh)
EP (1) EP3971134A4 (zh)
JP (1) JP6893310B2 (zh)
CN (1) CN113039153B9 (zh)
WO (1) WO2020230417A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114484285A (zh) * 2022-04-01 2022-05-13 正和集团股份有限公司 一种炼油厂氢气管网压力调节方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021009820A (ja) * 2019-07-02 2021-01-28 株式会社デンソー エネルギマネジメントシステム
US11926906B2 (en) * 2021-03-15 2024-03-12 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for compressing hydrogen gas in a centrifugal compressor
EP4328356A1 (en) 2021-04-20 2024-02-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Compression device and control method for compression device
JP7220742B2 (ja) * 2021-05-24 2023-02-10 本田技研工業株式会社 電気化学セル、セル運転システム及びセル運転方法
WO2023107080A2 (en) * 2021-12-10 2023-06-15 Atilim Üni̇versi̇tesi̇ Integrated gas distribution plate for high-temperature electrochemical hydrogen compressors
WO2024147759A1 (en) * 2023-01-03 2024-07-11 Agency For Science, Technology And Research Reactor and method for gas phase hydrogenation of a composition

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09169501A (ja) * 1995-12-22 1997-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素昇圧装置
US5900031A (en) * 1997-07-15 1999-05-04 Niagara Mohawk Power Corporation Electrochemical hydrogen compressor with electrochemical autothermal reformer
CN1543686A (zh) * 2001-06-15 2004-11-03 兹特克公司 零排放/低排放和共生产型能量供应站
CN1783562A (zh) * 2004-11-30 2006-06-07 三洋电机株式会社 燃料电池系统及其运转方法
CN101971401A (zh) * 2009-05-20 2011-02-09 丰田自动车株式会社 燃料电池系统
JP2011040259A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Honda Motor Co Ltd 水素処理システム
JP2011100610A (ja) * 2009-11-05 2011-05-19 Honda Motor Co Ltd 水素処理システム
CN108875166A (zh) * 2018-05-25 2018-11-23 天津大学 采用电化学氢气泵回收燃料电池阳极氢气的建模方法
JP2019031700A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水素供給システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4829785A (en) * 1987-12-04 1989-05-16 The Boeing Company Cryogenic cooling system with precooling stage
US20030196893A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Mcelroy James Frederick High-temperature low-hydration ion exchange membrane electrochemical cell
JP6299027B2 (ja) 2013-12-16 2018-03-28 国立大学法人山梨大学 水素精製昇圧システム及びその運転方法
US10386084B2 (en) * 2016-03-30 2019-08-20 Xergy Ltd Heat pumps utilizing ionic liquid desiccant

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09169501A (ja) * 1995-12-22 1997-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素昇圧装置
US5900031A (en) * 1997-07-15 1999-05-04 Niagara Mohawk Power Corporation Electrochemical hydrogen compressor with electrochemical autothermal reformer
CN1264420A (zh) * 1997-07-15 2000-08-23 尼亚加拉莫霍克能量公司 具有电化学自动热重整器的电化学氢压缩器
CN1543686A (zh) * 2001-06-15 2004-11-03 兹特克公司 零排放/低排放和共生产型能量供应站
CN1783562A (zh) * 2004-11-30 2006-06-07 三洋电机株式会社 燃料电池系统及其运转方法
CN101971401A (zh) * 2009-05-20 2011-02-09 丰田自动车株式会社 燃料电池系统
JP2011040259A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Honda Motor Co Ltd 水素処理システム
JP2011100610A (ja) * 2009-11-05 2011-05-19 Honda Motor Co Ltd 水素処理システム
JP2019031700A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水素供給システム
CN108875166A (zh) * 2018-05-25 2018-11-23 天津大学 采用电化学氢气泵回收燃料电池阳极氢气的建模方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUMMEN NORBERT;ET AL.: "Thermo-economic study of waste heat recovery from condensing steam for hydrogen production by PEM electrolysis", 《ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT》, vol. 185, 25 April 2019 (2019-04-25) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114484285A (zh) * 2022-04-01 2022-05-13 正和集团股份有限公司 一种炼油厂氢气管网压力调节方法
CN114484285B (zh) * 2022-04-01 2022-06-10 正和集团股份有限公司 一种炼油厂氢气管网压力调节方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3971134A1 (en) 2022-03-23
CN113039153B9 (zh) 2024-06-18
EP3971134A4 (en) 2022-08-24
JPWO2020230417A1 (ja) 2021-09-13
US20210332488A1 (en) 2021-10-28
WO2020230417A1 (ja) 2020-11-19
CN113039153B (zh) 2024-04-19
JP6893310B2 (ja) 2021-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113039153B9 (zh) 氢系统
US10811712B2 (en) Hydrogen supply system for adjusting dew point of a hydrogen-containing gas supplied thereto
US11598013B2 (en) Electrochemical hydrogen compressor and method for operating electrochemical hydrogen compressor
JP7122541B2 (ja) 電気化学式水素ポンプおよび電気化学式水素ポンプの運転方法
US7045233B2 (en) Method and apparatus for electrochemical compression and expansion of hydrogen in a fuel cell system
US7141323B2 (en) Method and apparatus for electrochemical compression and expansion of hydrogen in a fuel cell system
JP2019210205A (ja) 水素供給システムおよび水素供給システムの運転方法
US7132182B2 (en) Method and apparatus for electrochemical compression and expansion of hydrogen in a fuel cell system
JP2020090695A (ja) 電気化学式水素圧縮システム
JP6667151B1 (ja) 水素昇圧システム
JP3477926B2 (ja) 固体高分子電解質型燃料電池
JP6956392B1 (ja) 圧縮装置
JPWO2011093066A1 (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
JPH0935737A (ja) 固体高分子電解質型燃料電池
JP6979635B1 (ja) 水素システム
JP7345104B1 (ja) 圧縮装置
WO2022224480A1 (ja) 圧縮装置および圧縮装置の制御方法
JP2021187698A (ja) 水素システムおよび水素システムの運転方法
JP2014137960A (ja) 燃料電池発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CI03 Correction of invention patent

Correction item: Claims, specifications

Correct: correct

False: Incorrect

Number: 16-02

Page: ??

Volume: 40

CI03 Correction of invention patent