SE531126C2 - Metod och system för framställnng, omvandling och lagring av energi - Google Patents

Metod och system för framställnng, omvandling och lagring av energi

Info

Publication number
SE531126C2
SE531126C2 SE0502295A SE0502295A SE531126C2 SE 531126 C2 SE531126 C2 SE 531126C2 SE 0502295 A SE0502295 A SE 0502295A SE 0502295 A SE0502295 A SE 0502295A SE 531126 C2 SE531126 C2 SE 531126C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fuel cell
methanol
electrical energy
convert
carbon dioxide
Prior art date
Application number
SE0502295A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0502295L (sv
Inventor
Dan Borgstroem
Olof Dahlberg
Original Assignee
Morphic Technologies Ab Publ
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 Morphic Technologies Ab Publ filed Critical Morphic Technologies Ab Publ
Priority to SE0502295A priority Critical patent/SE531126C2/sv
Priority to PCT/SE2006/050401 priority patent/WO2007058608A1/en
Priority to CA002624821A priority patent/CA2624821A1/en
Priority to RU2008105779/15A priority patent/RU2008105779A/ru
Priority to BRPI0617368-3A priority patent/BRPI0617368A2/pt
Priority to CNA200680034559XA priority patent/CN101268217A/zh
Priority to US12/088,795 priority patent/US20080254326A1/en
Priority to KR1020087011198A priority patent/KR20080060279A/ko
Priority to JP2008535495A priority patent/JP2009512157A/ja
Priority to ZA200803015A priority patent/ZA200803015B/xx
Priority to EP06844022A priority patent/EP1941080A1/en
Priority to AU2006316055A priority patent/AU2006316055A1/en
Publication of SE0502295L publication Critical patent/SE0502295L/sv
Publication of SE531126C2 publication Critical patent/SE531126C2/sv

Links

Classifications

    • 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
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • 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
    • C25B5/00—Electrogenerative processes, i.e. processes for producing compounds in which electricity is generated simultaneously
    • 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
    • C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20—Processes
    • C25B3/25—Reduction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/11—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/19—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing chemical energy, e.g. using electrolysis
    • 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
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/402—Combination of fuel cell with other electric generators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/921—Alloys or mixtures with metallic elements
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • 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
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • 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
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

l5 53^1 125 Enligt en uttöringsforrn är sagda åtminstone en bränslecell en vätskematad bränslecell (direktmetanolbränslecell). Vätskematade bränsleceller som används idag arbetar normalt vid temperaturer under 100°C. I en sådan utfóringsform kan sagda åtminstone en bränslecell innefatta en anod och en katod som är separerade av ett polymer- membran. Anoden är företrädesvis belagd med silver och platina och katoden är företrädesvis belagd med platina.
Enligt en utiöringsform lagras koldioxid, som genereras då metanol omvandlas till elektrisk energi, i en tank för koldioxid.
I en annan utföringsform är sagda åtminstone en bränslecell en fastoxidbränslecell.
Dylika celler som används idag arbetar vid relativt höga temperaturer; 650°C kan ses som en typisk temperatur i sådana fall. Utvecklingstrenden går dock mot användningen I av lägre temperaturer.
Omvandling av metanol till elektrisk energi kan inkludera att omvandla metanol till väte och därefier mata vätet till bränslecellen i en process i vilken vätet används för att fiam- ställa elektrisk energi. Detta kan speciellt vara fallet då det används en fastoxidbränsle- cell.
Uppfinningen avser också ett system för att framställa, omvandla och lagra energi.
Systemet innefattar en lqafianläggning såsom en vindkrafisanläggriing samt åtminstone en bränslecell som är ansluten till laafianläggningen på så sätt att bränslecellen kan mottaga elektrisk energi från lcraftanläggnirigen och omvandla den elektriska energin till metanol. Systemet innefattar vidare en lagringstank som är kopplad till bränslecellen på så sätt att metanol som fiamställts av bränslecellen kan lagras intill bränslecellen och användas för att framställa elektrisk energi i sagda åtminstone en bränslecell.
Sagda åtminstone en bränslecell kan vara en direktmetanolbränslecell som innefattar åtminstone en anod och en katod som är åtskiljda medelst ett polymermembran, varvid anoden är belagd med silver och platina och katoden är belagd med platina. Sagda åtminstone en bränslecell i systemet kan också vara en fastoxidbränslecell.
Enligt en utföringsfonn kan systemet eventuellt förses med ytterligare en separat lagringstank som är anpassad att mottaga och lagra koldioxid. 531 '[26 I en ßrdelaktig utföringsform kan systemet inkludera medel för att övervaka en förutbestämd variabel och bestämma ifall systemet ska användas för att framställa elektrisk energi eller för att framställa metanol, i beroende av ett detekterat värde för den förutbestämda variabeln.
FIGURBESKRIVNING Fig. 1 visar schematiskt ett system för att generera och lagra energi.
Fig. 2 är en schematisk återgivning av en process i vilken en direktmetanolbrärrslecell drivs för att generera elektrisk energi genom att använda metanol (metylalkohol) som bränsle.
Fig. 3 är en schematisk återgivning av en process i vilken elektrisk energi används i en direktmetanolbränslecell för att omvandla vatten och koldioxid till metanol.
Fig. 4 är en schematisk återgivning av en process i vilken en fastoxidbränslecell drivs för att generera elektrisk energi genom att använda metanol som bränsle.
Fig. 5 är en schematisk återgivning av en process i vilken elektrisk energi används i en fastoxidbränslecell för att omvandla vatten och koldioxid till metanol.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen kommer inledningsvis att förklaras med hänvisning till Fig. 1. I Fig. 1 används hänvisningsbeteckningen» 10 för att beteckna en kraftanläggriing som visas i form av en vindkraftsariläggning i Fig. 1. En bränslecell l är ansluten till lcraftarilägg- ningen 10. Då vindkrafisariläggningen 10 drivs, genereras det elektrisk energi. Denna elektriska energi kan matas till bränslecellen 1 och användas i en process i vilken koldioxid och vatten används för att fiamställa metanol. Metanolen representerar energi som kan lagras i en tank 11 och vid en senare tidpunkt användas i bränslecellen 1 för att fi-arnställa elektrisk energi.
I Fig. l indikeras det endast en bränslecell l. Det skall dock förstås att det kan användas ett flertal bränsleceller 1. Företrädesvis används samma bränslecell(er) l både för att framställa metanol och för att omvandla metanol till elektrisk energi. Man kan dock tänka sig utföringsforrner i vilka det används en bränslecell för att framställa metanol och en arman bränslecell för att framställa elektrisk energi. 531 126 Då vinden blåser och det framställs mer energi än vad som behövs för tillfället, kan ett överskott av elektrisk energi användas för att franrställa metanol. Då det inte blåser kan metanol i tanken ll användas för att generera elektrisk energi i bränslecellen/cellema 1.
Ett fördelaktigt sätt att utöva metoden enligt uppfinningen kan också vara att övervaka fluktuationer i marknadspriset för elektricitet, över tiden. Marknadspriset för ett givet tillfälle kan då användas för att bestämma om metoden ska användas för att fiamställa metanol eller för att omvandla lagrad metanol till elektrisk energi. Då elektrisk lcrafi är billig, används processen för att framställa metanol. Detta kan också göras under perioder då det inte blåser. Elektrisk energi kan sedan köpas från en extem källa och omvandlas till metanol som omvandlas till elektrisk energi då behovet av elektricitet är högt och elektricitet kan säljas till ett bra pris.
En utföringsform av uppfinningen kommer nu att förklaras med hänvisning till Fig. 2.
Fig. 2 illustrerar användningen av metanol för att framställa elektrisk energi. Bränsle- cellen l är en direktmetanolbränslecell l i vilken en anod 2 är åtskiljd fiån katoden 3 medelst ett membran 4 som fungerar som en elektrolyt. Membranet 4 är företrädesvis ett polymermembran. Anoden 2 är företrädesvis belagd med silver och platina och katoden 3 är företrädesvis belagd med platina. Istället för att vara belagd med silver och platina kan anoden 2 och katoden 3 helt enkelt innehålla dessa element. Till exempel kan anoden och/eller katoden innefatta ett poröst material i vilket katalysatorn har satts till. I processen enligt Fig. 2 införs metanol och vatten (CHgOH + H20) på anodsidan, via öppningen 8. Processen genererar en elektrisk ström i ledningen 5 och koldioxid (C02) lämnar anoden via öppningen 9. På katodsidarr lämnar vatten (H20) cellen via öppningen 7, medan pilen vid öppningen 6 representerar 02 eller 02 i lufi.
Samma bränslecell 1 används företrädesvis också i den motsatta riktningen. Detta fall illustreras i Fig. 3 där elektrisk energi tillförs till bränslecellen 1 via ledningen 5. I . processen enligt Fig. 3 är metanol och vatten (CH3OH + H20) en produkt av processen, vilken visas såsom utgående från bränslecellen via öppningen 8.
De processer som illustreras i Fig. 2 och 3 arbetar normalt vid temperaturer under 100°C. Vid sådana temperaturer kan elektrolyten vara gjord av ett polymermaterial.
Uppfinnarna är av åsikten att då processen körs vid sådana temperaturer så kommer beläggning av anoden medelst silver och platina att förbättra processens effektivitet, både då processen körs enligt Fig. 2 och då den körs enligt Fig. 3. Silverbeläggningen har en tördelaktig effekt då bränslecellen används för att framställa metanol. Platina- beläggningen frmgerar som katalysator då det genereras en elektrisk ström. 531 126 Koldioxid som genereras då metanol omvandlas till elektrisk energi kan fördelaktigt lagras i en tank 20 för koldioxid. Den lagrade koldioxiden kan sedan användas då man önskar att åter igen framställa metanol. Koldioxid kan sedan tas från tanken 20 till bränslecellen, för framställning av metanol. I I det följande kommer det att hänvisas till Fig. 4, i vilken en annan utföringsforrn illustreras. I utföringsfonnen enligt Fig. 4 är bränslecellen l en fastoxidbränslecell i vilken anoden 2 och katoden 3 skiljs åt av en elektrolyt 4. Cellen avses för användning vid temperaturer av 300°C eller mer. Drifistemperaturen kan ligga i intervallet av 400- 700°C, men uppfinnama anser att det vore en fördel om cellen kunde bringas att arbeta vid temperaturer under 400°C. Det antas att vid temperaturer av flera hundra grader så är det tillräckligt att anoden 2 och katoden 3 helt enkelt är elektriskt ledande. I proces- sen som illustreras i Fig. 4 tillsätts metanol (CH30H) på anodsidan, via öppningen 8 och luft med syre eller 02 matas in via porten 6. Överskott av lufi och 02 avgår via porten 7.
Eventuellt omvandlas metanolen först till väte (H2) innan den matas till bränslecellen.
Processen genererar elektrisk energi i ledningen 5. H20 eller, alternativt, 2H20 + C02 lämnar bränslecellen via öppningen 9. I processen enligt Fig. 4 kan elektrolyten eller membranet 4 vara ett keramiskt membran som är en anjonledare. Ett möjligt material kan t.ex. vara med yttrium stabiliserad ZrO2 eller cerimn-gadolinium-oxid.
Fig. 5 är en schematisk återgivning av samma bränslecell som i Fig. 4. I Fig. 5 körs dock processen i den motsatta riktningen. Därför matas elektrisk energi till bränslecellen 1 via ledningen 5 och metanol (CH30H) är en produkt av processen. På katodsidan kommer luft in via öppningen 6 och överskottsluft och 02 lämnar bränslecellen via öppningen 7 och koldioxid och vatten (C02 + 2H20) matas till bränslecellen via öppningen 9.
Systemet kan eventuellt förses med ytterligareen separat lagringstank som är anpassad att mottaga och lagra koldioxid. Detta medför den fördelen att koldioxid som behövs för att framställa metanol finns lättillgänglig då den behövs. Dessutom kan utsläpp av koldioxid till den omgivande atmosfären minskas.
I en utföringsfonn inkluderar systemet medel för att övervaka en förutbestämd variabel och bestämma ifall systemet ska användas för att framställa elektrisk energi eller för att fiamställa metanol, i beroende av ett detekterat värde för den förutbestämda variabeln.
Den förutbestämda variabeln kan vara priset på elektrisk energi. Prisfluktuationer över tiden reflekterar obalanser i behovet av elektrisk energi och tillgängligheten av elektrisk 531 125 energi. Prisinformation kan således användas fbr att ge mera effektiv användning av energi, speciellt energi från sådana källor som vindkrafisanläggningar. Medlen för att övervaka den förutbestämda variabeln kan vara en dator som är ansluten till en informa- tionskälla på Intemet och som är anordnad att kontrollera driften av bränslecellen. Den förutbestämda variabeln kan förstås också vara något annat än priset på elektricitet. Den kan t.ex. vara obalanser hos frekvensen i lcrafilinjenätet. Då det detekteras en obalans fiamställs den mängd energi som erfordras för att balansera lcrafilinj enätet. Variabeln kan också vara tid. På många platser erfordras det mindre energi under natten.
Processen kan därför anordnas så att energi lagras under perioder då det förväntas ett lägre behov av elektricitet. Variabeln i fråga kan också vara t.ex. tillgängligheten av vindkrafi. Detta kan mätas i termer av vindhastighet.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 531 126 PATENTKRAV 1) Metod att framsfilla, omvandla och lagra energi, innefattande stegen att: 2) 3) 4) a) generera elektrisk energi i en kraftanläggning (10), såsom en vindlcrafisanläggning (1 0); b) använda den elektriska energin för att omvandla koldioxid och vatten till metanol i en bränslecell (1); c) lagra metanolen i en tank (1 1); och d) vid ett senare tillfälle omvandla den lagrade metanolen till elektrisk energi i en brmslecell (1). Metod enligt krav 1, varvid ett flertal bränsleceller (1) används och samma bränsle- celler (1) används både för att framställa metanol och för att omvandla metanol till elektrisk energi. Metod enligt krav 1, varvid fluktuationer i rnarknadspriset för elektricitet övervakas över tiden och marknadspriset vid en given tídptmkt används för att bestämma om metoden ska användas för att firamstalla metanol eller mr att omvandla lagrad metanol till elektrisk energi. Metod enligt krav 1, varvid åtminstone en bränslecell (1) används och sagda åtmin- stone en bränslecell (1) används både för att fiamställa metanol och för att omvandla metanol till elektrisk energi, och varvid bränslecellen är en vätskematad bränslecell (1)- Metod enligt krav 4, varvid sagda åtminstone en bränslecell (1) innefattar en anod (2) och en katod (3) som är ätskiljda av ett polymermembran (4), varvid anoden (2) är belagd med silver och platina och katoden (3) ü' belagd med platina. Metod enligt krav 1, varvid koldioxid, som genereras då metanol omvandlas till elektrisk energi, lagras i en tank för koldioxid. Metod enligt krav 1, varvid åtminstone en brüslecellfl) används och sagda åtmin- stone en bränslecell används både för att fiamstålla metanol och för att omvandla metanol till elektrisk energi, och varvid bränslecellen (1) är en fastoxidbränslecell (1)- 5 10 15 20 25 530 125 8) Metod enligt krav 7, varvid omvandling av metanol till elektrisk energi inkluderar omvandling av metanol till väte, varefter vätet matas till bränslecellen (1) i en process i vilken vâtet används för att framställa elektrisk energi. 9) System for att framställa och lagra energi, vilket system innefattar: a) en lcrafianläggning (10), såsom en vindkrafisanlâggning (1 0); b) åtminstone en bränslecell (1) ansluten till kraftanläggningen (10) på så sätt att bränslecellen (1) kan mottaga elektrisk energi från krattanläggningen (10) och omvandla den elektriska energin till metanol; samt c) en lagringstank (l 1) som är kopplad till bränslecellen på så sätt att metanol som framställts av bränslecellen (1) kan lagras intill bränslecellen (1) och användas för att framställa elektrisk energi i sagda åtminstone en bränslecell (1). 10) System enligt krav 9, varvid sagda åtminstone en bränslecell (1) är en direkt- metanolbränslecell som innefattar en anod (2) och en katod (3) som är åtskiljda av ett polymermembran (4), varvid anoden (2) år belagd med silver och platina och katoden (3) är belagd med platina. i ll) System enligt krav 9, varvid systemet vidare är försett med ytterligare en separat lagringstank som är anpassad att mottaga och lagra koldioxid. 12) System enligt krav 9, varvid systemet inkluderar medel för att övervaka en förut- bestämd variabel och bestämma ifall systemet ska användas för att fiamställa elektrisk energi eller för att framställa metanol, i beroende av ett detekterat värde ßr den förutbestämda variabeln. 13) System enligt krav 9, varvid sagda åtminstone en bränslecell (1) är en fastoxid- bränslecell.
SE0502295A 2005-10-14 2005-10-14 Metod och system för framställnng, omvandling och lagring av energi SE531126C2 (sv)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0502295A SE531126C2 (sv) 2005-10-14 2005-10-14 Metod och system för framställnng, omvandling och lagring av energi
PCT/SE2006/050401 WO2007058608A1 (en) 2005-10-14 2006-10-13 A method and a system for producing, converting and storing energy
CA002624821A CA2624821A1 (en) 2005-10-14 2006-10-13 A method and a system for producing, converting and storing energy
RU2008105779/15A RU2008105779A (ru) 2005-10-14 2006-10-13 Способ и установка для получения, преобразования и хранения энергии
BRPI0617368-3A BRPI0617368A2 (pt) 2005-10-14 2006-10-13 mÉtodo e sistema para produzir, converter e armazenar energia
CNA200680034559XA CN101268217A (zh) 2005-10-14 2006-10-13 用于产生、转换和储存能量的方法和系统
US12/088,795 US20080254326A1 (en) 2005-10-14 2006-10-13 Method and a System for Producing, Converting and Storing Energy
KR1020087011198A KR20080060279A (ko) 2005-10-14 2006-10-13 에너지를 생성, 전환 및 저장하는 방법 및 시스템
JP2008535495A JP2009512157A (ja) 2005-10-14 2006-10-13 エネルギーを生み出し、変換し、貯蔵する方法およびシステム
ZA200803015A ZA200803015B (en) 2005-10-14 2006-10-13 A method and a system for producing, converting and storing energy
EP06844022A EP1941080A1 (en) 2005-10-14 2006-10-13 A method and a system for producing, converting and storing energy
AU2006316055A AU2006316055A1 (en) 2005-10-14 2006-10-13 A method and a system for producing, converting and storing energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0502295A SE531126C2 (sv) 2005-10-14 2005-10-14 Metod och system för framställnng, omvandling och lagring av energi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0502295L SE0502295L (sv) 2007-04-15
SE531126C2 true SE531126C2 (sv) 2008-12-23

Family

ID=38048092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0502295A SE531126C2 (sv) 2005-10-14 2005-10-14 Metod och system för framställnng, omvandling och lagring av energi

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20080254326A1 (sv)
EP (1) EP1941080A1 (sv)
JP (1) JP2009512157A (sv)
KR (1) KR20080060279A (sv)
CN (1) CN101268217A (sv)
AU (1) AU2006316055A1 (sv)
BR (1) BRPI0617368A2 (sv)
CA (1) CA2624821A1 (sv)
RU (1) RU2008105779A (sv)
SE (1) SE531126C2 (sv)
WO (1) WO2007058608A1 (sv)
ZA (1) ZA200803015B (sv)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE537358T1 (de) 2007-11-22 2011-12-15 Solarfuel Gmbh Modulares, netzungebundenes kraftwerk
EP2100869B1 (de) * 2008-03-10 2019-11-27 Edgar Harzfeld Verfahren zur Herstellung von Methanol durch Verwertung von Kohlendioxid aus Abgasen fossil betriebener Energieerzeugungsanlagen
CN102317244A (zh) 2009-01-29 2012-01-11 普林斯顿大学 二氧化碳转化至有机产物
WO2011149554A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 Donald Bennett Hilliard Solar concentrator and associated energy conversion apparatus
US8845877B2 (en) 2010-03-19 2014-09-30 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed electrochemical process
US8500987B2 (en) 2010-03-19 2013-08-06 Liquid Light, Inc. Purification of carbon dioxide from a mixture of gases
US8721866B2 (en) 2010-03-19 2014-05-13 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide
US8524066B2 (en) 2010-07-29 2013-09-03 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of urea from NOx and carbon dioxide
US8845878B2 (en) 2010-07-29 2014-09-30 Liquid Light, Inc. Reducing carbon dioxide to products
US8961774B2 (en) 2010-11-30 2015-02-24 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of butanol from carbon dioxide and water
US8568581B2 (en) 2010-11-30 2013-10-29 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide
US9090976B2 (en) 2010-12-30 2015-07-28 The Trustees Of Princeton University Advanced aromatic amine heterocyclic catalysts for carbon dioxide reduction
US8562811B2 (en) 2011-03-09 2013-10-22 Liquid Light, Inc. Process for making formic acid
BR112013025990A2 (pt) * 2011-04-11 2016-12-20 Antecy Bv sistema autossuficiente de fornecimento e armazenamento de energia induzida pelo sol, e, processo para fornecer potência elétrica sob-demanda para um sistema de consumo de potência
BR112014000052A2 (pt) 2011-07-06 2017-02-07 Liquid Light Inc redução de dióxido de carbono em ácidos carboxílicos, glicóis e carboxilatos
AU2012278948A1 (en) 2011-07-06 2014-01-16 Liquid Light, Inc. Carbon dioxide capture and conversion to organic products
CN103160849B (zh) * 2011-12-12 2016-06-08 清华大学 二氧化碳电化学还原转化利用的方法
WO2013190065A1 (en) * 2012-06-20 2013-12-27 Antecy B.V. Device for energy storage and conversion
EP3046172B1 (en) * 2013-09-12 2021-06-02 Japan Aerospace Exploration Agency Solid polymer power generation method and system
CN108140862B (zh) * 2015-07-08 2021-07-20 阿戈拉能量技术有限公司 具有基于二氧化碳的氧化还原对的氧化还原液流电池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0565237A (ja) * 1991-09-10 1993-03-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd メタノールを媒体としたエネルギ供給方法
DE4332789A1 (de) * 1993-09-27 1995-03-30 Abb Research Ltd Verfahren zur Speicherung von Energie
US5928806A (en) * 1997-05-07 1999-07-27 Olah; George A. Recycling of carbon dioxide into methyl alcohol and related oxygenates for hydrocarbons
EP1125337A2 (en) * 1998-10-27 2001-08-22 Quadrise Limited Electrical energy storage compound
JP3663422B2 (ja) * 2003-03-14 2005-06-22 独立行政法人科学技術振興機構 メタノールを原料とする水素製造方法及びこの方法を用いた水素製造装置
WO2004086585A2 (en) * 2003-03-24 2004-10-07 Ion America Corporation Sorfc system and method with an exothermic net electrolysis reaction
US7364810B2 (en) * 2003-09-03 2008-04-29 Bloom Energy Corporation Combined energy storage and fuel generation with reversible fuel cells
SE530022C2 (sv) * 2006-06-16 2008-02-12 Morphic Technologies Ab Publ Förfarande vid drift av en bränslecellenhet av DMFC-typ samt bränslecellenhet av DMFC-typ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080060279A (ko) 2008-07-01
SE0502295L (sv) 2007-04-15
CN101268217A (zh) 2008-09-17
RU2008105779A (ru) 2009-08-27
EP1941080A1 (en) 2008-07-09
AU2006316055A1 (en) 2007-05-24
ZA200803015B (en) 2009-12-30
US20080254326A1 (en) 2008-10-16
JP2009512157A (ja) 2009-03-19
WO2007058608A1 (en) 2007-05-24
BRPI0617368A2 (pt) 2011-07-26
CA2624821A1 (en) 2007-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE531126C2 (sv) Metod och system för framställnng, omvandling och lagring av energi
Fernández-Moreno et al. A portable system powered with hydrogen and one single air-breathing PEM fuel cell
JP6058205B2 (ja) 電気分解スタックおよび電気分解装置
JP6788778B2 (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
WO2008017946A3 (en) Fuel cell system
CA3028360C (en) Fuel cell load cycling to support the electric grid
CN108352548A (zh) 燃料电池系统及其控制方法
JP2006244952A (ja) 燃料電池システム
US9588093B2 (en) Device for determining the H2 content of H2/natural gas mixtures
Arellano-Garcia et al. Hydrogen Production via Load‐Matched Coupled Solar‐Proton Exchange Membrane Electrolysis Using Aqueous Methanol
JP2007265921A (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池セルの運転方法
EP3259795B1 (en) Electrochemical oxidation of carbonaceous deposits in liquid-hydrocarbon fueled solid oxide fuel cells
KR20150115213A (ko) 고체 산화물 연료전지 및 이를 포함하는 전지 모듈
US8936704B1 (en) Electrolytic hydrogen generation with adjustable operating capacity
El-Shater et al. Energy flow and management of a hybrid wind/PV/fuel cell generation system
JP2012059707A (ja) 固体酸化物燃料電池モジュール
Yamaji et al. Effect of polarization on platinum deposition at LSM/YSZ interfaces
JP2008177003A (ja) 燃料電池システム
Singh et al. Bloom Energy for producing electricity
Matsumoto et al. Establishment of performance diagnostics for PEFC stack
Nigam et al. Simulation Analysis Of Doubly-Fed Induction Generator With Solid Oxide Fuel Cell
KR20140091243A (ko) 연료전지용 스택 및 그 제조방법
Williams et al. Evaluation of the Degradation of Fuel Cell Hybrids
JP2024074024A (ja) 二酸化炭素電解装置
Jiao Extremum Seeking Control for Power Output Maximization of Proton Exchange Membrane Fuel Cell using Sliding Mode