[发明专利]用于产生、转换和储存能量的方法和系统

说明书

技术领域

总体来说，本发明涉及一种产生和储存能量的方法和系统，所述能量为 例如由风力发电装置产生的能量。

背景技术

为了减少对化石燃料如油的依赖性，希望发现更加有效使用可再生能源 的方式。一种可再生的能源是风力。然而，风力具有如下相关问题，风是不 可预知的并且在最需要它的时候，它并不总是可用的。为了在无可用风时向 这类场合提供保障，必需选择使用依靠化石燃料或核能的发电装置。因此， 就设备容量而言，使用风力难以替代其它能源。本发明的目的是提供一种转 换并储存能量的方法，以便能够更加有效地使用例如来自风力发电装置的能 量。此前已经在例如WO0025380中提出了二氧化碳可以转换成氢气，所述 氢气可随后转变成储能化合物如甲醇。

发明内容

本发明涉及一种产生、转换和储存能量的方法。本发明的方法包括如下 步骤，在发电装置(例如风力发电装置)中产生电能，使用电能在燃料电池 /电化学电池中将二氧化碳和水转换成甲醇，将甲醇储存在罐中并在其后的场 合下在燃料电池中将储存的甲醇转换成电能。因为二氧化碳在电化学电池中 转换成甲醇，可以避免进一步处理。

该方法包括使用至少一个电化学电池。优选使用多个电化学电池。优选 使用相同的电化学电池以产生甲醇和将甲醇转换成电能。应当理解，本发明 使用的电化学电池能够很好地用作燃料电池并产生电。

根据一个实施方式，监测电的市场价格随时间的波动，并且使用给定时 刻下的市场价格决定该方法应该用于产生甲醇还是用于将储存的甲醇转换 成电能。

根据一个实施方式，该至少一个电化学电池或燃料电池是液体供料燃料 电池(直接甲醇燃料电池)。目前使用的液体供料燃料电池通常在100℃以 下工作。在该实施方式中，该至少一个电化学电池可以包括由聚合物隔膜分 隔的阳极和阴极。优选阳极由银和铂涂覆且优选阴极由铂涂覆。

根据一个实施方式，当甲醇转换成电能时所产生的二氧化碳储存在二氧 化碳罐中。

在另一个实施方式中，该至少一个电化学电池是固体氧化物燃料电池。 目前，这种电池在较高温度下工作，650℃可以被看作是该情形下的一种典 型温度。然而，研究趋向于使用较低温度。

甲醇向电能的转换可以包括将甲醇转换成氢气并随后在氢气用于产生 电能的过程中将氢气供给该电化学电池。具体地说，在使用固体氧化物燃料 电池时可以获得这种情形。

本发明还涉及一种产生、转换和储存能量的系统。该系统包括发电装置 如风力发电装置和至少一个连接到发电装置的电化学电池，使得所述电化学 电池能够接收发电装置的电能并将电能转换成甲醇。该系统还包括连接到电 化学电池的储罐，使得由电化学电池产生的甲醇可以邻近电化学电池储存并 且该甲醇可以用于在该至少一个电化学电池中产生电能。然后，该电化学电 池将用作产生电的燃料电池。

该至少一个电化学电池可以是直接甲醇燃料电池，其包括由聚合物隔膜 分隔的阳极和阴极，阳极由银和铂涂覆且阴极由铂涂覆。该系统的至少一个 电化学电池也可以是固体氧化物燃料电池。

根据一个实施方式，该系统可以任选地具有适于接收和储存二氧化碳的 另外的单独储罐。

在一个有利的实施方式中，该系统可以包括这样的装置，该装置用于监 测预定变量并根据预定变量的检测值决定该系统应该用于产生电能还是用 于产生甲醇。

附图说明

图1示意性地显示了产生和储存能量的系统。

图2是使用直接甲醇燃料电池以通过使用甲醇作为燃料产生电能的过程 图示。

图3是在直接甲醇燃料电池中使用电能以将水和二氧化碳转换成甲醇的 过程图示。

图4是使用固体氧化物燃料电池以通过使用甲醇作为燃料产生电能的过 程图示。

图5是在固体氧化物燃料电池中使用电能以将水和二氧化碳转换成甲醇 的过程图示。

具体实施方式