[发明专利]利用具有发动机的REP的能量储存

权利要求书

1.一种能量储存系统，包括：

动力设备，所述动力设备被配置成生成包括二氧化碳的排气；

第一燃料电池，所述第一燃料电池包括：

被电解质基质隔开的阳极和阴极；和

电源，所述电源被配置成向所述第一燃料电池施加反向电压以使所述第一燃料电池作为电解槽反向运行；

其中所述第一燃料电池被配置成接收来自所述动力设备的至少一部分所述排气；

其中所述阳极被配置成经由所述排气接收二氧化碳并且还从单独的进料接收甲烷；并且

其中所述阳极被配置成输出包括氢气和一氧化碳的含氢气体混合物；

重整器，所述重整器被配置成将从所述第一燃料电池的阳极输出的所述含氢气体混合物甲烷化以将所述含氢气体混合物中基本上全部的一氧化碳转化成甲烷，其中所述重整器被配置成输出气体混合物；以及

作为氢泵反向运行的第二燃料电池，所述第二燃料电池被配置成从通过所述重整器输出的所述气体混合物中分离氢气。

2.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中所述第一燃料电池的阴极被配置成接收来自所述动力设备的所述排气。

3.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中所述动力设备是内燃机。

4.根据权利要求1所述的能量储存系统，其还包括进料，其中所述进料被配置成将甲烷与所述动力设备的所述排气分开供应到所述第一燃料电池的阳极。

5.根据权利要求4所述的能量储存系统，其中所述进料包括甲烷和二氧化碳；并且

其中由所述第二燃料电池输出的氢气量与由所述进料供应的碳量成比例。

6.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中所述第一燃料电池的阴极被配置成接收从所述第二燃料电池的阳极输出的气体混合物。

7.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中所述重整器还被配置成将包括在由所述第一燃料电池输出的所述含氢气体混合物中的二氧化碳转化成甲烷。

8.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中所述第二燃料电池被配置成利用电化学氢气压缩机压缩含氢气体以输出净化的氢气。

9.一种利用根据权利要求1-8中任一项所述的能量储存系统生成氢气的方法，包括：

将燃料供应给所述动力设备并利用所述动力设备生成排气；

在所述第一燃料电池处接收来自所述动力设备的排气和蒸汽；

在所述第一燃料电池的阳极处经由所述排气接收二氧化碳且从单独的进料接收甲烷；

从所述第一燃料电池输出所述包括氢气和一氧化碳的含氢气体混合物；

利用所述重整器将从所述第一燃料电池接收的基本上全部的一氧化碳转化成甲烷；

利用所述第二燃料电池从所述重整器输出的气体混合物中分离氢气；以及

将来自所述第二燃料电池的剩余气体混合物进给到所述第一燃料电池的阴极中。

10.根据权利要求9所述的方法，其还包括：

当所述电源向所述第一燃料电池施加反向电压时，在所述第一燃料电池的阳极中生成含氢气体；以及

在所述第一燃料电池的阳极中利用电解反应从所述含氢气体分离二氧化碳。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一燃料电池输出所述含氢气体并分开地输出包括二氧化碳和氧气的氧化剂气体。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括利用所述第二燃料电池中的至少电化学氢气压缩机压缩来自所述第一燃料电池的所述阳极的含氢气体。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括从所述第二燃料电池的阴极输出净化的氢气。

14.根据权利要求9所述的方法，其中来自所述第二燃料电池的剩余气体混合物从所述第二燃料电池的阳极输出。