[发明专利]一种基于固体氧化物电池的储电及制合成气的系统和方法

权利要求书

1.一种基于固体氧化物电池的储电及制合成气的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)固体氧化物电池发电过程中，在阴极通入空气，阳极通入碳氢燃料；当碳氢燃料充分转化时，阳极尾气为CO₂和H₂O；当碳氢燃料部分转化时，阳极尾气中为CO和H₂燃料；

2)固体氧化物电池电解过程中，阴极气体切换为CO₂和H₂O的混合气体，阳极仍然通入碳氢燃料；根据电解电流控制碳氢燃料流量，阴极和阳极均产生CO和H₂燃料；

3)电解过程中通过调整阴极CO₂和H₂O比例，尾气转化为不同组分的合成气，与阳极产生的合成气混合，生成不同H₂/CO比例的合成气，用于费托合成化工行业，实现合成气的高效利用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法基于单个固体氧化物电池器件，通过切换阴极气体实现储放电，储放电过程氧离子在电解质中传导方向相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用的固体氧化物电池阳极为经过抗积碳修饰的传统Ni/YSZ复合陶瓷材料，或者其他抗积碳材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用的固体氧化物电池阴极需要在储放电时均具有较好的稳定性，且具有较好的循环稳定性，包括La_1-xSr_xFeO_3-δ，La_1-xSr_xMnO_3-δ，La_1-xSr_xCr_1-yMn_yO_3-δ，Ba_1-xSr_xCo_1-yFe_yO_3-δ，La_1-xSr_xCo_1-yFe_yO_3-δ。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在发电过程中产生的CO₂和水蒸气，可以用于电解过程阴极气体中，与其他途径获得的CO₂或水蒸气一起实现电解过程。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电解过程中产生的合成气，用于发电过程阳极气体中，或者用于费托合成制高品质化工品。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，阳极碳氢燃料包括固体燃料、液体燃料及气体燃料。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电解模式下阴极气体为CO₂和H₂O的任意比例混合。

9.一种基于固体氧化物电池的储电及制合成气的系统，其特征在于，系统包括燃料供给装置、固体氧化物电池、二氧化碳及水蒸气储存装置、空气供给装置、第一合成气储存装置、二氧化碳及水蒸气供给装置和第二合成气储存装置；所述系统发电时，固体氧化物电池阳极进口与燃料供给装置相连，固体氧化物电池阳极出口接通二氧化碳及水蒸气储存装置，固体氧化物电池阴极进口接通空气供给装置，固体氧化物电池阴极出口排空；系统电解时，固体氧化物电池阳极进口与燃料供给装置相连，固体氧化物电池阳极出口接通第一合成气储存装置，固体氧化物电池阴极进口接通二氧化碳及水蒸气供给装置，固体氧化物电池阴极出口接通第二合成气储存装置。