[发明专利]电化学系统及其操作方法

摘要

本公开涉及电化学系统，例如，电源和具有再生式燃料电池系统之电能储存系统的组合，其在严酷的环境中表现出运行稳定性，例如，在酸或酸的混合物、或者卤素离子或卤素离子的混合物存在下，再生式燃料电池中的充电反应和放电反应二者。所述电化学系统能够在相同系统中进行析氢反应(HER)和氢的氧化反应(HOR)二者。所述电化学系统具有成本低、响应时间快以及可以接受的寿命和性能。本公开还涉及运行包括再生式燃料电池系统的电化学系统的方法。

主权项

一种电化学系统，包括：能量储存系统，所述能量储存系统包括：再生式燃料电池系统，所述再生式燃料电池系统在燃料电池模式中由燃料和氧化剂产生电能和反应产物，并且在电解模式中由所述反应产物和电能产生所述燃料和氧化剂；与所述再生式燃料电池系统流体连通的至少一个燃料存储容器；和，与所述再生式燃料电池系统流体连通的至少一个反应产物存储容器；其中所述再生式燃料电池系统包括再生式燃料电池的一个或更多个堆，所述再生式燃料电池包括：壳；具有第一表面和第二表面的固体电解质膜，所述固体电解质膜设置在所述壳中以将所述壳分隔成阳极侧和阴极侧；阳极，所述阳极形成在所述第一表面上以连接所述第一表面和所述阳极侧；阴极，所述阴极形成在所述第二表面上以连接所述第二表面和所述阴极侧；所述阳极包括载体和分散在其上的催化剂；所述阴极包括载体和任选地分散在其上的催化剂；其中分散在所述阳极上的催化剂和任选地分散在所述阴极上的催化剂是相同或不同的，并且能够在酸或酸的混合物、或者卤素离子或卤素离子的混合物存在下催化所述再生式燃料电池中的电解模式中的充电反应和燃料电池模式中的放电反应；和能源，所述能源与所述再生式燃料电池系统电连接，以向在电解模式中运行的所述再生式燃料电池系统提供电能。