100利用甲醇水制備氫氣，將制得的氫氣通過(guò)傳輸管路實(shí)時(shí)傳輸至氫氣發(fā)電系統(tǒng)300用于發(fā)電；所述收集利用子系統(tǒng)400連接氫氣發(fā)電系統(tǒng)300的排氣通道出口，從排出的氣體中收集氫氣，或利用收集到的氫氣供制氫子系統(tǒng)100或/和氫氣發(fā)電系統(tǒng)300使用。
[0065]請(qǐng)參閱圖5，所述固態(tài)氫氣儲(chǔ)存容器80、液體儲(chǔ)存容器10分別與制氫設(shè)備20連接；液體儲(chǔ)存容器10中儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水，所述固態(tài)氫氣儲(chǔ)存容器80中儲(chǔ)存固態(tài)氫氣。
[0066]當(dāng)制氫系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)氣化模塊將固態(tài)氫氣儲(chǔ)存容器80中的固態(tài)氫氣轉(zhuǎn)換為氣態(tài)氫氣，氣態(tài)氫氣通過(guò)燃燒放熱，為制氫設(shè)備20提供啟動(dòng)熱能，作為制氫設(shè)備20的啟動(dòng)能源。當(dāng)然，固態(tài)氫氣儲(chǔ)存容器80不是本發(fā)明的必要設(shè)備，可以通過(guò)其他能源啟動(dòng)制氫設(shè)備20。
[0067]所述原料輸送裝置50提供動(dòng)力，將液體儲(chǔ)存容器10中的原料輸送至制氫設(shè)備20 ;所述原料輸送裝置50向原料提供0.15?5M Pa的壓強(qiáng)(如提供0.2M Pa或1.1M Pa或
1.2M Pa或1.5M Pa或5M Pa的壓強(qiáng))，使得制氫設(shè)備20制得的氫氣具有足夠的壓強(qiáng)。所述制氫設(shè)備20啟動(dòng)制氫后，制氫設(shè)備20制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持制氫設(shè)備20運(yùn)行(當(dāng)然，制氫設(shè)備20的運(yùn)行還可以通過(guò)其他能源)。
[0068]請(qǐng)參閱圖6，所述快速啟動(dòng)裝置為制氫設(shè)備提供啟動(dòng)能源；所述快速啟動(dòng)裝置包括第一啟動(dòng)裝置40、第二啟動(dòng)裝置60。
[0069]如圖7所不，所述第一啟動(dòng)裝置40包括殼體41、第一加熱機(jī)構(gòu)42、第一氣化管路43，第一氣化管路43的內(nèi)徑為I?2mm，第一氣化管路43緊密地纏繞于第一加熱機(jī)構(gòu)42上；第一加熱機(jī)構(gòu)42可以為電加熱棒，利用交流電或蓄電池、干電池即可。
[0070]所述第一氣化管路43的一端連接液體儲(chǔ)存容器10，甲醇被送入第一氣化管路43中；第一氣化管路43的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過(guò)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)點(diǎn)火燃燒；或者，第一氣化管路43的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達(dá)到自燃點(diǎn)，甲醇從第一氣化管路43輸出后直接自燃。
[0071]所述第二啟動(dòng)裝置60包括第二氣化管路，第二氣化管路的主體設(shè)置于所述重整室內(nèi)，第二氣化管路為重整室加熱(還可以為制氫系統(tǒng)其他單元加熱)。第一氣化管路43或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時(shí)加熱第二氣化管路，將第二氣化管路中的甲醇?xì)饣?br>[0072]首先，需要第一氣化管路43輸出的甲醇加熱第二氣化管路，待第二氣化管路可以持續(xù)產(chǎn)生氣化的甲醇后設(shè)定時(shí)間，可以選擇關(guān)閉第一啟動(dòng)裝置40，而由第二氣化管路輸出的甲醇為第二氣化管路加熱；這樣可以進(jìn)一步減少對(duì)外部能源的依賴。
[0073]為了提高制氫設(shè)備的加熱速度，在所述制氫設(shè)備20的重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑(如可以將加熱溫度控制在380°C?480°C);所述快速啟動(dòng)裝置40通過(guò)加熱所述加熱管路為重整室加熱，可以提高加熱效率。所述制氫系統(tǒng)啟動(dòng)后，制氫系統(tǒng)通過(guò)制氫設(shè)備制得的氫氣提供運(yùn)行所需的能源；此時(shí)，可以關(guān)閉快速啟動(dòng)裝置。
[0074]此外，為了在沒(méi)有其他能源的情況下也可以啟動(dòng)運(yùn)輸工具，所述快速啟動(dòng)裝置的初始啟動(dòng)能源為若干太陽(yáng)能啟動(dòng)模塊，太陽(yáng)能啟動(dòng)模塊包括依次連接的太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能電能轉(zhuǎn)換電路、太陽(yáng)能電池；太陽(yáng)能啟動(dòng)t吳塊為弟一加熱機(jī)構(gòu)提供電能；或者，所述快速啟動(dòng)裝置的初始啟動(dòng)能源為手動(dòng)發(fā)電機(jī)，手動(dòng)發(fā)電機(jī)將發(fā)出的電能存儲(chǔ)于電池中。
[0075]所述液體儲(chǔ)存容器中的甲醇和水通過(guò)原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為320°C?430°C;所述重整室上部的溫度為440°C?560°C;重整室與分離室通過(guò)連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過(guò)重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為360°C?5600C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣。
[0076]所述重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，催化劑包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金屬氧化物、過(guò)渡金屬氧化物。其中貴金屬Pt含量占催化劑總質(zhì)量的0.5%?2%，Pd含量占催化劑總質(zhì)量的1%?5%，Cu的氧化物占催化劑總質(zhì)量的5%?15%，F(xiàn)e的氧化物占催化劑總質(zhì)量的2%?10%，Zn的氧化物占催化劑總質(zhì)量的10%?25%，稀土金屬氧化物占催化劑總質(zhì)量的5%?45%，其余為過(guò)渡金屬氧化物。
[0077]或者，所述催化劑為銅基催化劑，包括物質(zhì)及其質(zhì)量份數(shù)為:3-17份的CuO，3_18份的ZnO, 0.5-3份的ZrO, 55-80份的Al2O3,1-3份的CeO2,1-3份的La2O30如，銅基催化劑包括物質(zhì)及其質(zhì)量份數(shù)為:10份的CuO，10份的ZnO，2份的ZrO，60份的Al2O3, 2份的CeO2,2 份的 La2O3。
[0078]所述原料輸送裝置提供動(dòng)力，將液體儲(chǔ)存容器中的原料輸送至制氫設(shè)備；所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強(qiáng)，使得制氫設(shè)備制得的氫氣具有足夠的壓強(qiáng)；所述制氫設(shè)備啟動(dòng)制氫后，制氫設(shè)備制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持制氫設(shè)備運(yùn)行。
[0079]所述制氫設(shè)備20制得的氫氣輸送至膜分離裝置30進(jìn)行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置30的內(nèi)外壓強(qiáng)之差大于等于0.7M Pa(如膜分離裝置30的內(nèi)外壓強(qiáng)為0.7M Pa或1.1M Pa或1.2M Pa或1.5M Pa或5M Pa)。本實(shí)施例中，所述膜分離裝置30為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀占 22%?25%。
[0080]所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過(guò)傳輸管路實(shí)時(shí)傳輸至氫氣發(fā)電系統(tǒng)；所述傳輸管路設(shè)有氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，用于調(diào)整傳輸管路中的氣壓；所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電。
[0081]如圖4所示，所述氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)200包括微處理器21、氣體壓力傳感器22、閥門(mén)控制器23、出氣閥24、出氣管路25。所述氣體壓力傳感器22設(shè)置于傳輸管路中，用以感應(yīng)傳輸管路中的氣壓數(shù)據(jù)，并將感應(yīng)的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送至微處理器21 ;所述微處理器21將從氣體壓力傳感器22接收的該氣壓數(shù)據(jù)與設(shè)定閾值區(qū)間進(jìn)行比對(duì)，并以此控制出氣閥24的開(kāi)關(guān)。當(dāng)接收到的壓力數(shù)據(jù)高于設(shè)定閾值區(qū)間的最大值，微處理器21控制閥門(mén)控制器23打開(kāi)出氣閥設(shè)定時(shí)間，使得傳輸管路中氣壓處于設(shè)定范圍.優(yōu)選地，出氣管路25的一端連接出氣閥24，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)100，通過(guò)燃燒為制氫子系統(tǒng)100的需加熱設(shè)備(如重整室)進(jìn)行加熱；當(dāng)接收到的壓力數(shù)據(jù)低于設(shè)定閾值區(qū)間的最小值，微處理器21控制所述制氫子系統(tǒng)100加快原料的輸送速度，從而提高制氫速度。
[0082]如圖3所示，所述收集利用子系統(tǒng)400包括氫水分離器401、氫氣止回閥402，氫氣發(fā)電系統(tǒng)300的排氣通道出口連接氫水分離器401的入口，氫水分離器401出口處連接的管路內(nèi)設(shè)有氫氣止回閥402，防止氫氣倒灌；所述氫水分離器401用于分離氫氣與水。此夕卜，所述收集利用子系統(tǒng)還包括氫氧分離器，用于分離氫氣及氧氣；氫氧分離器設(shè)置于所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)排氣通道出口與氫水分離器之間。
[0083]本實(shí)施例中，所述收集利用子系統(tǒng)400還包括氧水分離器411、氧氣止回閥412，用于收集氧氣。所述收集利用子系統(tǒng)400收集的氫氣與氧氣供制氫子系統(tǒng)100使用，也可以供氫氣發(fā)電系統(tǒng)300使用。此外，收集到的氧氣可以存放于設(shè)定容器中，供人們吸氧；收集到的水可以供人們飲用。
[0084]由于所述收集利用子系統(tǒng)包括氣水分離器(如上述氫水分離器、氧水分離器)，因此可以收集到水(比原料中的水分還要多若干倍，因?yàn)榧状贾幸埠袣湓?，制得氫氣后與氧氣反應(yīng)得到水)，將水輸送至制氫子系統(tǒng)100，原料水可以循環(huán)利用，無(wú)需另外添加。
[0085]因此，本發(fā)明系統(tǒng)可以從氫氣發(fā)電系統(tǒng)的余氣中收集氫氣、氧氣、水等有用物質(zhì)，可以提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，同時(shí)節(jié)省原料(水)。
[0086]所述制氫子系統(tǒng)利用甲醇水制備氫氣，所述制氫子系統(tǒng)包括固態(tài)氫氣儲(chǔ)存容器、液體儲(chǔ)存容器、原料輸送裝置、快速啟動(dòng)裝置、制氫設(shè)備、膜分離裝置；
[0087]所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)包括燃料電池，燃料電池包括若干子燃料電池模塊，各個(gè)子燃料電池模塊包括至少一個(gè)超級(jí)電容；這樣可以高效地輸出電能，而不需要大容量的鋰電池。