가변 재생 에너지를 위한 획기적인 전해조 설계

수소 에너지 분야의 선구자로서 VERDE HYDROGEN은 수십 년 동안 수소 전해조를 연구해 왔으며 1200Nm3/H 단일 스택 전해조를 포함하여 다양한 크기의 전해조를 개발했습니다. 이 회사의 특허(미국 특허 번호 8,936,704)는 변압기와 정류기 없이 재생 가능 에너지에 대한 전해조 설계의 이정표를 가져올 수 있습니다.

추상적인

휘발성 전원으로부터 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 시스템 및 방법은 전원의 전기 출력 측정에 기초하여 전기분해 스택의 작동 용량을 조정하는 것을 용이하게 할 수 있습니다. 다양한 실시예에서, 용량 조정은 전원과 직렬로 통합된 셀을 포함하는 폐쇄 전기 회로에 전기분해 스택의 더 적거나 더 많은 셀을 통합함으로써 달성됩니다.

수소는 오랫동안 화석 연료 에너지원에 대한 청정 대체 연료원으로 여겨져 왔습니다. 수소는 오염이 없고 운송이 가능하며 저장이 가능하고 휘발유보다 효율적이며 고정식 및 이동식 응용 분야 모두에서 열과 전기로 직접 변환될 수 있습니다.

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전기분해에 의한 수소생산의 효율을 향상시키고 비용을 절감하기 위한 많은 시도가 이루어져 왔다. 입력 전원의 변동성을 해결하는 이전 접근 방식은 일반적으로 두 가지 범주로 분류됩니다.

두 접근 방식 모두 수소 발생 시스템의 비용 및 복잡성 증가, 효율성 손실 및/또는 장기적 유지 관리 문제를 초래하는 경우가 많습니다.

본 출원은 수소 생산을 위한 풍력, 태양광 또는 기타 휘발성 소스로부터 생산된 불안정한 전기 흐름에 의해 구동되는 수소 생산 시스템을 제어하는 ​​새로운 접근 방식을 개시합니다. 다양한 실시예에서, 수소 발생 시스템은 순간 입력 전력을 효율적으로 사용하기 위해 주어진 순간에 전기분해 스택의 작동 용량이 얼마인지를 결정하는 제어 기능을 갖춘 자동으로 제어되는 전기분해 스택을 포함한다. 수소 발생 시스템은 전기분해 스택 외에 전도성 트랙, 이동 가능한 전기 접촉 브리지 및 관련 구동기, 측정 장치 및 제어기를 포함할 수 있습니다. 전기분해 스택은 전기 전도성 경로를 형성하기 위해 직렬로 전기적으로 연결된 복수의 전기분해 셀을 포함할 수 있다. 스택의 작동 용량은 전원에 연결된 경로 내의 전기분해 셀 수를 조정하여 변경할 수 있습니다. 보다 구체적으로, 제어기는 현재 전기의 측정값 및/또는 시스템의 다른 작동 매개변수(예를 들어, 전기분해 스택의 미리 설정된 작동 전기 요구 사항과 함께)에 기초하여 작동 전기분해의 원하는 용량을 결정할 수 있습니다. 원하는 수의 전기분해 셀을 쌓아서(즉, 원하는 수의 전기분해 셀) 드라이버에 해당 제어 신호를 보냅니다. 그러면 드라이버는 컨트롤러로부터의 신호에 기초하여 전도성 트랙의 이동 가능한 접점 브리지의 위치를 ​​제어할 수 있습니다. 컨트롤러로부터 수신된 명령에 따라 다양한 위치에서 정지하는 접점 브리지는 전기분해 스택의 전기 루프를 원하는 작동 용량으로 제한할 수 있습니다.

따라서, 본 명세서에 개시된 다양한 실시예는 전기분해 스택의 용량을 증가 및 감소시키는 효율적인 방법을 제공하여, 수소 발생 시스템이 다양한 형식의 변동하는 전기를 사용하여 원하는 효율로 작동될 수 있게 한다.

또한, 종래 기술 시스템과 비교하여, 본 명세서에 개시된 접근법은 복수의 전기분해 유닛을 제어하는 ​​데 사용되는 센서, 컨트롤러 및/또는 스위치의 수를 줄여서 수소 발생 시스템의 기술적 복잡성을 감소시킨다. 이는 결과적으로 수소 생산 비용을 감소시키고 연료 에너지원으로서 화석 연료를 대체하는 수소의 인기를 향상시킬 수 있다는 장점이 있습니다.