普渡鋁水制氫國(guó)際專(zhuān)利（4）

飛躍夢(mèng)想（劉哥）

我國(guó)作為世界第一大能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)是一場(chǎng)硬仗，更是一場(chǎng)大考。8月16日，國(guó)家能源局黨組書(shū)記、局長(zhǎng)章建華在人民日?qǐng)?bào)發(fā)表署名文章《服務(wù)保障碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)》。 文章稱(chēng)，我國(guó)距離碳達(dá)峰還有不到10年時(shí)間，“十四五”時(shí)期是關(guān)鍵期、窗口期。對(duì)于如何抓住用好關(guān)鍵期窗口期，章建華提出，應(yīng)加快實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，具體措施包括加強(qiáng)綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，積極發(fā)展安全高效儲(chǔ)能技術(shù)，扎實(shí)推動(dòng)氫能技術(shù)發(fā)展和規(guī)?；瘧?yīng)用。 普渡鋁水制氫PCT專(zhuān)利（國(guó)際專(zhuān)利）鋁水制氫簡(jiǎn)介1、鋁能源是以鋁為能量載體的形式，是大功率可循環(huán)可移動(dòng)的清潔能源，是生態(tài)文明堅(jiān)實(shí)的支撐。中國(guó)有豐富的鋁資源和強(qiáng)大的鋁加工能力。在全球率先建立鋁能源示范基地和應(yīng)用體系，對(duì)國(guó)內(nèi)和國(guó)際的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)并在政治文明與生態(tài)文明產(chǎn)生重大的提升。2、加拿大普渡投資公司成立于2006年，公司有鋁水發(fā)電技術(shù)，鋁燃料海水淡化技術(shù)，鋁水制氫技術(shù)都是世界獨(dú)一無(wú)二的，已申請(qǐng)了PCT專(zhuān)利（國(guó)際專(zhuān)利）。公司致力于在中國(guó)和世界各地進(jìn)行鋁能源投資，可以派出技術(shù)人員，協(xié)助傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)、卡車(chē)、公共汽車(chē)的制造商，進(jìn)行鋁燃料改造以替代石化燃料。3、PCT專(zhuān)利的鋁水制氫可以把所有的燃油汽車(chē)改裝為鋁水制氫動(dòng)力的汽車(chē)。改造費(fèi)用低，原發(fā)動(dòng)機(jī)使用鋁水制氫燃料，零排放，以改裝成功的轎車(chē)為例，每100公里的燃料費(fèi)用為4美元，解決了氫氣存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)碾y題，不再需要加氫站。4、鋁水制氫的能量密度是普通鋰電池的七倍，改裝成鋁水制氫動(dòng)力的汽車(chē)，攜帶多塊能量板，輕松續(xù)航1200公里以上，同時(shí)解決了燃料生產(chǎn)、壓縮、運(yùn)輸、排放等問(wèn)題。5、PCT專(zhuān)利鋁水制氫專(zhuān)利可以廣泛的應(yīng)用于交通，汽車(chē)，船舶，航空，發(fā)電，樓宇供暖，污水處理，海水淡化，工業(yè)蒸汽，移動(dòng)制氫等方面。代替了石油和煤炭，節(jié)約了地球能源，還給人類(lèi)碧水藍(lán)天，降低了成本，是一項(xiàng)利國(guó)利民利己利地球利子孫的好技術(shù)！ 二、氫能源項(xiàng)目模式的對(duì)比：1、目前我國(guó)的氫能源項(xiàng)目的模式是：制氫的基礎(chǔ)設(shè)施→氫氣的存儲(chǔ)和壓縮→壓縮氫氣的運(yùn)輸→加氫站。其中加氫站設(shè)備的投入就要一千萬(wàn)元左右，從制氫到汽車(chē)用戶(hù)，增加了五個(gè)環(huán)節(jié)的成本。2、PCT專(zhuān)利鋁水制氫項(xiàng)目的模式是：不需要傳統(tǒng)的制氫基礎(chǔ)設(shè)施，不需要壓縮，不需要存儲(chǔ)，不需要高壓運(yùn)輸，在汽車(chē)上或用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)獨(dú)立制氫，沒(méi)有上述五個(gè)環(huán)節(jié)的成本，價(jià)格低，零污染，安全高效（另見(jiàn)PCT發(fā)明專(zhuān)利《說(shuō)明書(shū)》。3、已經(jīng)試驗(yàn)成功的車(chē)載制氫平臺(tái)，和其它新能源技術(shù)相比的優(yōu)勢(shì)是成本低，可以保護(hù)現(xiàn)有汽車(chē)廠巨額的投資，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)還可以繼續(xù)生產(chǎn)和銷(xiāo)售，以后不用燃料油，是用鋁水制氫供給發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力了；也保護(hù)了在用汽車(chē)用戶(hù)的利益，只要少量的投資，就可將現(xiàn)有車(chē)輛改造成清潔能源車(chē)，開(kāi)車(chē)的成本降低，也快速降低了原有汽車(chē)對(duì)空氣的污染，一舉多得。4、PCT鋁水制氫專(zhuān)利和傳統(tǒng)不同的加氫站，還可以獲得額外的收益。鋁和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)臒崃?，利用能量可以發(fā)電。每座加氫站預(yù)計(jì)可生產(chǎn)545kwh/h的電能。且水經(jīng)過(guò)此反應(yīng)后也變成了蒸餾水。另一項(xiàng)額外收益來(lái)自于鋁反應(yīng)后產(chǎn)生的氧化鋁。氧化鋁是一種用途非常廣泛的工業(yè)原料，價(jià)格要高于鋁。5、副產(chǎn)品可全部回收利用，高價(jià)值可循環(huán)使用，零污染，排放物為水蒸氣，相比汽油節(jié)省35%以上；6、在電解鋁的過(guò)程中加入天然氣，生成的副產(chǎn)品是氫氣，用產(chǎn)生的氫氣發(fā)電，抵消大部分的耗電量，可以將電解鋁的成本降低80%，按照中國(guó)每年電解鋁的產(chǎn)能6000萬(wàn)噸計(jì)算，可以為中國(guó)鋁業(yè)節(jié)省7200億元人民幣。7、PCT鋁水制氫專(zhuān)利的加氫站和傳統(tǒng)加氫站的對(duì)比有明顯優(yōu)勢(shì)：成本低，安全，收益高，多種收益，氫氣的銷(xiāo)售，蒸餾水，氧化鋁，熱能可用來(lái)發(fā)電。 三、國(guó)情和許可實(shí)施的條件，該革命性技術(shù)分三類(lèi)產(chǎn)品落地：1、鋁氫動(dòng)力整車(chē)；2、鋁氫動(dòng)力裝置，為整車(chē)廠配套。3、鋁氫燃料。 四、燃油汽車(chē)改用氫動(dòng)力裝置，轉(zhuǎn)身變?yōu)樾履茉戳阄廴酒?chē)A、PCT鋁水制氫專(zhuān)利集成模塊。其中的氫氣生成與配給控制模塊獨(dú)立出來(lái)，制造成為可供傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛所使用的氫動(dòng)力控制裝置，就可使傳統(tǒng)車(chē)企用最低成本，將汽油或柴油為燃料的汽車(chē)改裝成為新型環(huán)保氫燃料新能源汽車(chē)。B、其優(yōu)勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：1、大大降低傳統(tǒng)車(chē)企轉(zhuǎn)型新能源汽車(chē)制造基礎(chǔ)成本；2、在目前電動(dòng)車(chē)電池技術(shù)與生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定的情況下，也有效降低了車(chē)輛生產(chǎn)廠家因電池質(zhì)量產(chǎn)生的售后問(wèn)題； 3、保護(hù)車(chē)企前期生產(chǎn)投資；4、對(duì)現(xiàn)有車(chē)輛的改裝將積極地改變空氣污染的現(xiàn)狀，而不是被動(dòng)的出售新能源車(chē)；5、沒(méi)有后期的污染；特別是避免對(duì)土地淡水等寶貴資源的二次污染。 五、國(guó)內(nèi)普遍存在的加油站可改進(jìn)使用:1、目前中國(guó)國(guó)內(nèi)推動(dòng)的新能源汽車(chē)主要以電動(dòng)車(chē)為主，然而電動(dòng)車(chē)、因其自身技術(shù)問(wèn)題與能源補(bǔ)充方式上帶有一定的局限性（續(xù)航里程、充電樁建設(shè)、高速公路充電場(chǎng)地、充電時(shí)間、電池每年損耗衰減、北方冬季地區(qū)電池?fù)p耗，電池壽命，后期的污染，小區(qū)內(nèi)充電的安全等等），大規(guī)模使用電動(dòng)車(chē)后，這些都是必然會(huì)衍生出的問(wèn)題。2、PCT鋁水制氫其自身技術(shù)特性，可充分利用現(xiàn)有中石油、中石化等常見(jiàn)加油站，氫燃料補(bǔ)充設(shè)備，無(wú)需大規(guī)模新建，可有效降低為服務(wù)新能源汽車(chē)的基礎(chǔ)設(shè)施成本，從而高度避免現(xiàn)有基建浪費(fèi)。 六、無(wú)需高壓儲(chǔ)存，避免高壓的危險(xiǎn)性PCT專(zhuān)利的鋁氫燃料注入到發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力無(wú)需運(yùn)輸。 泥漿泵232還可以包括出口244，其可以牢固地連接到出口泵管線230.出口泵管線230可以牢固地連接到開(kāi)口234并且可以具有與泵管線316相同的物理和材料特性。泵管線230還可以包括止回閥240，其可操作以在反應(yīng)器202的正常壓力范圍內(nèi)保持完整。止回閥240可以用作單向流動(dòng)防止器以防止氫氣或漿料210從罐202回流。預(yù)混合站300可以在罐202中開(kāi)始產(chǎn)氫反應(yīng)之前將漿料210提供給罐202，或者可以在反應(yīng)進(jìn)行時(shí)將額外的漿料210添加到罐202中以維持反應(yīng)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，預(yù)混合站300可用于添加漿料210的起始材料或其他組分中的任何一種或組合，例如水性介質(zhì)，鋁漿，或催化劑漿料，或其組合。現(xiàn)在參考圖1。參照?qǐng)D4，顯示了二級(jí)反應(yīng)容器400。二級(jí)反應(yīng)容器400可用于為漿料210提供額外的位置以進(jìn)行氫化生產(chǎn)反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例提供多個(gè)反應(yīng)容器可以提供額外的表面區(qū)域，氫氣可以從漿料210中排出，同時(shí)向系統(tǒng)100提供額外的結(jié)構(gòu)約束和安全檢查/閥門(mén)。此外，在設(shè)計(jì)或調(diào)整車(chē)輛或設(shè)備時(shí)，提供多個(gè)反應(yīng)容器可以增加實(shí)際選擇，發(fā)明以適應(yīng)任何車(chē)輛或裝置或本發(fā)明產(chǎn)生的氫氣的其他使用者的特定氫氣要求。二級(jí)反應(yīng)容器400可包括限定開(kāi)口418的罐402.罐402可具有與罐202相同或相似的物理和材料特性。開(kāi)口418可牢固地連接到連接管224，以便從罐接收漿料210。連接管224可以包括截止閥420，截止閥420可以具有合適的額定壓力，例如大約150psi，并且可以通過(guò)連接管224打開(kāi)或關(guān)閉從罐202到罐402的漿料210的流動(dòng)。在氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)100的操作期間，由于來(lái)自罐202中的氫氣產(chǎn)生的壓力或通過(guò)重力供給的排水管，漿料210可以從罐202進(jìn)入罐402。罐202和402可以設(shè)置成直立并且通常彼此平行，使得漿料210的水平在每個(gè)罐中的漿料210的壓力和量達(dá)到平衡時(shí)達(dá)到平衡。另外，為了幫助漿料210從罐202到402流動(dòng)，罐402通?？梢晕挥诠?02下方，以便利用漿料210流動(dòng)的重力。罐402還限定開(kāi)口404，以便容納溫度探針406，溫度探針406可以監(jiān)測(cè)罐402中的漿料210的溫度。溫度探針406可以以與溫度探針226（圖2中所示）相同的方式起作用。罐402中的漿料210可以不需要通過(guò)類(lèi)似于加熱元件222（圖2中所示）的加熱元件加熱，因?yàn)閷⑼ㄟ^(guò)漿料210供應(yīng)熱量以及車(chē)輛或裝置的持續(xù)熱量，包括任何以及所有內(nèi)燃機(jī)或其他燃燒氫以產(chǎn)生各種用途的熱量的裝置，其可以容納制氫系統(tǒng)100.例如，諸如中型汽車(chē)的車(chē)輛的電動(dòng)機(jī)可以達(dá)到約25℃至約25℃的溫度。華氏30度，這將維持產(chǎn)氫反應(yīng)。其他熱源包括來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的電力。然而，如 果第二反應(yīng)容器400或任何其它反應(yīng)容器沒(méi)有暴露于足夠的熱量以維持產(chǎn)氫反應(yīng)，那么第二反應(yīng)容器400和/或任何其它反應(yīng)容器可以適應(yīng)另外的反應(yīng)容器熱源204和熱元件222類(lèi)似于反應(yīng)容器200的熱源。反應(yīng)容器400可進(jìn)一步包括與反應(yīng)容器200一起使用的那種攪拌裝置（未示出）。罐402還限定開(kāi)口412，開(kāi)口412可位于罐402的底部處或附近。開(kāi)口412可牢固地連接到排水管414，排水管414可由閥416調(diào)節(jié)。開(kāi)口412允許副產(chǎn)品通過(guò)反應(yīng)，包括水介質(zhì)，催化劑和陽(yáng)離子鋁（Al3+），其可以是Al 0的形式2 3包括由本發(fā)明的氫燃料的任何和所有內(nèi)燃機(jī)或燃料電池。例如，與一個(gè)較大的反應(yīng)容器相比，在體積和重量方面加入兩個(gè)較小的反應(yīng)容器可能更容易。然而，本發(fā)明的一些實(shí)施方案確實(shí)考慮使用一個(gè)較大的反應(yīng)容器或多個(gè)反應(yīng)容器組合，而其他實(shí)施方案考慮了較大和較小反應(yīng)容器的混合物。技術(shù)人員將知道如何調(diào)整本發(fā)明的氫生產(chǎn)系統(tǒng)或Al（OH）3和/或其他氧化鋁或氫氧化鋁。催化劑可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的方法與氧化鋁分離，例如通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)分離技術(shù)。例如，氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)的副產(chǎn)物可以作為來(lái)自系統(tǒng)100的漿料混合物回收，該系統(tǒng)100已經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)的乘客車(chē)輛集成。副產(chǎn)品可以轉(zhuǎn)移到桶或保持裝置中，并且可以保持足夠的時(shí)間，例如約40分鐘，以使組分充分分離。氧化鋁可以沉到底部以形成底層，碳基催化劑可以存在于其中US 2015/0360941 A12015年12月17日25中間形成中間層，水性介質(zhì)可形成頂層。可以使用泵或過(guò)濾器容易地提取這些層中的任何一層。這種分離可以適應(yīng)快速簡(jiǎn)便的工業(yè)過(guò)程。根據(jù)催化劑制造商提供的方法，催化劑可以根據(jù)需要重新使用或再活化。罐402可以進(jìn)一步限定開(kāi)口408，開(kāi)口408可以位于漿料210的表面上方的位置。開(kāi)口408用作罐402中產(chǎn)生的氫的出口點(diǎn)。開(kāi)口408可以牢固地連接到氫氣出口管線410。管線410可以允許罐402中產(chǎn)生的氫在連接點(diǎn)502處連接管線228（參見(jiàn)圖2）（參見(jiàn)圖5），使得從反應(yīng)容器200和反應(yīng)容器400產(chǎn)生的氫氣可以混合并通過(guò)制氫系統(tǒng)進(jìn)行。線410和504可以具有與線228（如上所述）相同或相似的物理和材料特性。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，管線410可以容納緊急釋放閥（未示出），其可以通過(guò)手動(dòng)釋放或自動(dòng)地從系統(tǒng)100釋放氫氣，類(lèi)似于上述與管線228相關(guān)的緊急釋放閥的程序. .現(xiàn)在參考圖1。在圖5中，線504示出為通過(guò)氫氣入口508牢固地連接到冷卻器506.冷卻器506可以將氫氣冷卻到低于反應(yīng)容器200或反應(yīng)容器400的溫度的溫度。進(jìn)入氫氣入口508的氫氣可以處于高溫大約200-250華氏度。冷卻器506可將氫氣冷卻至約80-90華氏度或通常至室溫的溫度。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的許多方法可適用于冷卻氫氣并且是本發(fā)明的實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，根據(jù)氫的最終用途的溫度要求和可能的氫的任何固有冷卻，可能不需要冷卻機(jī)構(gòu)作為本發(fā)明的制氫系統(tǒng)的一部分。發(fā)生在系統(tǒng)100中。