一种氢农业用制氢、用氢系统的制作方法

本发明属于氢应用的，尤其涉及一种氢农业用制氢、用氢系统。

背景技术：

1、绿氢是一种零碳能源，随着技术的发展将成为一种基础能源，并将向各个用氢领域进行渗透。

2、氢气在植物的生长发育和抗逆性方面具有重要的调节作用。近年来，氢农业作为一种新兴的农业模式，引起了人们的广泛关注。一定浓度的富氢水(hydrogen-rich water，hrw)不仅对植物种子萌发和幼苗生长具有促进作用，还能增加植物的叶绿素含量、光合作用和生物量。

3、现有的，例如一种水位可监测的富氢农业浇灌装置(公开号：cn108827429a)提供一种水位可监测的富氢农业浇灌装置，包括：水箱，所述水箱内设有隔板，以将所述水箱分隔成储水区、水位监测区，所述隔板的下部设有通孔，所述水位监测区设有监测组件，所述监测组件包括传感器、触杆、浮子，所述触杆设置于所述浮子上，所述传感器设置于所述水箱上；多级电解装置，包括：底座、电解槽放置座、电解槽，所述电解槽放置于所述电解槽放置座上，所述电解槽放置座可移动地设置于所述底座上。该富氢农业浇灌装置，其包括监测组件，可以有效保证水位处于较佳的位置，从而保证氢的有效供应。

4、又如，一种氢农业用多级电解装置(公布号：cn108754530a)提供一种氢农业用多级电解装置，包括：底座，所述底座包括左支撑部、右支撑部，所述左支撑部包括导轨一、支撑板一，所述支撑板一设置于所述导轨一上，所述右支撑部包括导轨二、支撑板二，所述支撑板二设置于所述导轨二上，所述导轨一、导轨二相平行，所述支撑板一、支撑板二上均设有管固定件，所述支撑板一上通过管固定件设置有进水管，所述支撑板二上通过管固定件设置有出气管；电解槽放置座，多个阵列设置于所述导轨一、导轨二上，所述电解槽放置座内设有电解槽腔；电解槽，设置于所述电解槽腔内，所述电解槽分别与所述进水管、出气管相连通。该多级电解装置可明显提高出氢量，从而提高液体中的氢浓度。

5、以上技术方案分别涉及了绿氢的制备技术、富氢农业的浇灌技术，但是对于从绿氢制取到富氢浇灌的整体技术，没有全部涉及。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种氢农业用制氢、用氢系统，可以完整地进行绿电获取、绿氢制备和绿氢储存的零碳供能系统，同时考虑了绿氢产生和氢农业用氢的不匹配性，开发了高安全性的固体储氢装备，实现了绿氢制备和绿氢使用的完美匹配。

2、为解决上述问题，本发明的技术方案为：

3、一种氢农业用制氢、用氢系统，包括：绿氢制备装置、富氢水制备装置及富氢水浇灌装置，所述绿氢制备装置与富氢水制备装置机动连接；

4、所述绿氢制备装置包括光伏发电装置、电解制氢装置、储氢装置、加氢装置及移动装置，所述移动装置上承载所述光伏发电装置、电解制氢装置、储氢装置及加氢装置；

5、所述光伏发电装置输出绿电至配电箱，将绿电输入所述电解制氢装置，所述电解制氢装置生产并输出氢气至所述加氢装置及储氢装置，所述加氢装置对氢气进行加压后输送至所述富氢水制备装置用于制备富氢水，将富氢水输入所述富氢水浇灌装置，从而实现富氢农业。

6、根据本发明一实施例，所述绿氢制备装置还包括热电联供装置，所述热电联供装置与所述加氢装置连通，接收加氢装置输送的氢气，用于制备需要的热水，或用于加工转化为电力供各装置使用。

7、根据本发明一实施例，所述绿氢制备装置采用航天太空空间折叠技术，在移动装置的两侧加装侧翼光伏支架扩大光伏发电装置的发电容量；

8、通过光储一体机耦合所述光伏发电装置、电解制氢装置，并将电解制氢装置制备的氢气通入储氢装置和加氢装置，实现移动装置的加氢功能。

9、根据本发明一实施例，所述电解制氢装置采用pem水电解制氢设备，通过差压和变温吸附技术，以小于5kwh/m3的制氢电耗提供氢气。

10、根据本发明一实施例，所述储氢装置为固态储氢设备，所述固态储氢设备将氢气转化为金属氢化物，实现氢气长距离移动式存储。

11、根据本发明一实施例，所述富氢水制备装置包括冷却罐和脱气罐，所述冷却罐用于冷却纯净水至预设温度，将冷却后的纯净水输入所述脱气罐，所述脱气罐对罐内空间进行脱气处理后，接收所述加氢装置输送的氢气，以制备富氢水。

12、本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

13、1)本发明一实施例中的氢农业用制氢、用氢系统，光伏发电装置输出绿电至配电箱，将绿电输入所述电解制氢装置，电解制氢装置生产并输出氢气至加氢装置及储氢装置，加氢装置对氢气进行加压后输送至富氢水制备装置用于制备富氢水，将富氢水输入富氢水浇灌装置，从而实现富氢农业，让农产品恢复原味，提高风味物质含量，降低农药和化肥的使用以及重金属的积累，延长农产品的保鲜期/贮藏期，从而为人类提供绿色健康食品。

14、2)采用一体化系统用光伏发电及辅助系统、热电联供燃料电池系统设计及加工，光伏系统采用了双玻光伏组件可实现两面发电，与传统的光伏技术相比，提高了光伏的发电功率。同时，热电联供燃料电池系统的加工研究为氢能的高效转换提供了应用路径。

15、3)通过pem电解槽设计及加工，对水电解制氢装置进行了系统和槽体优化，使得用电量比传统的碱性电解水技术低10％，可低至4.5kwh/m3，极大提高了电解水制氢应用场景的节电效益。

16、4)通过固体储氢装置的设计及加工，采用镁基固态储氢技术，具有储氢密度大、常温常压储氢、安全可靠的特点，储氢体积密度：约为110g/l，循环特性：3000次循环无明显衰减；基本无杂质气体。

17、5)绿氢制备装置采用了航天太空空间折叠技术，通过在集装箱两侧加装侧翼光伏支架扩大光伏的发电装机容量，通过光储一体机耦合了光伏发电、电化学储能和电解水制氢技术，并将制储的绿氢通过缓冲罐和氢气压缩机技术以实现移动装置加氢功能，氢气的储存装置和加氢装置可满足为氢能物流车一次加注2kg，该绿氢制备装置可以提供光伏氢或者网电氢，氢气量为5m3/h，功率为20kw。

技术特征：

1.一种氢农业用制氢、用氢系统，其特征在于，包括：绿氢制备装置、富氢水制备装置及富氢水浇灌装置，所述绿氢制备装置与富氢水制备装置机动连接；

2.如权利要求1所述的氢农业用制氢、用氢系统，其特征在于，所述绿氢制备装置还包括热电联供装置，所述热电联供装置与所述加氢装置连通，接收加氢装置输送的氢气，用于制备需要的热水，或用于加工转化为电力供各装置使用。

3.如权利要求1所述的氢农业用制氢、用氢系统，其特征在于，所述绿氢制备装置采用航天太空空间折叠技术，在移动装置的两侧加装侧翼光伏支架扩大光伏发电装置的发电容量；

4.如权利要求3所述的氢农业用制氢、用氢系统，其特征在于，所述电解制氢装置采用pem水电解制氢设备，通过差压和变温吸附技术，以小于5kwh/m3的制氢电耗提供氢气。

5.如权利要求1所述的氢农业用制氢、用氢系统，其特征在于，所述储氢装置为固态储氢设备，所述固态储氢设备将氢气转化为金属氢化物，实现氢气长距离移动式存储。

6.如权利要求1所述的氢农业用制氢、用氢系统，其特征在于，所述富氢水制备装置包括冷却罐和脱气罐，所述冷却罐用于冷却纯净水至预设温度，将冷却后的纯净水输入所述脱气罐，所述脱气罐对罐内空间进行脱气处理后，接收所述加氢装置输送的氢气，以制备富氢水。

技术总结
本发明公开了一种氢农业用制氢、用氢系统，光伏发电装置输出绿电至配电箱，将绿电输入所述电解制氢装置，电解制氢装置生产并输出氢气至加氢装置及储氢装置，加氢装置对氢气进行加压后输送至富氢水制备装置用于制备富氢水，将富氢水输入富氢水浇灌装置，从而实现富氢农业，让农产品恢复原味，提高风味物质含量，降低农药和化肥的使用以及重金属的积累，延长农产品的保鲜期/贮藏期，从而为人类提供绿色健康食品。

技术研发人员：饶文涛,魏炜,杨建夏,倪辉,马志力
受保护的技术使用者：宝武清洁能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15