一种清洁能源动力小艇的制作方法

本实用新型涉及甲醇燃料技术领域，特别是涉及一种清洁能源动力小艇。

背景技术：

现有的水上小艇主要以汽油、柴油作为动力，在消耗大量的不可再生能源如石油、化石能源的同时，也排放出氮氧化物、一氧化碳和未完全燃烧的碳氢化物。

而市面上以氢气作为动力的小艇，虽在燃烧过程中不仅无废气排出，但由于大多都是直接利用氢气需要配置高压的储氢灌一般大于100mpa，从而增加了设备的成本及潜在的风险，此外，在国内加氢站缺乏的情况下，直接使用氢气作为燃料会限制小艇的应用范围。

因此，需要提供一种清洁能源动力小艇以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种清洁能源动力小艇，解决了目前现有汽艇使用非清洁非可持续能源的缺陷，通过以氢能为动力能源，可以实现小艇在运转中无有害气体的排放，并且原料清洁无污染。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种清洁能源动力小艇，包括船体1、甲醇水燃料箱4、重整制氢装置5、氢燃料电池装置6、动力负载装置7、储能装置8与控制装置9；其中，所述甲醇水燃料箱4、所述重整制氢装置5与所述氢燃料电池装置6之间依次连接，所述氢燃料电池装置6同时连接所述动力负载装置7与所述储能装置8，所述控制装置9连接所述甲醇水燃料箱4、所述重整制氢装置5、所述氢燃料电池装置6、所述动力负载装置7与所述储能装置8并一起置于所述船体1内部。

优选，所述重整制氢装置5与所述氢燃料电池装置6之间设有缓冲储氢罐。

优选，所述重整制氢装置5内设有用于将低纯度氢气转变成高纯度氢气的纯化过滤装置，所述纯化过滤装置内至少包括钯膜片。

优选，所述氢燃料电池装置6内设有用于吸收所述氢燃料电池装置6反应过程中所产生的热量的吸热装置。

优选，所述缓冲储氢罐与所述氢燃料电池装置6之间设有气体流量阀。

优选，清洁能源动力小艇进一步包括乘客区10与用于间接控制所述船体1行驶与停止的控制面板11；其中，控制面板11连接所述控制装置9，所述乘客区10置于所述船体1的中间部位。

优选，所述甲醇水燃料箱4为采用防水与防甲醇的塑料或金属材质的容器，所述甲醇水燃料箱4上设有加料管路。

优选，所述清洁能源动力小艇进一步包括用于将甲醇水燃料自动输送至所述甲醇水燃料箱4与所述重整制氢装置5内的电动机，所述电动机置于所述甲醇水燃料箱4与所述重整制氢装置5的管路之间。

优选，所述清洁能源动力小艇进一步包括艉轴2与连接于所述艉轴2一端上的螺旋桨3，所述艉轴2与所述螺旋桨3置于所述船体1的外底部侧端，所述艉轴2的另一端连接所述动力负载装置7。

优选，所述储能装置8内至少包括锂电池组装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种清洁能源动力小艇，解决了目前现有汽艇使用非清洁非可持续能源的缺陷，通过以氢能为动力能源，可以实现小艇在运转中无有害气体的排放，并且原料清洁无污染。

附图说明

图1是本实用新型实施例公开的一种清洁能源动力小艇的结构示意图；

图2是本实用新型实施例公开的另一种清洁能源动力小艇的结构示意图。

船体1；艉轴2；螺旋桨3；甲醇水燃料箱4；重整制氢装置5；氢燃料电池装置6；动力负载装置7；储能装置8；控制装置9；乘客区10；控制面板11。

具体实施方式

下面结合图示对本实用新型的技术方案进行详述。

请参阅图1～图2，其中，图1是本实用新型实施例公开的一种清洁能源动力小艇的结构示意图。如图1所示，本实施例的清洁能源动力小艇，包括船体1、甲醇水燃料箱4、重整制氢装置5、氢燃料电池装置6、动力负载装置7、储能装置8与控制装置9；其中，甲醇水燃料箱4、重整制氢装置5与氢燃料电池装置6之间依次连接，氢燃料电池装置6同时连接动力负载装置7与储能装置8，控制装置9连接甲醇水燃料箱4、重整制氢装置5、氢燃料电池装置6、动力负载装置7与储能装置8并一起置于船体1内部；

以及，重整制氢装置5与氢燃料电池装置6之间设有缓冲储氢罐；

以及，重整制氢装置5内设有用于将低纯度氢气转变成高纯度氢气的纯化过滤装置，纯化过滤装置内至少包括钯膜片；

以及，氢燃料电池装置6内设有用于吸收氢燃料电池装置6反应过程中所产生的热量的吸热装置；

以及，缓冲储氢罐与氢燃料电池装置6之间设有气体流量阀；

以及，甲醇水燃料箱4为采用防水与防甲醇的塑料或金属材质的容器，甲醇水燃料箱4上设有加料管路；

以及，清洁能源动力小艇进一步包括用于将甲醇水燃料自动输送至甲醇水燃料箱4与重整制氢装置5内的电动机，电动机置于甲醇水燃料箱4与重整制氢装置5的管路之间；

以及，清洁能源动力小艇进一步包括艉轴2与连接于艉轴2一端上的螺旋桨3，艉轴2与螺旋桨3置于船体1的外底部侧端，艉轴2的另一端连接动力负载装置7；

以及，储能装置8内至少包括锂电池组装置。

请参阅图2，图2是本实用新型实施例公开的另一种清洁能源动力小艇的结构示意图，如图2所示，清洁能源动力小艇进一步包括乘客区10与用于间接控制船体1行驶与停止的控制面板11；其中，控制面板11连接控制装置9，乘客区10置于船体1的中间部位。

在本实施例中，本实施例公开提供一种清洁能源动力小艇的结构设计，具体涉及清洁燃料通过逐级转化将其中所存储的氢能转化为电能，其中：

甲醇水燃料箱4内的甲醇水燃料主要为甲醇和水以一定比例混合的溶液；

以及，甲醇水燃料箱4通过管路以一定流量向重整制氢装置5提供转化原料；

以及，重整制氢装置5将甲醇水燃料箱4中的甲醇水原料在高温下和催化床层的作用下高选择性地转变为氢气和少量副产物和未完全反应的原料；

以及，重整制氢装置5将生成的低纯度的氢气通过纯化过滤装置转变为高纯度的氢气；

以及，重整制氢装置5将生成的高纯度氢气通过管路输送至氢燃料电池装置6；

以及，氢燃料电池装置6将重整制氢装置5中生成的高纯度氢气转变为水，同时释放出电能；

以及，锂电池组装置可以存储外部的电能或氢燃料电池产生的电能；

以及，氢燃料电池装置6通过电路将产生的电能供给动力输出或锂电池组装置，从而实现甲醇水清洁燃料的供能；

以及，控制装置9与甲醇水燃料箱4、重整制氢装置5、氢燃料电池装置6、动力负载装置7和锂电池组装置相连，通过电路或无线电传输控制和协调甲醇水燃料箱4、重整制氢装置5、氢燃料电池装置6和锂电池组装置之间的正常工作，保证锂电池组装置的正常充放电以及氢燃料电池装置6电能稳定持续的输出；

以及，甲醇水燃料箱4、重整制氢装置5、氢燃料电池装置6、锂电池组装置和控制装置9均放置于小艇内部，并不在小艇船体外另设空间，从而有利于减少小艇行驶过程中的阻力；

以及，重整制氢装置5将甲醇水原料转化成低纯度氢气，其目的是将甲醇水燃料箱供给的不能直接为氢燃料电池利用的甲醇水液体原料处理成可直接被氢燃料电池利用的原料；

以及，甲醇重整装置5反应条件为高温300～400℃常压，催化剂为固体催化剂，催化反应属于气固界面发生的非均相催化反应；

以及，氢燃料电池装置6将甲醇重整装置5生成的高纯氢气中存储的化学能转变为电能；

以及，氢燃料电池装置6通过电路向锂电池充电或动力输出供电，从而实现清洁燃料的供能；

以及，锂电池组装置作为小艇上的储能装置，既可以提供小艇上的用电装置的用电，也可以提供外部用电装置的供电。

优选，甲醇水燃料箱4通过管路/加入口注液体或气体燃料，通过管路向重整制氢装置5输送原料，而管路内设置有电动机，从而将甲醇水原料自动输入进甲醇水燃料箱4和重整制氢装置5，和/或，人力通过加注口向甲醇水燃料箱4加注甲醇水燃料。

优选，从甲醇水燃料箱4输入的原料在重整制氢装置5中发生催化重整反应生成氢气，所生成的氢气使用钯膜片将其中的co、co2和未反应完全的少量h2o和ch3oh除去，从而生成高纯度的氢气99.99％。

优选，所得到的高纯度氢气先储存在一定压力的储氢罐中，然后经过管路输入氢燃料电池装置6，这样做可以稳压，也可以利用储氢罐和氢燃料电池装置6之间的压差自动将高纯氢气从储氢罐送入氢燃料电池装置6。

优选，为了控制氢气进入氢燃料电池装置6的流量，管路上设置有气体流量阀，氢燃料电池装置6将高纯度的氢气中存储的化学能通过原电池反应阴极为氧还原反应，阳极为氢气氧化反应，总反应为h2 o2＝h2o转变为电能，所转化成的电能功率主要由氢燃料电池装置6的转化功率决定。

优选，由于氢燃料电池装置6在运转过程中会放出大量热量，因此可根据氢燃料电池装置6的功率分别采用风冷或水冷吸收反应过程中产生的热量，防止氢燃料电池装置6由于过热而影响正常工作或产生危险。

优选，在重整制氢装置5和氢燃料电池装置6运作过程中，重整制氢装置5和氢燃料电池装置6仅排放co2和少量co，从而实现供电系统清洁环保的目的。

优选，氢燃料电池装置6生成的电能通过电路进入到动力输出7或者储能装置8，储能装置8通过线路向外部电器或内部电力装置供电。

优选，在甲醇水燃料箱4、重整制氢装置5、氢燃料电池装置6、动力输出7和储能装置8工作的过程中，控制装置9通过控制线路监控甲醇水燃料箱4存储的甲醇水燃料量，当甲醇水燃料箱4中甲醇水混合溶液液面低于一定制低于警戒值时，控制装置9报警并提示加注甲醇水燃料；如果甲醇水燃料箱中的甲醇水量进一步降低，则控制装置9自动关闭燃料箱与重整制氢机以及重整制氢机与燃料电池之间的管路，并使重整制氢装置5和氢燃料电池装置6处于待机状态。

优选，控制装置9分别通过控制线路操控重整制氢装置5和氢燃料电池装置6的启动和停机，并监测重整制氢装置5和氢燃料电池装置6的运转，控制装置9通过控制线路监测动力输出7/锂电池8的工作和输出，此外，整个系统启动时可以由锂电池8所存储的电能或者外部电源提供，工作所需电源可以由自身产生的电能提供。

优选，控制装置9和操作面板11可以不在同一位置，操作面板11间接对小艇的行驶或停止进行控制，而控制装置9相应控制面板11提供的操作指令，从而直接控制小艇各部分的运转。

优选，甲醇水燃料箱4，重整制氢装置5，氢燃料电池装置6，动力输出7和操作面板11位于小艇尾部，乘客区10位于船体1的中间部位。

优选，船体1为小艇在水面上的存在实体，可以为乘客区10、甲醇水燃料箱4、重整制氢机5、氢燃料电池装置6、储能装置8、动力负载装置7和控制装置9提供支撑和空间。

优选，乘客区10为小艇提供运输保证；甲醇水燃料箱4装有清洁低碳的甲醇和水混合溶液作为燃料，为重整制氢机5提供原料；重整制氢机5将甲醇水燃料箱中的清洁燃料转化为清洁无污染的氢气；氢燃料电池装置6将由重整制氢机5提供的氢气中所存储的化学能转化为电能，为动力输出提供动力；储能装置8可以存储氢燃料电池装置6产生的电能或者外部电源提供的电能，为小艇内部用电单元提供电能；控制装置9通过电子器件和线路控制甲醇水燃料箱4、重整制氢机5、氢燃料电池装置6、储能装置8和动力负载装置7的协调运转，保证清洁动力小艇在水面上正常持续工作。

可见，实施上图所描述的清洁能源动力小艇，解决了目前现有汽艇使用非清洁非可持续能源的缺陷，通过以氢能为动力能源，可以实现小艇在运转中无有害气体的排放，并且原料清洁无污染。

此外，实施上图所描述的清洁能源动力小艇，通过将可再生清洁能源取代传统使用非可再生能源化石燃料为小艇提供动力，以在全球能源和环境危机的背景下提供一种清洁能源供能小艇。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。