CN104577163B - 一种氢气发电系统及其发电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢气发电系统及其发电方法，其中，氢气发电系统，包括燃料电池及水循环降温系统，该燃料电池用于氢气与氧气发生电化学反应产生电能，该水循环降温系统用于对燃料电池进行散热降温；所述水循环降温系统包括散热装置、至少两个水泵、第一水容器、集水器及控制装置；所述散热装置位于燃料电池内；所述第一水容器中的水可在水泵的驱动作用下，经集水器集水后，从燃料电池之进水口进入散热装置，再从燃料电池之出水口回流至第一水容器；所述控制装置与所述至少两个水泵电性连接，以控制每个水泵运转。本发明发电系统的水循环降温系统耗能低、噪音小、安全性高、可靠性强、降温效率高。

Description

一种氢气发电系统及其发电方法

技术领域

本发明涉及发电设备技术领域，特别涉及一种氢气发电系统及其发电方法。

背景技术

氢，是一种21世纪最理想的能源之一，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的主要是CO₂和SO₂，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。氢的分布很广泛，水就是氢的大“仓库”，其中含有11%的氢。泥土里约有1.5%的氢；石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。氢的主体是以化合物水的形式存在的，而地球表面约70%为水所覆盖，储水量很大，因此可以说，氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法制取氢，那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。

氢的用途很广，适用性强，其中，先进的氢-氧燃料电池发电系统还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种氢气发电系统已在移动通信基站等领域得到使用。在燃料电池的阳极：2H₂→4H⁺+4e^-，H₂分裂成两个质子和两个电子，质子穿过质子交换膜（PEM），电子通过阳极板，通过外部负载，并进入阴极双极板；在燃料电池的阴极：O₂+4e^-+4H⁺→2H₂O，质子、电子和O₂重新结合以形成H₂O。在现有技术中，上述H₂来源于制氢设备或氢气储存装置，而上述O₂则直接来源于外界空气。

燃料电池在上述电化学反应产生电的过程中，会放出热量，该热量若不及时导走，会导致燃料电池温度不断升高而烧坏，因此，对燃料电池进行降温是非常重要的一环。在现有技术中，燃料电池降温系统主要有水循环降温系统，其主要构件包括燃料电池内的散热装置、水泵及相关配套管道和配套水箱，但是，现有技术中燃料电池降温系统均采用单一的水泵作为驱动水循环的动力，其产生的问题是：其一、由于单一的水泵作为动力时，往往要求该水泵具有较大功率，而该水泵的电源往往又来自于燃料电池，因此，单一的水泵作为动力时，需要耗费较多的能量，占用较多燃料电池产生的电能，不利于节能；其二、单一的水泵安全性低，当该水泵发生故障时，水循环降温系统即陷于瘫痪，直接损害燃料电池；其三、单一的水泵具有较大功率，噪音较大；其四、当单一的水泵功率不够时，则难以增加水循环流量，影响降温效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种氢气发电系统，该发电系统的水循环降温系统耗能低、噪音小、安全性高、可靠性强、降温效率高；为此，本发明还要提供一种该氢气发电系统的发电方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种氢气发电系统，包括燃料电池及水循环降温系统，该燃料电池用于氢气与氧气发生电化学反应产生电能，该水循环降温系统用于对燃料电池进行散热降温；所述水循环降温系统包括散热装置、至少两个水泵、第一水容器、集水器及控制装置；所述散热装置位于燃料电池内；所述第一水容器中的水可在水泵的驱动作用下，经集水器集水后，从燃料电池之进水口进入散热装置，再从燃料电池之出水口回流至第一水容器；所述控制装置与所述至少两个水泵电性连接，以控制每个水泵运转。

所述氢气发电系统还包括空气输送系统，该空气输送系统包括至少两个空气泵及集气器，外界空气可在所述空气泵的驱动作用下，经集气器集气后，从燃料电池之空气进口进入，再从燃料电池之空气出口排出；在燃料电池内，氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能。

所述燃料电池与集气器之间安装有气压表、加湿器、加湿水泵、第二水容器及流量计；所述燃料电池、气压表、加湿器、流量计、集气器依次连接；所述第二水容器中的水为去离子水，该去离子水可在加湿水泵的驱动作用下，从加湿器之进水端进入，再从加湿器之出水口回流至第二水容器中。

所述氢气发电系统还包括氢气输送系统，该氢气输送系统包括氢气源、氢气输入管道及氢气输出管道；所述氢气源的氢气可从氢气输入管道进入燃料电池，在燃料电池内，氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能，生成水，该生成的水及未反应的氢气再从燃料电池输出至氢气输出管道；所述氢气输出管道设置有氢水分离器，所述生成的水及未反应的氢气经氢水分离器分离后，氢气回流至所述氢气输入管道。

所述氢气输入管道设置有电磁阀、流量计、气压表和温度计，氢气源的氢气依次经电磁阀、流量计、气压表和温度计后进入燃料电池；所述氢气输出管道还设置有温度计、气压表和流量计，所述生成的水及未反应的氢气依次经温度计、气压表、流量计和氢水分离器后，氢气回流至氢气源之输出端。

所述氢气源为甲醇水制氢系统,该甲醇水制氢系统包括甲醇水储存容器、输送泵、换热器、重整器、分离装置，其中：

甲醇水储存容器，其内储存有液态的甲醇和水；

输送泵，用于将甲醇水储存容器中的甲醇和水输送至重整器之重整室；

换热器，安装于输送泵与重整器之间的输送管道上，低温的甲醇和水在换热器中，与重整室输出的高温混合气体进行换热，甲醇和水温度升高、汽化；

重整器，设有重整室及电加热器，电加热器为重整室提供热能，重整室内设有催化剂，甲醇和水在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得以二氧化碳和氢气为主的高温混合气体，该高温混合气体经换热器后，进入分离装置，该高温混合气体在换热器中，与低温的甲醇和水进行换热，混合气体温度降低；

分离装置，用于分离以二氧化碳和氢气为主的混合气体，混合气体经分离装置后，分离出氢气，该氢气从氢气输入管道进入所述燃料电池；

所述燃料电池产生的电能中，一部分电能为控制装置、水循环降温系统的水泵、空气输送系统的空气泵、输送泵及重整器的电加热器供电，余下电能输出。

所述换热器与重整器之间还设有补偿汽化装置，该补偿汽化装置设有电加热器，所述甲醇和水经补偿汽化装置后可进一步汽化；所述燃料电池产生的电能还为补偿汽化装置的电加热器供电。

所述第一水容器中的水为去离子水，所述集水器与燃料电池之间还安装有压力表。

为解决上述第二个技术问题，本发明的一种技术方案是：氢气发电系统的发电方法，包括以下步骤：

(1)燃料电池在电化学反应产生电的过程中，将即时温度信号反馈给控制装置；

(2)控制装置根据即时温度信号控制水循环降温系统中适当数量的水泵运转，当即时温度较低时，控制较少的水泵运转，当即时温度较高时，控制较多的水泵运转；

(3)控制装置实时侦测水循环降温系统中水泵的运转状况，当任意一个水泵运转异常时，控制装置控制该异常水泵停止运转，并控制一待机的水泵运转，或者控制其他运转中的水泵加快运转速度，以补偿因该异常水泵停止运转而减少的水流量。

为解决上述第二个技术问题，本发明的另一种技术方案是：氢气发电系统的发电方法，包括控制水循环降温系统中各个水泵运转的步骤及控制空气输送系统中各个空气泵运转的步骤，其中：

控制水循环降温系统中各个水泵运转的步骤包括：

(1)燃料电池在电化学反应产生电的过程中，将即时温度信号反馈给控制装置；

(2)控制装置根据即时温度信号控制水循环降温系统中适当数量的水泵运转，当即时温度较低时，控制较少的水泵运转，当即时温度较高时，控制较多的水泵运转；

(3)控制装置实时侦测水循环降温系统中水泵的运转状况，当任意一个水泵运转异常时，控制装置控制该异常水泵停止运转，并控制一待机的水泵运转，或者控制其他运转中的水泵加快运转速度，以补偿因该异常水泵停止运转而减少的水流量；

控制空气输送系统中各个空气泵运转的步骤包括：

(1)燃料电池将其功率信息反馈给控制装置；

(2)控制装置根据燃料电池功率控制空气输送系统中适当数量的空气泵运转，当燃料电池功率较小时，控制较少的空气泵运转，当燃料电池功率较高时，控制较多的空气泵运转；

(3)控制装置实时侦测空气输送系统中空气泵的运转状况，当任意一个空气泵运转异常时，控制装置控制该异常空气泵停止运转，并控制一待机的空气泵运转，或者控制其他运转中的空气泵加快运转速度，以补偿因该异常空气泵停止运转而减少的空气流量。

由于本发明的水循环降温系统采用了至少两个水泵，因而使得本发明具有如下有益效果：其一、本发明每个水泵的功率相对于现有技术中单一水泵的功率要小得多，例如，若本发明设置十个水泵，那么本发明每个水泵的功率只需要现有技术中单一水泵功率的1/10即可；当燃料电池即时温度较低时，只需要控制较少的水泵运转；因此，本发明采用至少两个水泵作为动力时，能极大减少空载，其整体功率较低，耗能小，占用较少燃料电池产生的电能；其二、本发明的水循环降温系统采用至少两个水泵后，当一个水泵发生故障时，水循环降温系统的其他水泵还可以正常运转，或者可以令待机的水泵顶替工作，因此，其安全性高，可以防止因水循环降温系统瘫痪而直接损害燃料电池的问题；其三、较小功率的水泵噪音较小，有利于减少噪声污染，并使本发明发电系统的应用领域更广泛；其四、本发明采用至少两个水泵，当水泵数量不够时，可以方便地增加水泵，使得本发明的水泵数量能游刃有余地扩展。

附图说明

图1为本发明的整体结构方框图。

图2为本发明一优选实施例的整体结构方框图。

图3为本发明另一优选实施例的整体结构方框图。

图中：1. 燃料电池；2.水泵、3.第一水容器、4.集水器；5.空气泵；6.集气器；7.气压表、8.加湿器、9.加湿水泵、10.第二水容器；11.流量计；12.氢气源、13.氢气输入管道；14.氢气输出管道；15.氢水分离器；16.电磁阀、17.流量计、18.气压表；19.温度计；20.温度计、21.气压表；22.流量计；23.甲醇水储存容器、24.输送泵、25.换热器、26.重整器、261.重整室；262.电加热器；27.分离装置；28.补偿汽化装置；281.电加热器；29.交直流转化器；30.压力表；31.贮氢瓶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，一种氢气发电系统，包括燃料电池1及水循环降温系统，该燃料电池1用于氢气与氧气发生电化学反应产生电能，该水循环降温系统用于对燃料电池1进行散热降温；所述水循环降温系统包括散热装置、至少两个水泵2、第一水容器3、集水器4及控制装置（图中未示出）；所述散热装置位于燃料电池1内；所述第一水容器3中的水可在水泵2的驱动作用下，经集水器4集水后，从燃料电池1之进水口进入散热装置，再从燃料电池之出水口回流至第一水容器3；所述控制装置与所述至少两个水泵2电性连接，以控制每个水泵2运转。所述第一水容器3中的水为去离子水，防止离子影响电化学反应；所述集水器4与燃料电池1之间还安装有压力表30，以便实时检测水流量及水压。

如图1所示，该氢气发电系统还包括空气输送系统，该空气输送系统包括至少两个空气泵5及集气器6，外界空气可在所述空气泵5的驱动作用下，经集气器6集气后，从燃料电池1之空气进口进入，再从燃料电池1之空气出口排出；在燃料电池1内，氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能。由于空气输送系统采用了至少两个空气泵，因而使得每个空气泵的功率相对于现有技术中单一空气泵的功率要小得多，例如，若本发明设置十个空气泵，那么本发明每个空气泵的功率只需要现有技术中单一空气泵功率的1/10即可；当燃料电池即时温度较低时，只需要控制较少的空气泵运转；因此，本发明采用至少两个空气泵作为动力时，能极大减少空载，其整体功率较低，耗能小，占用较少燃料电池产生的电能；本发明的空气输送系统采用至少两个空气泵后，当一个空气泵发生故障时，空气输送系统的其他空气泵还可以正常运转，或者可以令待机的空气泵顶替工作，因此，其安全性高，可以防止因空气泵停止运转而使燃料电池停止工作；较小功率的空气泵噪音较小，有利于减少噪声污染，并使本发明发电系统的应用领域更广泛；本发明采用至少两个空气泵，当空气泵数量不够时，可以方便地增加空气泵，使得本发明的空气泵数量能游刃有余地扩展。

如图1所示，所述燃料电池1与集气器6之间安装有气压表7、加湿器8、加湿水泵9、第二水容器10及流量计11；所述燃料电池1、气压表7、加湿器8、流量计11、集气器6依次连接；所述第二水容器10中的水为去离子水，该去离子水可在加湿水泵9的驱动作用下，从加湿器8之进水端进入，再从加湿器8之出水口回流至第二水容器10中。采用去离子水可防止离子影响电化学反应。采用加湿器后，可控制空气湿度为75%～90%之间，此区间的空气湿度能使燃料电池1能在短时间内启动，使启动效能达到基准效能（即燃料电池正常启动10 至20 秒便可达到最大功率），并且能使燃料电池正常工作时的效能达到最高。此外，本发明去离子水为40℃的去离子水，40℃的去离子水加湿时，能令空气温度升高至接近40℃，从而进一步提高燃料电池的工作效能。

如图1所示，所述氢气发电系统还包括氢气输送系统，该氢气输送系统包括氢气源12、氢气输入管道13及氢气输出管道14；所述氢气源12的氢气可从氢气输入管道13进入燃料电池1，在燃料电池1内，氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能，生成水，该生成的水及未反应的氢气再从燃料电池1输出至氢气输出管道14；所述氢气输出管道14设置有氢水分离器15，所述生成的水及未反应的氢气经氢水分离器15分离后，氢气回流至所述氢气输入管道13。所述氢气输入管道13设置有电磁阀16、流量计17、气压表18和温度计19，氢气源12的氢气依次经电磁阀16、流量计17、气压表18和温度计19后进入燃料电池1；所述氢气输出管道14还设置有温度计20、气压表21和流量计22，所述生成的水及未反应的氢气依次经温度计20、气压表21、流量计22和氢水分离器15后，氢气回流至氢气源12之输出端。

如图1和图2所示，作为本发明的一种优选方式，所述氢气源12为甲醇水制氢系统,该甲醇水制氢系统包括甲醇水储存容器23、输送泵24、换热器25、重整器26、分离装置27，其中：

甲醇水储存容器23，其内储存有液态的甲醇和水；

输送泵24，用于将甲醇水储存容器23中的甲醇和水输送至重整器之重整室261；

换热器25，安装于输送泵24与重整器26之间的输送管道上，低温的甲醇和水在换热器25中，与重整室261输出的高温混合气体进行换热，甲醇和水温度升高、汽化；

重整器26，设有重整室261及电加热器262，电加热器262为重整室261提供350-409℃温度的热能，重整室261内设有催化剂，甲醇和水蒸气在重整室261内，1-5M Pa的压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢气和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统，反应方程为：(1)CH₃OH→CO+2H₂、(2)H₂O+CO→CO₂+H₂ 、(3)CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂ ，制得以二氧化碳和氢气为主的高温混合气体，该高温混合气体经换热器25后，进入分离装置27，该高温混合气体在换热器25中，与低温的甲醇和水进行换热，混合气体温度降低；

分离装置27，用于分离以二氧化碳和氢气为主的混合气体，混合气体经分离装置27后，分离出氢气，该氢气从氢气输入管道13进入所述燃料电池1；所述分离装置27为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%-78%，银占22%-25%；膜分离装置的内外压强之差大于或等于1.1MPa；

所述燃料电池1产生的电能中，一部分电能为控制装置、水循环降温系统的水泵2、空气输送系统的空气泵5、输送泵24及重整器26的电加热器262供电，余下电能输出。

由于甲醇水制氢系统的重整器设置有为重整室加热的电加热器，因此重整器无需设置燃烧室、进风风扇、进风通道和烟窗，整体上为一封闭的重整器，不会排放高温废气，避免了热能浪费，避免了因高温废气影响制氢系统各部分设备运转，避免了因燃烧对重整器的破坏问题；由于控制装置、水循环降温系统的水泵、空气输送系统的空气泵、输送泵及重整器的电加热器均由燃料电池提供，而燃料电池所需要的氢气又来自于甲醇水制氢系统制得的氢气，因而使本发明适应性极强，不受地域条件的限制；由于电加热器的加热温度容易控制，使重整器能稳定地令重整室保持350-409℃的重整反应温度；由于重整器无需设置气化室、燃烧室等腔室、进风风扇、进风通道、及烟窗等部件，极大降低了重整器的结构复杂性和检修难度。

如图1、图2和图3所示，作为本发明的另一种优选方式，所述换热器25与重整器26之间还设有补偿汽化装置28，该补偿汽化装置28设有电加热器281，所述甲醇和水经补偿汽化装置28后可进一步汽化；所述燃料电池1产生的电能还为补偿汽化装置28的电加热器281供电。

进一步，所述甲醇水制氢系统中，重整器需要设置启动装置，该启动装置有三种方案：其一、重整器设置电池启动装置，该电池启动装置可在重理器启动过程中，为输送泵及重整器的电加热器供电；其二、重整器或设置有燃烧式启动装置，该燃烧式启动装置可在重理器启动过程中，通过燃烧甲醇为重整室加热；其三、甲醇水制氢机还设有贮氢瓶31（参照图3），该贮氢瓶可在重理器启动过程中，为燃料电池输入氢气，使燃料电池工作，产生电能。

在上述技术方案中，燃料电池1输出的电需要经交直流转化器29后再输出，该交直流转化器29能进行DC/AC转化或DC/DC转化。

上述氢气发电系统的发电方法，包括以下步骤：

(1)燃料电池在电化学反应产生电的过程中，将即时温度信号反馈给控制装置；

(2)控制装置根据即时温度信号控制水循环降温系统中适当数量的水泵运转，当即时温度较低时，控制较少的水泵运转，当即时温度较高时，控制较多的水泵运转；

(3)控制装置实时侦测水循环降温系统中水泵的运转状况，当任意一个水泵运转异常时，控制装置控制该异常水泵停止运转，并控制一待机的水泵运转，或者控制其他运转中的水泵加快运转速度，以补偿因该异常水泵停止运转而减少的水流量。

上述氢气发电系统的另一种发电方法，包括控制水循环降温系统中各个水泵运转的步骤及控制空气输送系统中各个空气泵运转的步骤，其中：

控制水循环降温系统中各个水泵运转的步骤包括：

(1)燃料电池在电化学反应产生电的过程中，将即时温度信号反馈给控制装置；

(2)控制装置根据即时温度信号控制水循环降温系统中适当数量的水泵运转，当即时温度较低时，控制较少的水泵运转，当即时温度较高时，控制较多的水泵运转；

(3)控制装置实时侦测水循环降温系统中水泵的运转状况，当任意一个水泵运转异常时，控制装置控制该异常水泵停止运转，并控制一待机的水泵运转，或者控制其他运转中的水泵加快运转速度，以补偿因该异常水泵停止运转而减少的水流量；

控制空气输送系统中各个空气泵运转的步骤包括：

(1)燃料电池将其功率信息反馈给控制装置；

(2)控制装置根据燃料电池功率控制空气输送系统中适当数量的空气泵运转，当燃料电池功率较小时，控制较少的空气泵运转，当燃料电池功率较高时，控制较多的空气泵运转；

(3)控制装置实时侦测空气输送系统中空气泵的运转状况，当任意一个空气泵运转异常时，控制装置控制该异常空气泵停止运转，并控制一待机的空气泵运转，或者控制其他运转中的空气泵加快运转速度，以补偿因该异常空气泵停止运转而减少的空气流量。

以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种氢气发电系统，包括燃料电池及水循环降温系统，该燃料电池用于氢气与氧气发生电化学反应产生电能，该水循环降温系统用于对燃料电池进行散热降温；其特征在于：所述水循环降温系统包括散热装置、至少两个水泵、第一水容器、集水器及控制装置；所述散热装置位于燃料电池内；所述第一水容器中的水可在水泵的驱动作用下，经集水器集水后，从燃料电池之进水口进入散热装置，再从燃料电池之出水口回流至第一水容器；所述控制装置与所述至少两个水泵电性连接，以控制每个水泵运转；

所述氢气发电系统的发电方法，包括以下步骤：

(1)燃料电池在电化学反应产生电的过程中，将即时温度信号反馈给控制装置；

(2)控制装置根据即时温度信号控制水循环降温系统中适当数量的水泵运转，当即时温度较低时，控制较少的水泵运转，当即时温度较高时，控制较多的水泵运转；

(3)控制装置实时侦测水循环降温系统中水泵的运转状况，当任意一个水泵运转异常时，控制装置控制该异常水泵停止运转，并控制一待机的水泵运转，或者控制其他运转中的水泵加快运转速度，以补偿因该异常水泵停止运转而减少的水流量。

2.根据权利要求1所述的氢气发电系统，其特征在于：该氢气发电系统还包括空气输送系统，该空气输送系统包括至少两个空气泵及集气器，外界空气可在所述空气泵的驱动作用下，经集气器集气后，从燃料电池之空气进口进入，再从燃料电池之空气出口排出；在燃料电池内，氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能。

3.根据权利要求2所述的氢气发电系统，其特征在于：所述燃料电池与集气器之间安装有气压表、加湿器、加湿水泵、第二水容器及流量计；所述燃料电池、气压表、加湿器、流量计、集气器依次连接；所述第二水容器中的水为去离子水，该去离子水可在加湿水泵的驱动作用下，从加湿器之进水端进入，再从加湿器之出水口回流至第二水容器中。

4.根据权利要求2所述的氢气发电系统，其特征在于：该氢气发电系统还包括氢气输送系统，该氢气输送系统包括氢气源、氢气输入管道及氢气输出管道；所述氢气源的氢气可从氢气输入管道进入燃料电池，在燃料电池内，氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能，生成水，该生成的水及未反应的氢气再从燃料电池输出至氢气输出管道；所述氢气输出管道设置有氢水分离器，所述生成的水及未反应的氢气经氢水分离器分离后，氢气回流至所述氢气输入管道。

5.根据权利要求4所述的氢气发电系统，其特征在于：所述氢气输入管道设置有电磁阀、流量计、气压表和温度计，氢气源的氢气依次经电磁阀、流量计、气压表和温度计后进入燃料电池；所述氢气输出管道还设置有温度计、气压表和流量计，所述生成的水及未反应的氢气依次经温度计、气压表、流量计和氢水分离器后，氢气回流至氢气源之输出端。

6.根据权利要求4所述的氢气发电系统，其特征在于：所述氢气源为甲醇水制氢系统,该甲醇水制氢系统包括甲醇水储存容器、输送泵、换热器、重整器、分离装置，其中：

甲醇水储存容器，其内储存有液态的甲醇和水；

输送泵，用于将甲醇水储存容器中的甲醇和水输送至重整器之重整室；

换热器，安装于输送泵与重整器之间的输送管道上，低温的甲醇和水在换热器中，与重整室输出的高温混合气体进行换热，甲醇和水温度升高、汽化；

重整器，设有重整室及电加热器，电加热器为重整室提供热能，重整室内设有催化剂，甲醇和水在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得以二氧化碳和氢气为主的高温混合气体，该高温混合气体经换热器后，进入分离装置，该高温混合气体在换热器中，与低温的甲醇和水进行换热，混合气体温度降低；

分离装置，用于分离以二氧化碳和氢气为主的混合气体，混合气体经分离装置后，分离出氢气，该氢气从氢气输入管道进入所述燃料电池；

所述燃料电池产生的电能中，一部分电能为控制装置、水循环降温系统的水泵、空气输送系统的空气泵、输送泵及重整器的电加热器供电，余下电能输出。

7.根据权利要求6所述的氢气发电系统，其特征在于：所述换热器与重整器之间还设有补偿汽化装置，该补偿汽化装置设有电加热器，所述甲醇和水经补偿汽化装置后可进一步汽化；所述燃料电池产生的电能还为补偿汽化装置的电加热器供电。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的氢气发电系统，其特征在于：所述第一水容器中的水为去离子水，所述集水器与燃料电池之间还安装有压力表。

9.权利要求2～7中任意一项氢气发电系统的发电方法，其特征在于，包括控制水循环降温系统中各个水泵运转的步骤及控制空气输送系统中各个空气泵运转的步骤，其中：

控制水循环降温系统中各个水泵运转的步骤包括：

(1)燃料电池在电化学反应产生电的过程中，将即时温度信号反馈给控制装置；

(2)控制装置根据即时温度信号控制水循环降温系统中适当数量的水泵运转，当即时温度较低时，控制较少的水泵运转，当即时温度较高时，控制较多的水泵运转；

(3)控制装置实时侦测水循环降温系统中水泵的运转状况，当任意一个水泵运转异常时，控制装置控制该异常水泵停止运转，并控制一待机的水泵运转，或者控制其他运转中的水泵加快运转速度，以补偿因该异常水泵停止运转而减少的水流量；

控制空气输送系统中各个空气泵运转的步骤包括：

(1)燃料电池将其功率信息反馈给控制装置；

(2)控制装置根据燃料电池功率控制空气输送系统中适当数量的空气泵运转，当燃料电池功率较小时，控制较少的空气泵运转，当燃料电池功率较高时，控制较多的空气泵运转；

(3)控制装置实时侦测空气输送系统中空气泵的运转状况，当任意一个空气泵运转异常时，控制装置控制该异常空气泵停止运转，并控制一待机的空气泵运转，或者控制其他运转中的空气泵加快运转速度，以补偿因该异常空气泵停止运转而减少的空气流量。