CN114725428B - 一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电*** - Google Patents

一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，包括氨存储装置、氨裂解装置、分离器、氮气储存装置、换热器Ⅰ、自动三向阀、除水器、固体氧化物燃料电池、空气压缩机、氧气储存装置、阀门、换热器Ⅱ、储电电池、用户端、燃烧室、蒸汽发生器、电化学氨合成设备以及可再生能源发电***；所述固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***执行燃料电池循环时以氨存储装置内的氨气为燃料，以固体氧化物燃料电池为发电装置，向用户端和储电电池供电；执行可再生能源循环时利用可再生能源、空气和水向用户端和储电电池供电并制备氨气。

Description

一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生 能源联合发电***
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***。
背景技术
可再生能源发电***（如光伏、风能等）具有清洁、无污染的环保优势，然而可再生能源发电***的低能源转化效率、间歇性及地域限制等缺点，限制了可再生能源发电***的发展。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell, SOFC），是一种在高温下能够直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态电化学发电装置。SOFC也可以电解模式逆运行，此时，它通常被叫做固体氧化物电解池（Solid OxideElectrolysis Cell, SOEC）。相比目前几种常见燃料电池(如质子交换膜燃料电池等)，SOFC(SOEC)采用全固态电池结构体系，其发电效率(电解效率)最高，具有突出的能量转化效率优势。目前，可查的将可再生能源发电与固体氧化物燃料电池相结合的***集中于将可再生能源发电***产生的余电转化为氢气（CN110676493A；CN210576246U），解决可再生能源发电***的余电就地消纳问题；或（CN110875711A）利用可再生能源发电***过剩的电量电解水，氢气供给SOFC发电并利用SOFC发电过程中产生的热量及尾气中的氢气制备甲醇和氧气。
发明内容
解决的技术问题：
针对现有技术的不足，本申请提供了一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，解决了目前存在的低能源转化效率、间歇性及地域限制等难题。
技术方案：
为实现上述目的，本申请通过以下技术方案予以实现：
一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，所述以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***包括氨存储装置、氨裂解装置、分离器、氮气储存装置、换热器Ⅰ、自动三向阀、除水器、固体氧化物燃料电池、空气压缩机、氧气储存装置、阀门、换热器Ⅱ、储电电池、用户端、燃烧室、蒸汽发生器、电化学氨合成设备以及可再生能源发电***；所述氨存储装置输出口与氨裂解装置的氨入口相连，氨裂解装置的输出口与分离器的输入口相连，分离器的氮气出口与氮气储存装置的输入口相连，分离器的氢气出口与连接换热器Ⅰ的低温侧入口相连，换热器Ⅰ的低温侧出口和自动三向阀的氢气入口相连，自动三向阀的氢气出口与固体氧化物燃料电池的燃料极通道a的氢气入口相连，空气压缩机的空气出口与换热器Ⅱ的空气进口通过管道相连，换热器Ⅱ的热空气出口与固体氧化物燃料电池的空气极通道c的热空气入口相连，所述空气压缩机与换热器Ⅱ之间的管道上设有氧气进口，所述氧气进口与氧气存储装置的氧气出口通过氧气管道相连，所述氧气管道上设有阀门，固体氧化物燃料电池的电力出口分别与储电电池和用户端相连，燃料极通道b的燃料极尾气出口与燃烧室的燃料极尾气入口相连，空气极通道d的空气极尾气与燃烧室的空气极尾气入口相连，所述燃烧室的高温气体出口分别与氨裂解装置的高温气体入口、换热器Ⅰ高温侧入口、换热器Ⅱ高温测入口相连；所述可再生能源发电***分别与储电电池、用户端、蒸汽发生器、电化学氨合成设备电连接，所述蒸汽发生器的水蒸气出口与固体氧化物燃料电池的燃料极通道b的水蒸气入口相连，燃料通道a的气体出口与自动三向阀的氢气出口相连，自动三向阀的氧气和水蒸气气体出口与除水器的气体入口相连，除水器的气体出口与氧存储装置的氧气入口相连，空气极通道c的氢气出口与电化学氨合成设备的氢气入口相连，氮气储存装置的输出口与电化学氨合成设备的氮气入口相连，电化学氨合成设备的出口与氨存储装置输入口相连，储电电池的电力出口分别与固体氧化物燃料电池、电化学氨合成设备电连接；所述固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***执行燃料电池循环时以氨存储装置内的氨气为燃料，以固体氧化物燃料电池为发电装置，向用户端和储电电池供电；执行可再生能源循环时利用可再生能源、空气和水向用户端和储电电池供电并制备氨气。
优选的，执行燃料电池循环时所述氨存储装置中的氨气进入氨裂解装置裂解为包含氮气和氢气的混合气，混合气经氨裂解装置的输出口进入分离器，分离器内设有透氢膜将氮气和氢气进行分离；分离器的氮气出口连接氮气储存装置入口，将分离出的氮气在氮气存储装置中存储起来；分离器的氢气出口连接换热器Ⅰ低温侧入口，将分离出的氢气在换热器Ⅰ处加热升温；氢气经换热器Ⅰ低温侧出口和自动三向阀进入固体氧化物燃料电池的燃料极通道a；同时空气进入空气压缩机提升压力后，与来自氧气存储装置的氧气汇集后，经换热器Ⅱ升温后进入固体氧化物燃料电池的空气极通道c，固体氧化物燃料电池中发生电化学反应产生电能，向外供电，一部分经储电电池存储，另一部分直接供给用户端；固体氧化物燃料电池的燃料极尾气流出至燃烧室的燃料极尾气入口，固体氧化物燃料电池的空气极尾气流出至燃烧室的空气极尾气入口，使燃料极未发生反应的燃料完全燃烧并产生高温气体；高温气体作为高温热源分成三路：燃烧室高温气体出口的高温气体第一路连接氨裂解装置供热，第二路连接至换热器Ⅰ高温侧入口加热氢气，第三路连接至换热器Ⅱ高温测入口加热空气。
优选的，执行可再生能源循环时所述可再生能源发电***作为发电设备分别向储电电池、用户端、蒸汽发生器、电化学氨合成设备供电；水经所述蒸汽发生器加热成水蒸汽，水蒸汽经燃料极通道b的水蒸气入口进入固体氧化物燃料电解池电解为氢气和氧气，氧气和水蒸汽的混合气由固体氧化物燃料电解池的燃料通道a流出，经过自动三向阀连通至除水器，除去水蒸汽之后将剩余的氧气在氧存储装置中存储起来；氢气由固体氧化物燃料电解池的空气极通道c的氢气出口流出后，进入电化学氨合成设备的氢气入口，同时氮气储存装置的输出口连接电化学氨合成设备的氮气入口，氢气和氮气在电化学氨合成设备中经电化学方法合成为氨气，合成的氨气由电化学氨合成设备出口送至氨存储装置入口，在氨存储装置中存储起来。
优选的，所述氧气存储装置出口的管路上设有阀门，用于调节氧气存储装置出口与空气压缩机出口汇集的气体比例；通过设置氧气存储装置和阀门，可以改变进入固体氧化物燃料电池的氧气浓度，按需调节固体氧化物燃料电池的性能。
优选的，所述固体氧化物燃料电池采用质子导体作为电解质材料，相比传统采用的氧离子导体，质子导体作为电解质材料可以避免在阳极出现有毒的氮氧化物，同时，提高固体氧化物燃料电池能源转化率，并在执行可再生能源循环时直接分离出高纯氢气供给电化学氨合成设备。
优选的，所述储电电池将固体氧化物燃料电池运行中、日照充足时可再生能源发电***运行中的多余电量进行储存，向电化学氨合成设备供电，极大的降低能源浪费及***成本。
优选的，所述***中设置储电电池，可以降低***中需要配置的固体氧化物燃料电池功率，降低***成本，并弥补变负荷工况时固体氧化物燃料电池响应慢的不足。
优选的，所述选用氨气作为载体，相比氢气，氨气具有更高的体积能量密度，且易于存储和运输。
优选的，所述根据场景需求的不同，所述***可以提供不同的运行模式，分别为：A、以燃料电池循环运行；B、以可再生能源循环运行，单独或者同时实现发电供给用户、向储电电池充电和制备氨气；C、燃料电池、储电电池和可再生能源发电同时进行，满足用户负荷较大且变化较快的场景。
优选的，所述质子导体为BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ(BZCY)，氧离子导体为YSZ。
有益效果：
本申请提供了一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，具备以下有益效果：
1、该***以氨气为载体，相比氢气，氨含氢密度高，且易于存储和运输。
2、相比碳氢燃料（如甲烷、甲醇等），氨不含碳，且在SOFC的工作温度范围内极易热裂解为高纯的氢气，避免了碳氢燃料在燃料电池阳极可能发生的积碳、硫中毒等问题，保证了***的高稳定性。
3、将可再生能源发电***的余电通过SOEC电解以及氨电化学合成装置转化为氨气，所产生的氨气可就地储存作为SOFC的燃料也可作为单独的化学品远程运送至其它地区。
4、相比其它固体氧化物燃料电池与可再生能源联合***，该***具有无污染、无碳排放、能量转化效率高、应用场景灵活等优势。
附图说明
图1为本申请以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***结构示意图。
附图标记说明：1、氨存储装置，2、氨裂解装置，3、分离器，4、氮气储存装置，5、换热器Ⅰ，6、自动三向阀，7、固体氧化物燃料电池，8、空气压缩机，9、换热器Ⅱ，10、阀门，11、氧气储存装置，12、储电电池，13、用户端，14、燃烧室，15、蒸汽发生器，16、除水器，17、电化学氨合成设备，18、可再生能源发电***。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。以下描述的实施例仅用于解释本发明，并非对本发明任何形式上和实质上的限制。
实施例1：
如图1所示，以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，包括氨存储装置1、氨裂解装置2、分离器3、氮气储存装置4、换热器Ⅰ5、自动三向阀6、固体氧化物燃料电池7、空气压缩机8、换热器Ⅱ9、阀门10、氧气储存装置11、储电电池12、用户端13、燃烧室14、蒸汽发生器15、除水器16、电化学氨合成设备17以及可再生能源发电***18；所述氨存储装置1输出口与氨裂解装置2的氨入口相连，氨裂解装置2的输出口与分离器3的输入口相连，分离器3的氮气出口与氮气储存装置4的输入口相连，分离器3的氢气出口与连接换热器Ⅰ5的低温侧入口相连，换热器Ⅰ5的低温侧出口和自动三向阀6的氢气入口相连，自动三向阀6的氢气出口与固体氧化物燃料电池7的燃料极通道a的氢气入口相连，空气压缩机8的空气出口与换热器Ⅱ9的空气进口通过管道相连，换热器Ⅱ9的热空气出口与固体氧化物燃料电池7的空气极通道c的热空气入口相连，所述空气压缩机8与换热器Ⅱ9之间的管道上设有氧气进口，所述氧气进口与氧气存储装置11的氧气出口通过氧气管道相连，所述氧气管道上设有阀门10，固体氧化物燃料电池7的电力出口分别与储电电池12和用户端13相连，燃料极通道b的燃料极尾气出口与燃烧室14的燃料极尾气入口相连，空气极通道d的空气极尾气与燃烧室14的空气极尾气入口相连，所述燃烧室14的高温气体出口分别与氨裂解装置2的高温气体入口、换热器Ⅰ5高温侧入口、换热器Ⅱ9高温测入口相连；所述可再生能源发电***18分别与储电电池12、用户端13、蒸汽发生器15、电化学氨合成设备17电连接，所述蒸汽发生器15的水蒸气出口与固体氧化物燃料电池7的燃料极通道b的水蒸气入口相连，燃料通道a的气体出口与自动三向阀6的氢气出口相连，自动三向阀6的氧气和水蒸气气体出口与除水器16的气体入口相连，除水器16的气体出口与氧存储装置11的氧气入口相连，空气极通道c的氢气出口与电化学氨合成设备17的氢气入口相连，氮气储存装置4的输出口与电化学氨合成设备17的氮气入口相连，电化学氨合成设备17的出口与氨存储装置1输入口相连，储电电池12的电力出口分别与固体氧化物燃料电池7、电化学氨合成设备17电连接；所述固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***执行燃料电池循环时以氨存储装置1内的氨气为燃料，以固体氧化物燃料电池7为发电装置，向用户端13和储电电池12供电；执行可再生能源循环时利用可再生能源、空气和水向用户端13和储电电池12供电并制备氨气。
所述氧气存储装置11出口的管路上设有阀门10，用于调节氧气存储装置11出口与空气压缩机8出口汇集的气体比例；通过设置氧气存储装置11和阀门10，可以改变进入固体氧化物燃料电池7的氧气浓度，按需调节固体氧化物燃料电池7的性能。
所述固体氧化物燃料电池7采用质子导体作为电解质材料，相比传统采用的氧离子导体，质子导体作为电解质材料可以避免在阳极出现有毒的氮氧化物，同时，提高固体氧化物燃料电池能源转化率，并在执行可再生能源循环时直接分离出高纯氢气供给电化学氨合成设备17。所述质子导体为BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ(BZCY)，氧离子导体为YSZ。
所述***中设置储电电池12，可以降低***中需要配置的固体氧化物燃料电池7功率，降低***成本，并弥补变负荷工况时固体氧化物燃料电池7响应慢的不足。所述储电电池12将固体氧化物燃料电池7运行中、日照充足时可再生能源发电***18运行中的多余电量进行储存，向电化学氨合成设备17供电，极大的降低能源浪费及***成本。
所述选用氨气作为载体，相比氢气，氨气具有更高的体积能量密度，且易于存储和运输。
所述根据场景需求的不同，所述***可以提供不同的运行模式，分别为：A、以燃料电池循环运行；B、以可再生能源循环运行，单独或者同时实现发电供给用户、向储电电池充电和制备氨气；C、燃料电池、储电电池和可再生能源发电同时进行，满足用户负荷较大且变化较快的场景。
实施例2：
如实施例1所述的以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，执行燃料电池循环时所述氨存储装置1中的氨气进入氨裂解装置2裂解为包含氮气和氢气的混合气，混合气经氨裂解装置2的输出口进入分离器3，分离器3内设有透氢膜将氮气和氢气进行分离；分离器3的氮气出口连接氮气储存装置4入口，将分离出的氮气在氮气存储装置4中存储起来；分离器3的氢气出口连接换热器Ⅰ5低温侧入口，将分离出的氢气在换热器Ⅰ5处加热升温；氢气经换热器Ⅰ5低温侧出口和自动三向阀6进入固体氧化物燃料电池7的燃料极通道a；同时空气进入空气压缩机8提升压力后，与来自氧气存储装置11的氧气汇集后，经换热器Ⅱ9升温后进入固体氧化物燃料电池7的空气极通道c，固体氧化物燃料电池7中发生电化学反应产生电能，向外供电，一部分经储电电池12存储，另一部分直接供给用户端13；固体氧化物燃料电池7的燃料极尾气流出至燃烧室14的燃料极尾气入口，固体氧化物燃料电池7的空气极尾气流出至燃烧室14的空气极尾气入口，使燃料极未发生反应的燃料完全燃烧并产生高温气体；高温气体作为高温热源分成三路：燃烧室14 高温气体出口的高温气体第一路连接氨裂解装置2供热，第二路连接至换热器Ⅰ5高温侧入口加热氢气，第三路连接至换热器Ⅱ9高温测入口加热空气。
实施例3：
如实施例1所述的以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，执行可再生能源循环时所述可再生能源发电***18作为发电设备分别向储电电池12、用户端13、蒸汽发生器15、电化学氨合成设备17供电；水经所述蒸汽发生器15加热成水蒸汽，水蒸汽经燃料极通道b的水蒸气入口进入固体氧化物燃料电解池7电解为氢气和氧气，氧气和水蒸汽的混合气由固体氧化物燃料电解池7的燃料通道a流出，经过自动三向阀6连通至除水器16，除去水蒸汽之后将剩余的氧气在氧存储装置11中存储起来；氢气由固体氧化物燃料电解池7的空气极通道c的氢气出口流出后，进入电化学氨合成设备17的氢气入口，同时氮气储存装置4的输出口连接电化学氨合成设备17的氮气入口，氢气和氮气在电化学氨合成设备17中经电化学方法合成为氨气，合成的氨气由电化学氨合成设备17出口送至氨存储装置1入口，在氨存储装置1中存储起来。
上述是结合实施例对本发明作出的详细说明，但是本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，本领域技术人员根据本发明的启示，不脱离本发明核心指导思想所作出的改进、替换、修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：所述以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***包括氨存储装置(1)、氨裂解装置(2)、分离器(3)、氮气储存装置(4)、换热器Ⅰ(5)、自动三向阀(6)、固体氧化物燃料电池(7)、空气压缩机(8)、换热器Ⅱ(9)、阀门（10）、氧气储存装置(11)、储电电池(12)、用户端（13）、燃烧室(14)、蒸汽发生器(15)、除水器(16)、电化学氨合成设备(17) 以及可再生能源发电***(18)；所述氨存储装置(1)输出口与氨裂解装置(2)的氨入口相连，氨裂解装置(2)的输出口与分离器(3)的输入口相连，分离器(3)的氮气出口与氮气储存装置(4)的输入口相连，分离器(3)的氢气出口与连接换热器Ⅰ(5)的低温侧入口相连，换热器Ⅰ(5)的低温侧出口和自动三向阀(6)的氢气入口相连，自动三向阀(6)的氢气出口与固体氧化物燃料电池(7)的燃料极通道a的氢气入口相连，空气压缩机（8）的空气出口与换热器Ⅱ(9)的空气进口通过管道相连，换热器Ⅱ(9)的热空气出口与固体氧化物燃料电池(7)的空气极通道c的热空气入口相连，所述空气压缩机（8）与换热器Ⅱ(9)之间的管道上设有氧气进口，所述氧气进口与氧气存储装置(11)的氧气出口通过氧气管道相连，所述氧气管道上设有阀门(10)，固体氧化物燃料电池（7）的电力出口分别与储电电池(12)和用户端(13)相连，燃料极通道b的燃料极尾气出口与燃烧室(14)的燃料极尾气入口相连，空气极通道d的空气极尾气与燃烧室(14)的空气极尾气入口相连，所述燃烧室(14)的高温气体出口分别与氨裂解装置(2)的高温气体入口、换热器Ⅰ(5)高温侧入口、换热器Ⅱ(9)高温测入口相连；所述可再生能源发电***(18)分别与储电电池(12)、用户端(13)、蒸汽发生器(15)、电化学氨合成设备(17)电连接，所述蒸汽发生器(15)的水蒸气出口与固体氧化物燃料电池(7)的燃料极通道b的水蒸气入口相连，燃料通道a的气体出口与自动三向阀(6)的氢气出口相连，自动三向阀(6)的氧气和水蒸气气体出口与除水器(16)的气体入口相连，除水器(16)的气体出口与氧气存储装置(11)的氧气入口相连，空气极通道c的氢气出口与电化学氨合成设备(17)的氢气入口相连，氮气储存装置(4)的输出口与电化学氨合成设备(17)的氮气入口相连，电化学氨合成设备(17)的出口与氨存储装置(1)输入口相连，储电电池(12)的电力出口分别与固体氧化物燃料电池(7)、电化学氨合成设备(17)电连接；所述固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***执行燃料电池循环时以氨存储装置(1)内的氨气为燃料，以固体氧化物燃料电池（7）为发电装置，向用户端（13）和储电电池(12)供电；执行可再生能源循环时利用可再生能源、空气和水向用户端（13）和储电电池(12)供电并制备氨气。
2.根据权利要求1所述以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：执行燃料电池循环时所述氨存储装置(1)中的氨气进入氨裂解装置(2)裂解为包含氮气和氢气的混合气，混合气经氨裂解装置(2)的输出口进入分离器(3)，分离器(3)内设有透氢膜将氮气和氢气进行分离；分离器(3)的氮气出口连接氮气储存装置(4)入口，将分离出的氮气在氮气储存装置(4)中存储起来；分离器(3)的氢气出口连接换热器Ⅰ(5)低温侧入口，将分离出的氢气在换热器Ⅰ(5)处加热升温；氢气经换热器Ⅰ(5)低温侧出口和自动三向阀(6)进入固体氧化物燃料电池(7)的燃料极通道a；同时空气进入空气压缩机(8)提升压力后，与来自氧气存储装置(11)的氧气汇集后，经换热器Ⅱ(9)升温后进入固体氧化物燃料电池(7)的空气极通道c，固体氧化物燃料电池(7)中发生电化学反应产生电能，向外供电，一部分经储电电池(12)存储，另一部分直接供给用户端(13)；固体氧化物燃料电池(7)的燃料极尾气流出至燃烧室(14)的燃料极尾气入口，固体氧化物燃料电池(7)的空气极尾气流出至燃烧室(14) 的空气极尾气入口，使燃料极未发生反应的燃料完全燃烧并产生高温气体；高温气体作为高温热源分成三路：燃烧室(14) 高温气体出口的高温气体第一路连接氨裂解装置(2)供热，第二路连接至换热器Ⅰ(5)高温侧入口加热氢气，第三路连接至换热器Ⅱ(9)高温测入口加热空气。
3.根据权利要求1所述以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：执行可再生能源循环时所述可再生能源发电***(18)作为发电设备分别向储电电池(12)、用户端(13)、蒸汽发生器(15)、电化学氨合成设备(17)供电；水经所述蒸汽发生器(15)加热成水蒸汽，水蒸汽经燃料极通道b的水蒸气入口进入固体氧化物燃料电池（7）电解为氢气和氧气，氧气和水蒸汽的混合气由固体氧化物燃料电池（7）的燃料通道a流出，经过自动三向阀(6)连通至除水器(16)，除去水蒸汽之后将剩余的氧气在氧气存储装置(11)中存储起来；氢气由固体氧化物燃料电池（7）的空气极通道c的氢气出口流出后，进入电化学氨合成设备(17)的氢气入口，同时氮气储存装置(4) 的输出口连接电化学氨合成设备(17)的氮气入口，氢气和氮气在电化学氨合成设备(17)中经电化学方法合成为氨气，合成的氨气由电化学氨合成设备(17)出口送至氨存储装置(1)入口，在氨存储装置(1)中存储起来。
4.根据权利要求1所述以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：所述氧气存储装置(11)出口的管路上设有阀门(10)，用于调节氧气存储装置(11)出口与空气压缩机(8)出口汇集的气体比例；通过设置氧气存储装置(11)和阀门(10)，可以改变进入固体氧化物燃料电池(7)的氧气浓度，按需调节固体氧化物燃料电池(7)的性能。
5.根据权利要求1所述的以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：所述固体氧化物燃料电池(7)采用质子导体作为电解质材料，相比传统采用的氧离子导体，质子导体作为电解质材料可以避免在阳极出现有毒的氮氧化物，同时，提高固体氧化物燃料电池能源转化率，并在执行可再生能源循环时直接分离出高纯氢气供给电化学氨合成设备(17)。
6.根据权利要求1所述的以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：所述储电电池(12)将固体氧化物燃料电池(7)运行中、日照充足时可再生能源发电***(18)运行中的多余电量进行储存，向电化学氨合成设备(17)供电，极大的降低能源浪费及***成本。
7.根据权利要求1所述的以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：所述***中设置储电电池(12)，可以降低***中需要配置的固体氧化物燃料电池(7)功率，降低***成本，并弥补变负荷工况时固体氧化物燃料电池(7)响应慢的不足。
8.根据权利要求1所述的以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：所述选用氨气作为载体，相比氢气，氨气具有更高的体积能量密度，且易于存储和运输。
9.根据权利要求1所述的以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：所述根据场景需求的不同，所述***可以提供不同的运行模式，分别为：A、以燃料电池循环运行；B、以可再生能源循环运行，单独或者同时实现发电供给用户、向储电电池充电和制备氨气；C、燃料电池、储电电池和可再生能源发电同时进行，满足用户负荷较大且变化较快的场景。
10.根据权利要求5所述的以氨气为载体的零碳排放固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电***，其特征在于：所述质子导体为BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ(BZCY)，氧离子导体为YSZ。
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