氢能作为二次能源,具有清洁、高效和可再生等诸多优势,高压储氢技术存在体积能量密度低和成本高等短板,因此寻找安全高效的储氢方式,并将储氢载体中的氢能加以有效利用具有重要的研究意义。本文围绕储氢液体放氢过程和氢燃料电池的用氢发电过程展开研究,以设计和开发储氢液体催化脱氢与氢燃料电池耦合系统为研究目标,分别搭建了小型储氢液体催化供氢系统和k W级燃料电池发电系统,具体研究内容如下:选取环己烷-苯作为有机液体氢化物的放氢体系,针对小规模储氢液体催化脱氢场景进行了系统设计和搭建,测试系统的运行情况和动态响应特性,寻找系统的最佳工作点。脱氢实验表明在360°C,1.5 h-1液时空速条件下环己烷脱氢转化率可长时间稳定在99.82%,处于最佳工作条件的脱氢产物经过气液分离后环己烷和苯的总浓度低于2%,且甲烷含量低于200 ppm,经吸附净化处理后环己烷和苯可被完全去除,脱氢产物氢气可达到氢燃料电池的用氢标准。在环己烷催化脱氢与氢燃料电池耦合放电系统中,电池在脱氢产物供应条件下的平均功率比供应纯氢时低2.27%,表现出较高的稳定性。针对较大规模供电的用氢场景,提出通过氨分解制氢供应燃料电池的供能方案,对氨分解供能的k W级燃料电池系统进行设计和搭建,并建立系统的监控程序,为电堆提供运行条件。系统功能性测试结果表明,本文搭建的燃料电池系统可满足电堆运行的基本条件,电堆在不同电流密度下均可实现稳定放电,实际最大输出功率可达3.2 k W以上。氨分解反应器与氢燃料电池耦合系统运行结果表明在相同供氢条件下氨分解产物气可达到与纯氢相近的发电性能,系统的耦合放电情况较为理想,验证了氨供能燃料电池系统的可行性。