CN101459252A - 一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池 - Google Patents

一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN101459252A
CN101459252A CNA2009100208210A CN200910020821A CN101459252A CN 101459252 A CN101459252 A CN 101459252A CN A2009100208210 A CNA2009100208210 A CN A2009100208210A CN 200910020821 A CN200910020821 A CN 200910020821A CN 101459252 A CN101459252 A CN 101459252A
Authority
CN
China
Prior art keywords
salt
end plate
carbonate
fuel cell
heating end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2009100208210A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101459252B (zh
Inventor
程健
许世森
徐越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN2009100208210A priority Critical patent/CN101459252B/zh
Publication of CN101459252A publication Critical patent/CN101459252A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101459252B publication Critical patent/CN101459252B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池，沿阳极加热端板四周开设有碳酸盐储存槽，阳极加热端板的四角加工有与碳酸盐储存槽相连通的补盐孔；双极板四角与阳极加热端板对应的补盐孔位置加工同样大小尺寸的双极板补盐孔；在电池堆运行过程中，熔融的碳酸盐可以依靠毛细作用不断补充到电解质隔膜中，提高了电池堆的运行寿命，保证电池堆的稳定运行。

Description

一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池
技术领域
本发明属于能源技术领域的燃料电池关键技术，具体涉及一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池。
背景技术
燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置，其最大特点是反应过程不涉及到燃烧，因此能量转换效率不受“卡诺循环”的限制，效率高达50％～60％，电池反应产物仅为水，没有污染物的排放。因此，燃料电池代表一种与传统能源系统完全不同的全新的能量转换方式，它不仅会以更清洁更持续的方式替代交通运输与电厂系统中广泛应用的电机装置，而且还会逐步进入便携供电系统与其他能源应用领域。
燃料电池具有能量转换效率高、污染小、用水少、占地小等突出优点，因此多年来一直成为替代传统发电厂设备的最佳选择。截至目前，世界上已有200多座磷酸燃料电池电站、50座熔融碳酸盐燃料电池电站和20多座固体氧化物燃料电池示范装置。熔融碳酸盐燃料电池可采用氢气、生物质气、天然气等气体为燃料，不需要贵金属作催化剂，可作为分布式电源和小型电站应用。
熔融碳酸盐燃料电池由电极、电解质隔膜、碳酸盐片、双极板等关键部件组成。电解质隔膜和碳酸盐片在电池堆运行时烧结在一起，熔融的碳酸盐依靠毛细作用渗入烧结好的电解质隔膜微孔内，起到阻气、传导碳酸根离子的作用。
电解质隔膜必须具有长时间容留电池中熔融碳酸盐电解质的功能，但在电池堆的实际运行过程中，存在电解质损失的问题，大大影响了电池堆的寿命和稳定运行。电解质的损失主要是由于与金属部件发生腐蚀反应，电解质的蒸发和迁移等原因。电解质的损失造成了电池内阻增大，电解质隔膜板的粗孔化，使电解质的保持力降低，加速了电解质的损失。因此为保证熔融碳酸盐燃料电池堆的长寿命和稳定运行，运行过程中的补盐技术能够使熔融碳酸盐燃料电池能够延长使用寿命，增加熔融碳酸盐燃料电池发电技术的竞争力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够解决熔融碳酸盐燃料电池运行过程中的补盐问题的大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括阳极加热端板，阴极加热端板以及密封在阳极加热端板和阴极加热端板之间的双极板，沿阳极加热端板四周开设有碳酸盐储存槽，阳极加热端板的四角加工有与碳酸盐储存槽相连通的补盐孔；双极板四角与阳极加热端板对应的补盐孔位置加工同样大小尺寸的双极板补盐孔；且在阳极加热端板的补盐孔上设置有盖帽。
本发明的碳酸盐储存槽的宽度为20-50mm，深度为2-5mm；补盐孔的直径为10-20mm；碳酸盐储存槽上设置有不锈钢盖板。
本发明在设计上考虑了熔融碳酸盐燃料电池堆电解质盐的损失原因，阳极加热端板储盐槽和双极板补盐通道结构简单合理，而且在任何缺盐的条件下，均可通过阳极加热端板的储盐槽为电池堆补盐。阳极加热端板与双极板上的补盐孔与电极之间有足够的密封空间，能够保证电池堆的密封，不存在气体泄露和短路问题。能够大大提高电池堆的寿命，保证电池堆稳定安全运行。
附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的阳极加热端板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明包括阳极加热端板1，双极板2和阴极加热端板3，沿阳极加热端板1四周开设有宽度为20-50mm，深度为2-5mm的碳酸盐储存槽4，碳酸盐储存槽4不会与端板侧面的阴极气孔相通，因此不存在燃料泄露或气体短路。阳极加热端板1的四角加工有与碳酸盐储存槽4相连通的直径为10-20mm补盐孔5；双极板2四角与阳极加热端板1对应的补盐孔位置加工同样大小尺寸的双极板补盐孔6；且在阳极加热端板1的补盐孔5上设置有盖帽7。电池堆高温运行时，放置在储盐槽4内的碳酸盐熔融后由补盐孔5下行并在毛吸作用下进入电解质隔膜；阳极加热端板补盐孔、电解质隔膜和双极板补盐孔形成电池堆的补盐通道，由储盐槽和双极板补盐孔内预置的碳酸盐为电池堆补充损失的盐。
如图2所示，阳极端板上表面加工有盐储槽、补盐孔以及燃料气体流道。电池堆装配时阳极端板表面覆盖并焊接一块与端板相同大小的不锈钢板。为保证燃料气体不泄露，本发明将阳极端板上覆盖的不锈钢板分割为两块，一块与燃料气体流道的尺寸相同，与燃料气体流道焊接在一起以保证密封；一块覆盖在盐储槽上，在电池堆运行时，可取下盖帽7向电池堆补盐。
电池堆装配时，可先在双极板四角的双极板补盐孔内预装一定量的碳酸盐片，在电池堆运行时，熔融的盐片能够靠毛细作用扩散到电解质隔膜中；电池堆长期运行后，补盐将依靠阳极端板与双极端板形成的补盐通道为电池堆补充碳酸盐。
制作时，首先应用数控工艺加工阳极加热端板，在阳极端板表面加工盐储槽和补盐孔，用数控工艺或化学腐蚀工艺加工双极板，双极板四周加工补盐孔；用一块与加热端板相同尺寸的薄不锈钢板从中间切割出与燃料流道尺寸相同的一块，覆盖并焊接在燃料气体流道上，剩余部分覆盖在盐储槽的上表面。含补盐结构的阳极加热端板、电解质隔膜、双极板补盐孔，就构成了本发明熔融碳酸盐燃料电池完整的电池堆补盐结构。

Claims (4)

1、一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池，包括阳极加热端板(1)，阴极加热端板(3)以及密封在阳极加热端板(1)和阴极加热端板(3)之间的双极板(2)，其特征在于：沿阳极加热端板(1)四周开设有碳酸盐储存槽(4)，阳极加热端板(1)的四角加工有与碳酸盐储存槽(4)相连通的补盐孔(5)；双极板(2)四角与阳极加热端板(1)对应的补盐孔位置加工同样大小尺寸的双极板补盐孔(6)；且在阳极加热端板(1)的补盐孔(5)上设置有盖帽(7)。
2、根据权利要求1所述的大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池，其特征在于：所说的碳酸盐储存槽(4)的宽度为20-50mm，深度为2-5mm。
3、根据权利要求1所述的大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池，其特征在于：所说的补盐孔(5)的直径为10-20mm。
4、根据权利要求1所述的大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池，其特征在于：所说的碳酸盐储存槽(4)上设置有不锈钢盖板(8)。
CN2009100208210A 2009-01-07 2009-01-07 一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池 Expired - Fee Related CN101459252B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100208210A CN101459252B (zh) 2009-01-07 2009-01-07 一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100208210A CN101459252B (zh) 2009-01-07 2009-01-07 一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101459252A true CN101459252A (zh) 2009-06-17
CN101459252B CN101459252B (zh) 2010-06-02

Family

ID=40769958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100208210A Expired - Fee Related CN101459252B (zh) 2009-01-07 2009-01-07 一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101459252B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102280645A (zh) * 2011-07-01 2011-12-14 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种熔融碳酸盐燃料电池双极板及其制作方法
CN104078698A (zh) * 2014-06-30 2014-10-01 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种熔融碳酸盐燃料电池电解质的储存与补偿方法
CN110911717A (zh) * 2019-12-03 2020-03-24 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种熔融碳酸盐燃料电池堆电解质补充方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689280A (en) * 1986-02-20 1987-08-25 Energy Research Corporation Fuel cell stack end plate structure
US20040121200A1 (en) * 2002-12-24 2004-06-24 Richard Johnsen Inactive end cell assembly for fuel cells for improved electrolyte management and electrical contact
US20040202921A1 (en) * 2003-04-14 2004-10-14 Gencell Corporation Apparatus and method for addition of electrolyte to fuel cells
KR100877714B1 (ko) * 2007-03-23 2009-01-09 한국과학기술연구원 용융탄산염 연료전지의 냉각용 분리판, 이를 포함하는용융탄산염 연료전지 및 상기 냉각용 분리판을 이용한용융탄산염 연료전지의 냉각 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102280645A (zh) * 2011-07-01 2011-12-14 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种熔融碳酸盐燃料电池双极板及其制作方法
CN104078698A (zh) * 2014-06-30 2014-10-01 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种熔融碳酸盐燃料电池电解质的储存与补偿方法
CN110911717A (zh) * 2019-12-03 2020-03-24 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种熔融碳酸盐燃料电池堆电解质补充方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101459252B (zh) 2010-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090012380A (ko) 고체산화물 연료전지의 단전지 및 분리판간 결합구조
CN101800326B (zh) 双电解质直接碳燃料电池及其组装方法
CN104733744A (zh) 燃料电池的金属极板、燃料电池的金属双极板、燃料电池
CN104393322A (zh) 一种能够自主排水进气的燃料电池堆
CN102723516B (zh) 一种以液态金属锡为阳极的直碳燃料电池装置
CN101459252B (zh) 一种大面积熔融碳酸盐补盐燃料电池
CN101217201A (zh) 具备气体加湿、膜水合、除水和冷却功能的单层双极板燃料电池
CN101540409A (zh) 电场-膜电极组合结构的燃料电池装置及其可逆式再生氢氧电解装置
CN202172104U (zh) 一种熔融碳酸盐燃料电池双极板
CN104716338A (zh) 一种液流电池用电极的处理方法
CN106549172B (zh) 一种自密封平板固体氧化燃料电池的连接体及制备方法
CN109904481A (zh) 固体氧化物燃料电池金属泡沫流道的阴极优化结构
CN206686115U (zh) 一种基于燃料电池的多能互补热电联产系统
CN108365238A (zh) 一种液态金属燃料电池
CN109037698A (zh) 一种可储能的高温固态氧化物燃料电池
CN101459253B (zh) 一种大面积熔融碳酸盐燃料电池
CN109755616A (zh) 具有内重整特性的中空对称结构双阴极固态燃料电池及其制备方法
KR100889263B1 (ko) 연료극 지지형 고체산화물 연료전지용 셀
CN102280645B (zh) 一种熔融碳酸盐燃料电池双极板及其制作方法
CN107039670A (zh) 电燃料储能新方法及系统
CN201956423U (zh) 一种质子交换膜燃料电池膜电极喷涂加热真空吸盘
CN2879437Y (zh) 可提高端部单电池性能的空冷型燃料电池
CN100580989C (zh) 固体炭阳极熔融碳酸盐燃料电池
CN104787763B (zh) 用于碳燃料电池的活化煤焦粉体的制备方法
JP2023519435A (ja) 溶融水酸化物直接炭素型燃料電池およびそれを含む発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100602

Termination date: 20130107

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee