CN102544560A - 多回程的板式固体氧化物燃料电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多回程的板式固体氧化物燃料电池组，属于电化学发电领域，包括：多个串联的板式单体电池和连接体，单体电池包括：烧结成一体的多孔空气电极、致密的固体电解质和多孔燃料电极，组成“三合一”结构，连接体设在单体电池燃料电极侧，连接体上开设有“环形”导气沟槽，将燃料气体环形的输入燃料电极表面。通过上述方式，本发明能够提高单位体积内电池组的发电效率和空间利用率，进而提高电池组的输出电压和输出功率，具有热量损失较小的优点。

Description

多回程的板式固体氧化物燃料电池组
技术领域
    本发明涉及电化学发电领域，特别是涉及一种多回程的板式固体氧化物燃料电池组。
背景技术
    目前，氧化物燃料电池SOFC的结构大致分为管式和平板式两类，管式SOFC电池组由一端封闭的管状单电池以串联、并联方式组装而成。每个单电池由内到外由多孔支撑管、空气电极、固体电解质薄膜和金属陶瓷阳极组成，管型SOFC一般在很高的温度下操作，主要用于固定电站系统，所以高温SOFC一般采用管型结构。平板型SOFC由空气、YSZ固体电解质、燃料电极烧结成一体，组成“三合一”结构，其间用开设导气沟槽的双极板连接，使其间相互串联构成电池组。“三合一”组件制备工艺简单，造价低，由于电流收集均匀，流经路径短，使平板型电池的输出功率密度较管式高。
但是，目前一般使用多个平板单电池依次堆迭、串联形成电池组。这种设计可以得到较高的开路电压和输出功率。但是存在并排堆叠电池组的单位体积内空间利用率不高、稳定性不高、热量损失较大的缺点；而且该结构中的流场较复杂，反应气体不能均匀的到达各个单电池的阴极和阳极，导致电池性能受到影响，进而降低电池组的输出电压和输出功率。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是现有板式固体氧化物燃料电池组单位体积内空间利用率不高、稳定性差、热量损失较大的缺点，提供一种多回程的板式固体氧化物燃料电池组，能够提高单位体积内电池组的发电效率，进而提高电池组的输出电压和输出功率，具有热量损失较小的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多回程的板式固体氧化物燃料电池组，包括：多个串联的板式单体电池和连接体，所述单体电池包括：烧结成一体的多孔空气电极、致密的固体电解质和多孔燃料电极，组成“三合一”结构，所述连接体设在单体电池阳极侧，所述连接体上开设有“环形”导气沟槽，将燃料气体环形的输入阳极表面。
在本发明一个较佳实施例中，所述单体电池采用阳极支撑型、电解质支撑型或阴极支撑型。
在本发明一个较佳实施例中，所述导气沟槽横截面形状为V型、U型、梯形或倒三角形。
在本发明一个较佳实施例中，所述连接体材料为耐高温氧化还原的金属材料、导电合金或氧化物导电陶瓷材料。
本发明的有益效果是：本发明在连接体上开设有“环形”导气沟槽，将燃料气体环形的输入阳极表面，增加了燃料气体与阳极层的接触面积，（1）具有流场均匀、电池组性能稳定的优点；（2）电池组单位体积内的空间利用率较高，易获得较高的输出电压和输出功率，且电池组的整体热量损失减小。
附图说明
图1是本发明多回程的板式固体氧化物燃料电池组一较佳实施例的立体结构示意图；
图2是本发明多回程的板式固体氧化物燃料电池组的连接体示意图；
附图中各部件的标记如下：1、连接体，11、导气沟槽，2、燃料电极，3、固体电解质，4、空气电极。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：多个串联的板式单体电池和连接体1，单体电池包括：烧结成一体的多孔空气电极4、致密的固体电解质3和多孔燃料电极2，组成“三合一”结构，连接体1设在单体电池燃料电极2侧，连接体1上开设有“环形”导气沟槽，将燃料气体环形的输入燃料电极2表面。
进一步，单体电池采用阳极支撑型、电解质支撑型或阴极支撑型。
进一步，导气沟槽11横截面形状为V型、U型、梯形或倒三角形。
进一步，连接体1材料为耐高温氧化还原的金属材料、导电合金或氧化物导电陶瓷材料。
区别于现有技术，本发明连接体1上设置环形导气沟槽11，将燃料气体环形的输入阳极2表面，增加了燃料气体与阳极2层的接触面积，使得电池组单位体积内的空间利用率较高，易获得较高的输出电压和输出功率，且电池组的整体热量损失减小，具有流场均匀、电池组性能稳定的优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种多回程的板式固体氧化物燃料电池组，包括：多个串联的板式单体电池和连接体，所述单体电池包括：烧结成一体的多孔空气电极、致密的固体电解质和多孔燃料电极，组成“三合一”结构，所述连接体设在单体电池燃料电极侧，其特征在于，所述连接体上开设有“环形”导气沟槽，将燃料气体环形的输入燃料电极表面。
2.根据权利要求1所述的多回程的板式固体氧化物燃料电池组，其特征在于，所述单体电池采用阳极支撑型、电解质支撑型或阴极支撑型。
3.根据权利要求1所述的多回程的板式固体氧化物燃料电池组，其特征在于，所述导气沟槽横截面形状为V型、U型、梯形或倒三角形。
4.根据权利要求1所述的多回程的板式固体氧化物燃料电池组，其特征在于，所述连接体材料为耐高温氧化还原的金属材料、导电合金或氧化物导电陶瓷材料。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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