CN102593493B - 固体氧化物燃料电池 - Google Patents

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Abstract

一种具有明显增加的电极比面积的高效固体氧化物燃料电池包括多个首尾相接的单体电池。每一个单体电池包括电解质块，其具有在相对侧端和顶端开口的多个沟道和与沟道连通的多个第一通道，附接在电解质块上用于封闭沟道顶部的封板，该封板具有连通沟道的多个第二通道，以及交替设置在沟道内的多个空气电极和燃料电极。固体氧化物燃料电极还包括附接在单体电池的第一侧边的第一侧板，用于封闭沟道的第一侧端，以及附接在单体电池的第二侧边的第二侧板，用于封闭沟道的第二侧边。

Description

固体氧化物燃料电池
本申请是2009年5月8日提交的，申请号为200780041560.X，名称为“固体氧化物燃料电池”的发明申请的分案申请。
技术领域
本申请涉及固体氧化物燃料电池以及，更特定地，涉及具有显著增加的电极比面积(electrode area per volume)的高效固体氧化物燃料电池。
背景技术
燃料电池涉及电化学地引起燃料的氧化反应并将氧化反应中产生的自由能转化成电能。这种燃料电池已经发展出多种类型和结构，包括磷酸盐燃料电池、聚合物电解质燃料电池、熔化碳酸盐燃料电池以及固体氧化物燃料电池。
这种固体氧化物燃料电池在大约600到1000℃的高温下运行，从而产生电能和热能。因此在进一步发展的燃料电池中，这种固体氧化物燃料电池展现出最高的能量转化效率。由于能量转化效率的增加，如果固体氧化物燃料电池投入实际应用，其将能够替换现有的能量转化器件。而且，如果在固体燃料电池中使用氢作为燃料，减少二氧化碳(CO2)的排放成为可能。因此，可以期待固体氧化物燃料电池作为能源用在未来能量体系中。
同时，固体氧化物燃料电池具有优势，因为其能够使用天然气、煤气等以及氢气。这是因为固体氧化物燃料电池是在高温下运行并且因此可以在燃料电极(即阳极)上发生反应。与熔化碳酸盐燃料电池不同，固体氧化物燃料电池并不使用液体电解质并且由于不存在材料腐蚀、电解质损耗以及电解质补充的问题而具有优势。从固体氧化物燃料电池散出的高质量废热能够在混合发电中得到恢复和使用，从而增加整个发电系统的效率。
原则上，固体氧化物燃料电池由单体电池组成，每一个电池包括氧离子导电电解质层、空气电极(即阴极)和燃料电极，后两者设置在前者的相对面上。如果空气和氢气燃料施加到单体电池的电极上，氧的还原反应发生在空气电极上从而产生氧离子。氧离子通过电解质层移动到燃料电极并且与施加到燃料电池的氢发生反应，从而产生水。同时，电子在燃料电极上产生并且在空气电极上消耗。因此，在燃料电极和空气电极的互联中产生电流。
在这种固体氧化物燃料电池中，电解质层需要拥有足够大的离子传导率以允许氧离子通过。为了减少氧离子通过的阻力，还可以要求电解质层形成为薄膜，其在保证机械耐用性的范围内具有最小的可能厚度。
按照燃料电池组的类型，固体氧化物燃料电池大致分为两种，即管状固体氧化物燃料电池和平面固体氧化物燃料电池。管状固体氧化物燃料电池可以在大量专利文献中找到，包括KR10-0286779B和KR10-0344936B。平面固体氧化物燃料电池在例如KR2000-0059837A。
平面固体氧化物燃料电池可以分成自支撑型燃料电池和支撑体型燃料电池。通过在至少有约200μm厚的电解质衬底的相对侧上涂敷几十微米厚的阳极和阴极来制造自支撑型燃料电池的单体电池。通过在有1到2mm厚的多孔电极支撑体上形成约20μm厚的薄的电解质膜来制造支撑体型燃料电池的单体电池。
然而，包括上述专利文献公开的平面固体氧化物燃料电池在内的传统固体氧化物燃料电池面临着许多棘手的问题，因为其难以减少电解质层的厚度和扩大电极区域从而保证高效发电。例如，当电极表面涂敷电解质并且对其热处理以减少电解质层的厚度时，由于电极材料和离子导电材料在热性能上的差异导致了更多的内部缺陷。特别地，电解质涂层和热处理引起缺陷，即在电极材料上形成的电解质层中产生的小针孔，以及另一个缺陷，即燃料通过针孔与空气直接接触，从而减少了能量转化效率。在电极和电解质层共熔时会有一个问题，电解质层的属性因电极和电解质层之间的反应而改变，这导致电解质层的离子传导率下降。
为了增加固体氧化物燃料电池的输出功率，需要以能够具有大的面积的组合燃料电池组的方式来对多个单体电池进行互连。尽管在连接单体电池中使用金属，但是仍然存在问题，因为电极构造材料即陶瓷和电池连接金属之间的热膨胀系数的差别会导致固体氧化物燃料电池耐用性的损害。特别是，存在这样的问题，固体氧化物燃料电池可能会被燃料电池快速激活和去激活时不断增加的热应力破坏。
发明内容
技术问题
考虑到现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种固体氧化物燃料电池，其能够通过使用一种结构，使得电极比面积获得大大增加并且因此展示出高效率，该结构中，在电解质块中形成沟道，在该电解质块的每一个沟道中设置空气电极和燃料电极。
本发明的另一个目的是提供一种固体氧化物燃料电池，其能够通过减少电解质块的厚度来大大增强离子传导率、减少离子流动电阻和明显降低工作温度。
本发明的又一个目的是提供一种固体氧化物燃料电池，其中燃料电池组的单体电池通过同一种材料连接，从而由于阻止可能由热应力引起的燃料电池组的泄漏使得耐用性和可靠性获得提高。
本发明的又一个目的是提供一种固体氧化物燃料电池，其能够由于对单体电池和燃料电池组的结构简单化而轻易制造成小尺寸并且具有减轻的重量。
技术方案
在本发明的一个方面中，提供一种固体氧化物燃料电池，包含：电解质块，其包括平面基底部分以及形成在基底部分的第一表面上的多个墙部分，其中在相对侧端和顶端开口的多个沟道限定在墙部分之间；附接在电解质块上的封板，用于封闭沟道的顶部；以及多个空气电极和燃料电极，其交替设置在导引空气和燃料流通的沟道内。
在本发明的另一个方面中，提供一种固体氧化物燃料电池，包含：多个单体电池，其设置为首尾相接，每一个单体电池包括电解质块，电解质块具有在相对侧端和顶端开口的多个沟道和与沟道连通的多个第一通道，附接在电解质块上用于封闭沟道顶部的封板，该封板具有连通沟道的多个第二通道，以及交替设置在导引空气和燃料流通的沟道内的多个空气电极和燃料电极；附接在单体电池的第一侧边的第一侧板，用于封闭沟道的第一侧端；以及附接在单体电池的第二侧边的第二侧板，用于封闭沟道的第二侧边。
在本发明的又一个方面中，提供一种固体氧化物燃料电池，包含：最上面的电池、最下面的电池以及至少一个中间电池，每一个最上面、最下面和中间的电池包括具有交替封闭第一侧端的多个沟道的电解质块，附接在电解质块上的封板，用于封闭沟道的顶部，以及交替设置在沟道内的多个空气电极和燃料电极；附接在中间电池的第一侧边上的第一侧板，用于封闭形成在中间电池的电解质块中的沟道的第一侧端；以及附接在中间电池的第二侧边上的第二侧板，用于封闭形成在中间电池的电解质块中的沟道的第二侧端，其中，与沟道连通的多个第一通道形成在每一个最上面电池和中间电池的电解质块的第一侧边中，以及其中，与沟道连通的多个第二通道形成在中间电池的封板的第一侧边中。
在本发明的又一个方面中，提供一种固体氧化物燃料电池，包含：最上面电池、最下面电池和至少一个中间电池，每一个最上面、最下面和中间的电池包括具有交替封闭第一侧端的多个沟道的电解质块，以及交替设置在沟道内的多个空气电极和燃料电极；附接在最上面电池的顶部上的封板，用于封闭形成在最上面电池的电解质块中的沟道的顶部；附接在中间电池的第一侧边上的第一侧板，用于封闭形成在中间电池的电解质块中的沟道的第一侧端；以及附接在中间电池的第二侧边上的第二侧板，用于封闭形成在中间电池的电解质块中的沟道的第二侧端，其中，与沟道连通的多个通道形成在每一个最上面电池和中间电池的电解质块的第一侧端部。
在本发明的又一个方面中，提供一种固体氧化物燃料电池，包含：电解质块，其具有形成在第一主面上的多个第一沟道和形成在第二主面上的多个第二沟道，第二沟道交插在第一沟道中；附接在电解质块的第一主面上的第一封板，用于封闭第一沟道，第一封板具有沿相对侧边形成的第一和第二通道，其以连通第一沟道的相对侧端的方式形成；附接在电解质块的第二主面上的第二封板，用于封闭第二沟道，第二封板具有沿相对侧边形成的第三和第四通道，其以连通第二沟道的相对侧端的形式形成；形成在第一沟道中的多个空气电极；以及形成在第二沟道中的多个燃料电极。
有益效果
在本发明的固体氧化物燃料电池中，通过使用一种结构有可能大大增加电极比面积并因此保证高效率，该结构中，沟道形成在电解质块中，空气电极和燃料电极设置在每一个电解质块的沟道中。通过减少电解质块的厚度，还可能大大提高离子传导率、减少离子流通阻力和明显降低工作温度。而且，由于燃料电池组的单体电池由同一种材料连接，耐用性和可靠性通过阻止可能由热应力引起的对燃料电池组的损害而获得提高。另外，具有增加容量的发电系统能够通过对单体电池和燃料电池组的简单化而容易实现小尺寸和减轻的重量。
附图说明
图1是示出依据本发明的固体氧化物燃料电池的第一实施方式的透视图。
图2是沿图1中的II-II线的截面图。
图3是沿图1中的III-III线的截面图。
图4是示出依据本发明的固体氧化物燃料电池的第二实施方式的透视图。
图5是示出在依据本发明的第二实施方式的固体氧化物燃料电池中的空气和燃料流动的截面图。
图6是示出依据本发明的固体氧化物燃料电池的第三实施方式的透视图。
图7是示出在依据本发明的第三实施方式的固体氧化物燃料电池中的空气和燃料流动的截面图。
图8是示出依据本发明的固体氧化物燃料电池的第四实施方式的透视图。
图9是示出在依据本发明的第四实施方式的固体氧化物燃料电池中的空气和燃料流动的截面图。
图10是示出依据本发明的固体氧化物燃料电池的第五实施方式的透视图。
图11是沿图10中的XI-XI线的截面图。
图12是沿图10中的XII-XII线的截面图。
图13是沿图10中的XIII-XIII线的截面图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述依据本发明的固体氧化物燃料电池的优选实施方式。
图1到3所示为依据本发明的固体氧化物燃料电池的第一实施方式。参考图1和2，第一实施方式的固体氧化物燃料电池包括电解质块10，其可以由例如氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、CeO2基电解质、Bi2O3基电解质、LaGaO3基电解质等离子导电材料构成。
电解质块10由平面基底部分12和以相等间距设置在基底部分12的一个表面上的多个墙部分14组成。具有开口侧端和开口顶端的多个沟道16限定在墙部分14之间。每一个墙部分14可以形成为具有几十微米的厚度。每一个沟道16可以具有约30倍于其宽度的深度。例如，如果每一个墙部分14制造成具有50μm的厚度，那么其深度可以是大概1500μm。
封板20以覆盖沟道16的方式连接在电解质块10的顶部。封板20可以由类似电解质块10、玻璃、玻璃陶瓷等电解质构成。电解块10和封板20可以在高温和高压下直接互相绑定，也可以通过例如玻璃陶瓷等密封剂密封。
共同参考图1到3，空气电极30和燃料电池40交替设置在沟道16中。空气电极30和燃料电极40可以通过电化学气相沉积法形成。可选地，空气电极30和燃料电极40可以以糊状涂敷。在形成空气电极30和燃料电极40时可以使用各种材料。典型的例子，空气电极30可以由LaSrMnO3构成和燃料电极40可以由Ni-YSZ金属陶瓷构成。
如图3所示，如上配置的第一实施方式的固体氧化物燃料电池，空气，即氧气(O2)施加到形成有空气电极30的沟道16，而例如氢气(H2)的燃料施加到设置有燃料电池40的沟道16。尽管图3示出空气和燃料以相反的方向沿着空气电极30和燃料电极40流动，然而空气和燃料的流动方向仅为了示意性目的示出并且可以被任意选择。
在空气供应的基础上，在空气电极30中发生还原反应从而产生氧离子。在通过电解质块10的墙部分14移动到燃料电极40后，氧离子与施加到燃料电极40上的氢气发生反应，从而产生水。同时，氧气分子被空气电极30中的电子离子化，在该过程中电子被消耗。氧离子通过与燃料电池40中的氢气反应而被氧化，在该过程中产生电子。如果空气电极30和燃料电极40互相连接，电子将流动从而产生电流。空气电极30和燃料电极40可以连接到总线或电流收集器。
如上所述，依据本发明的第一实施方式的固体氧化物燃料电池使用一种结构，其中空气电极30和燃料电极40形成在电解质块10的沟道16中。这有助于减少墙部分14即电解质层的厚度，从而空气电极30和燃料电极40的面积能够增加，同时提高离子传导率。因此，依据本发明的第一实施方式的固体氧化物燃料电池能够完成高效发电。而且，电解质层厚度的减少导致离子流通阻力的减少，从而明显减少燃料电池的工作温度。因此，本发明的固体氧化物燃料电池能够有利于用作便携电子设备和小尺寸电子装置的电源。
附图4和5所示为依据本发明的固体氧化物燃料电池的第二实施方式。参考图4和5，第二实施方式的固体氧化物燃料电池包括多个单体电池100，其中的每一个由电解质块110、封板120、空气电极130和燃料电极140组成。电解质110设置有基底部分112、墙部分114和沟道116。因为基底112、墙部分114、沟道116、封板120、空气电极130和燃料电极140具有与第一实施方式的固体氧化物燃料电池使用的相应部件相同的配置，所以在此将不再描述。
单体电池100设置在另一个顶部从而形成固体氧化物燃料电池组150。多个第一通道118形成在电解质块110的基底部分112的一侧，各个电池的沟道116通过多个第一通道118互相连通。尽管图3和图4示出第一通道118通过在基底部分112的一端来部分地剪切以形成剪切槽，然而它们也可以通过在靠近基底部分112的一端以孔的形式形成。此外，尽管图中显示的是单体电池100包括两个电池，即上电池100a和下电池100b，单体电池100的数量可以任意增加。
形成在上和下电池100a和100b的基底部分112中的第一通道118设置为互相对角面对，从而上电池100a的沟道116能够借此与下电池100b的通道116连通。连通沟道116的多个第二通道122形成在封板120的与具有第一通道118的基底部分112的端部的对角相对端。第一通道118和第二通道122设置成空气和燃料能够沿着上和下电池100a和100b的空气电极130和燃料电极140呈Z字型流动。
第一侧板160和第二侧板162设置在燃料电池组150的相对侧表面上从而能够封闭单体电池100的沟道116。第一侧板160和第二侧板162可以由电解质、玻璃或玻璃陶瓷构成。
在如上所配置的第二实施方式的固体氧化物燃料电池中，空气施加到其中形成有空气电极130的沟道116上，并且例如氢气的燃料施加到其中形成有燃料电极140的沟道116上。空气和燃料沿着第一通道118、第二通道122、空气电极130和燃料电极140呈Z字型流动。
因为第二实施方式的固体氧化物燃料电池组150配置成单体电池100头尾相接，有可能大大增加空气电极130和燃料电极140的面积，即电极面积，从而进行高效发电。另外，封板120由与每一个单体电池100的电解质块110的热膨胀系数没有差别的材料形成。这样，燃料电池组150展现出提高的耐用性和可靠性，因为燃料电池组150的单体电池100使用同一种材料互相绑定在一起。而且，如果封板120和第一和第二侧板160和162由玻璃或玻璃陶瓷制成，那么它们和电解质块110之间的热膨胀系数的差异变得远小于使用金属支撑它们时的得到情况。因此，即使反复运行时，第二实施方式的固体氧化物燃料电池能防止可能由于热应力带来的损害。由于单体电池100和燃料电池组150结构上是简单的，具有增加容量的发电系统能够容易实现小尺寸和减轻的重量。
图6和7所示为依据本发明的固体氧化物燃料电池的第三实施方式。参考图6和7，第三实施方式的固体氧化物燃料电池包括多个单体电池200、其中的每一个由电解质块210、封板230、空气电极240和燃料电极250组成。电解质块210设置有基底部分212、墙部分214和沟道216。因为基底212、墙部分214、沟道216、封板230、空气电极240和燃料电极250具有与第一实施方式的固体氧化物燃料电池使用的相应部件相同的配置，所以在此将不再描述。
电解质块210的两个相邻墙部分214通过边墙部分220连接一侧，从而沟道216可以在相对侧交替闭合。也就是说，通过使用边墙部分220，墙部分214在其相对侧以Z字型连接，从而以交替的方式闭合每一个沟道216的一侧。
单体电池200首尾相连设置以形成固体氧化物燃料电池组260。单体电池200包括最上面电池200a、最下面电池200b和设置在最上面电池200a和最下面电池200b之间的至少一个中间电池200c。以实例的方式，图6和图7示出只有一个中间电池200c设置在最上面和最下面电池200a和200b之间。
第一通道218形成在最上面电池200a和中间电池200c的基底部分212上，位于边墙部分220的相对位置上并且互相呈对角相对的关系。连通沟道216的第二通道232形成在中间电池200c的封板230的对角相对端，远离具有第一通道218的基底部分212的端部。第一通道218和第二通道232设置成空气和燃料可以沿着最下面电池200b和中间电池200c的空气电极240和燃料电极250以Z字型流动。尽管图6和7示出第一通道218和第二通道232形成为孔，但是它们可以通过部分切割封板230和基底部分212的一侧从而形成剪切槽。
第一侧板270和第二侧板272附接在燃料电池组260的相对侧表面上从而它们可以封闭中间电池200c的沟道216。第一和第二侧板270和272可以由电解质、玻璃或玻璃陶瓷制成。
在如上配置的第三实施方式的固体氧化物燃料电池中，空气施加到其中形成有空气电极240的沟道216上，燃料，即氢气，施加到其中形成有燃料电极250的沟道216上。空气和燃料沿第一通道218、第二通道232、空气电极240和燃料电极250以Z字型流动。尽管图7示出通过最下面电池200b的沟道216施加，但是它们可以通过最上面电池200a的沟道216流入。这样，第一通道218需要从最下面电池200b中去除并且以形成在最上面电池200a的基底部分212代替。
因为第三实施方式的固体氧化物燃料电池组260配置成单体电池200首尾相连的设置，有可能大大增加电极区域，从而进行高效发电和提高耐用性和可靠性，就像第二实施方式中的情况。由于单体电池200和燃料电池组260结构上简单化，具有增加的容量的发电系统能够容易实现小尺寸和减少的重量。
图8和9所示为依据本发明的固体氧化物燃料电池的第四实施方式。参考图8和9，第四实施方式的固体氧化物燃料电池包括多个单体电池300、其中的每一个由电解质块310、空气电极340和燃料电极350组成。电解质块310设置有基底部分312、墙部分314和沟道316。因为基底312、墙部分314、沟道316、空气电极340和燃料电极350具有与第一实施方式的固体氧化物燃料电池使用的相应部件相同的配置，所以在此将不再描述。
电解质块310的两个相邻墙部分314通过边墙部分320连接一侧，从而沟道316可以在相对侧交替闭合。也就是说，通过使用边墙部分320，墙部分314在其相对侧以Z字型连接，从而以交替的方式闭合每一个沟道316的一侧。
单体电池300首尾相连设置以形成固体氧化物燃料电池组360。单体电池300包括最上面电池300a、最下面电池300b和设置在最上面电池300a和最下面电池300b之间的至少一个中间电池300c。以实例的方式，图8和图9示出只有一个中间电池300c设置在最上面和最下面电池300a和300b之间。
通道318形成在最上面电池300a和中间电池300c的基底部分312上，位于边墙部分320的相对位置上并且互相呈对角相对的关系。通道318设置成空气和燃料可以沿着最上面电池300a、最下面电池300b和中间电池300c的空气电极340和燃料电极350以Z字型流动。尽管图8和9示出通道318可以通过部分切割基底部分312的一侧从而形成剪切槽，但是它们形成为形成在基底部分312的一侧的孔。
封板330附接在最上面电池300a的顶表面，从而其能够封闭沟道316的顶端。第一侧板370和第二侧板372附接在燃料电池组360的相对侧表面上，从而它们能够封闭中间电池300c的沟道316。第一和第二侧板370和372可以由电解质、玻璃或玻璃陶瓷制成。
在如上配置的第四实施方式的固体氧化物燃料电池中，空气施加到其中形成有空气电极340的沟道316上，燃料，即氢气，施加到其中形成有燃料电极350的沟道316上。空气和燃料沿通道318、空气电极340和燃料电极350以Z字型流动。单封板330仅附接在第四实施方式的固体氧化物燃料电池的最上面电池300a的顶表面上。因此，第四实施方式的固体氧化物燃料电池结构上比将封板230设置在单体电池200上的第三实施方式的固体氧化物燃料电池要简单。
图10至13所示为依据本发明的固体氧化物燃料电池的第五实施方式。参考图10至13，第五实施方式的固体氧化物燃料电池包括电解质块410，其具有形成在其一个主面上的多个第一沟道412和形成在其另一主面上的多个第二沟道414。第二沟道414就像与第一沟道412交替一样形成。第一沟道412和第二沟道414由墙部分416分开，其厚度为几十微米。最好如图11所示，第一沟道412和第二沟道414交替形成在电解质块410的相对主面上，从而电解质块410具有Z字型截面。
第一封板420附接在电解质块410的一个主面上来封闭第一沟道412，第二封板430附接在电解质块410的另一主面上来封闭第二沟道414。第一通道422和第二通道424沿着第一封板420的侧边形成，从而它们能够与第一沟道412的相应侧端连通。第三通道432和第四通道434沿着第二封板430的侧边形成，从而它们能够与第二沟道414的相应侧端连通。就像电解质块410一样，第一和第二封板420和430可以由电解质、玻璃、玻璃陶瓷等制成。
空气电极440形成在第一沟道412内从而它们能够与流过第一沟道412的空气接触。燃料电极450形成在第二沟道414内从而它们能够与流过第二沟道414的燃料接触。可选地，空气电极440可以形成在第二沟道414内和燃料电极450可以形成在第一沟道412内。
将参考图12和13描述上述配置的第五实施方式的固体氧化物燃料电池的运行。通过第一封板420的第一通道422施加空气并且然后分散到第一沟道412的一个侧端。在沿着第一沟道412流动后，空气通过第二通道424流出。通过第二封板430的第三通道432施加燃料并且然后分散到第二沟道414的一个侧端。在沿着第二沟道414流动后，燃料通过第四通道434流出。
第五实施方式的固体氧化物燃料电池能够通过第一封板420的第一和第二通道422和424和通过第二封板430的第三和第四通道432和434，同时将空气和燃料从主电解质410的相对主面施加到第一和第二沟道412和414上。这使得有可能容易完成对施加和复原空气和燃料的控制。
在此提出的实施方式仅是为了示例性的目的，因此，本发明不限定于这些实施方式。可以理解的是，本领域技术人员作出的各种改变和修改不会脱离本发明限定在权利要求中的范围。
发明方式
本发明的固体氧化物燃料电池可以用在将例如氢等燃料电化学转化为电能，其可以用来驱动机动体，例如汽车。

Claims (6)

1.一种固体氧化物燃料电池，包含：
最上面电池、最下面电池以及至少一个中间电池，每一个最上面、最下面和中间电池包括具有交替封闭第一侧端的多个沟道的电解质块，附接在电解质块上的封板，用于封闭沟道的顶部，以及交替设置在沟道内的多个空气电极和燃料电极；
附接在中间电池的第一侧边上的第一侧板，用于封闭形成在中间电池的电解质块中的沟道的第一侧端；以及
附接在中间电池的第二侧边上的第二侧板，用于封闭形成在中间电池的电解质块中的沟道的第二侧端，
其中，与沟道连通的多个第一通道形成在每一个最上面电池和中间电池的电解质块的第一侧边中，以及其中，与沟道连通的多个第二通道形成在中间电池的封板的第一侧边中，
空气和燃料沿沟道流动后通过第一通道和第二通道流动到上下邻接的另一个电池的沟道中。
2.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，其中第一通道和第二通道设置成导引空气和燃料沿着最上面电池、最下面电池以及中间电池的空气电极和燃料电极呈Z字型流动。
3.如权利要求1或2所述的固体氧化物燃料电池，其中封板、第一侧板和第二侧板由电解质制成。
4.一种固体氧化物燃料电池，包含：
最上面电池、最下面电池和至少一个中间电池，每一个最上面、最下面和中间电池包括具有交替封闭第一侧端的多个沟道的电解质块，以及交替设置在沟道内的多个空气电极和燃料电极；
附接在最上面电池的顶部上的封板，用于封闭形成在最上面电池的电解质块中的沟道的顶部；
附接在中间电池的第一侧边上的第一侧板，用于封闭形成在中间电池的电解质块中的沟道的第一侧端；以及
附接在中间电池的第二侧边上的第二侧板，用于封闭形成在中间电池的电解质块中的沟道的第二侧端，
其中，与沟道连通的多个通道形成在每一个最上面电池和中间电池的电解质块的第一侧端部，
空气和燃料沿沟道流动后通过上述多个通道流动到上下邻接的另一个电池的沟道中。
5.如权利要求4所述的固体氧化物燃料电池，其中通道设置成导引空气和燃料沿着最上面电池、最下面电池以及中间电池的空气电极和燃料电极呈Z字型流动。
6.如权利要求4或5所述的固体氧化物燃料电池，其中封板、第一侧板和第二侧板由电解质制成。
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