CN109713335B - 一种熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法 - Google Patents

一种熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法，包括以下步骤：在熔融碳酸盐燃料电池的阳极进气公用通道外侧涂刷加固层，并在熔融碳酸盐燃料电池中电池堆本体的外围布置密封压力容器，并在电池堆本体运行过程中，在密封压力容器内充入阻燃气体，另外，在密封压力容器的顶部设置安全阀，同时将氢气浓度检测器与密封压力容器的顶部相连通，当氢气浓度检测器检测得到的氢气浓度大于等于预设值时，则降低电池堆本体的进气压力，该方法能够保证熔融碳酸盐燃料电池堆安全高效的运行。

Description

一种熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法
技术领域
本发明属于熔融碳酸盐燃料电池技术领域，涉及一种熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法。
背景技术
熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种工作于650℃的高温燃料电池，具有不需要贵金属作催化剂、燃料来源广、噪音低、污染物基本达到近零排放、发电效率高、可实现热电联供等优点，适合于百千瓦级至兆瓦级分布式电站或固定电站，具有良好的发展前景。
目前，MCFC在美国、德国、意大利、日本、韩国等作为分布式发电系统示范运行，应用效果较为良好，由于技术保密及技术封锁，我国在MCFC方面的研究还处于初级阶段，目前从事MCFC研究的单位主要有中国科学院大连化学物理研究所、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司以及一些高等院校，但是对MCFC安全运行的保护方法尚无相关的论述与著作，因此如何保证熔融碳酸盐燃料电池堆安全高效的运行成为该项技术进一步发展亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法，该方法能够保证熔融碳酸盐燃料电池堆安全高效的运行。
为达到上述目的，本发明所述的熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法包括以下步骤：
在熔融碳酸盐燃料电池的阳极进气公用通道外侧涂刷加固层，并在熔融碳酸盐燃料电池中电池堆本体的外围布置密封压力容器，并在电池堆本体运行过程中，在密封压力容器内充入阻燃气体，另外，在密封压力容器的顶部设置安全阀，同时将氢气浓度检测器与密封压力容器的顶部相连通，当氢气浓度检测器检测得到的氢气浓度大于等于预设值时，则降低电池堆本体的进气压力。
所述加固层的材料为由氧化铝纤维、玻璃釉及碳酸锂-碳酸钾混合的黏胶。
阻燃气体为氮气或二氧化碳。
密封压力容器内阻燃气体的气压大于电池堆本体的进气气压。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法在具体操作时，通过在熔融碳酸盐燃料电池的阳极进气公用通道外侧涂刷加固层，以防止氢气泄漏，通过在熔融碳酸盐燃料电池中电池堆本体的外围布置密封压力容器，并在所述密封压力容器内充入阻燃气体，使得电池堆本体运行过程为带压运行；当氢气浓度检测器检测得到的氢气浓度大于等于预设值时，则降低电池堆本体的进气压力，有效阻止气体进一步泄漏，从而有效的保证熔融碳酸盐燃料电池堆安全高效的运行。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法包括以下步骤：
在熔融碳酸盐燃料电池的阳极进气公用通道外侧涂刷加固层；
由于氢气极易泄露，尤其是在高温的熔融碳酸盐环境下，整个不锈钢双极板和偏铝酸锂隔膜膨胀系数的不同，单纯依靠熔融态的碳酸盐不能有效保证电池堆的密封，因此在熔融碳酸盐燃料电池的阳极进气公用通道外侧涂刷加固层，加固层为由氧化铝纤维、玻璃釉及碳酸锂-碳酸钾混合的黏胶，该黏胶的熔点高于650℃，在650℃下处于半固半液状态下，能够有效提高对氢气侧的密封效果；
在熔融碳酸盐燃料电池中电池堆本体的外围布置密封压力容器，并在电池堆本体运行过程中，在密封压力容器内充入阻燃气体，另外，在密封压力容器的顶部设置安全阀，同时将氢气浓度检测器与密封压力容器的顶部相连通，当氢气浓度检测器检测得到的氢气浓度大于等于预设值时，则降低电池堆本体的进气压力。
其中，阻燃气体为氮气或二氧化碳；密封压力容器内阻燃气体的气压大于电池堆本体的进气气压。
通过本发明能够有效严防由于燃料气泄露在高温环境下的剧烈燃烧危险，最大程度的保护电池堆的运行安全。

Claims (3)

1.一种熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
在熔融碳酸盐燃料电池的阳极进气公用通道外侧涂刷加固层，并在熔融碳酸盐燃料电池中电池堆本体的外围布置密封压力容器，并在电池堆本体运行过程中，在密封压力容器内充入阻燃气体，另外，在密封压力容器的顶部设置安全阀，同时将氢气浓度检测器与密封压力容器的顶部相连通，当氢气浓度检测器检测得到的氢气浓度大于等于预设值时，则降低电池堆本体的进气压力；
所述加固层的材料为由氧化铝纤维、玻璃釉及碳酸锂-碳酸钾混合的黏胶。
2.根据权利要求1所述的熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法，其特征在于，阻燃气体为氮气或二氧化碳。
3.根据权利要求1所述的熔融碳酸盐燃料电池安全运行的保护方法，其特征在于，密封压力容器内阻燃气体的气压大于电池堆本体的进气气压。
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