CN110752399B - 可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组；该电池组由一系列管式单电池相互串联组成，管式单电池是一端封闭而另一端开口的电解质支撑型，内壁覆盖阳极膜，碳燃料盛放在管式电池中，开口端由一活动的塞子封口；多个一端封闭的管式单电池串联的方式是相邻两个管式单电池并排设置，通过多个连接孔和导电材料连接；阴极膜部分覆盖电解质管的外部面积，在电解质管支撑体开口端外周以及连接孔外周不覆盖阴极膜；导电材料设置在连接孔内、连接孔之间的阳极膜上，以及单电池外侧的连接孔与相邻管式单电池的阴极膜之间。本发明电池组具有结构简单、无需密封剂、可反复使用、转换效率高等优点，特别适合移动或备用电源应用。

Description

可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组
技术领域
本发明涉及燃料电池，特别是涉及一种固体氧化物燃料电池组，具体是涉及一种由多个管式单电池以联排的形式相互串联的可反复利用的直接碳固体氧化物燃料电池组。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对高能量密度的电源的需求日益增长，而传统的储能电池不能完全满足需求，因此，越来越多的研究兴趣转到具有高能量密度的燃料电池。
燃料电池是一种将燃料中的化学能通过电化学反应直接转换成电能的装置。因整个过程不受卡诺循环的限制，其具有非常高的能量转换效率。其理论效率为燃料中的吉布斯自由能△fG与燃料所蕴含的化学能(焓)△fH之比。因过程无需高温高压的燃烧反应，且燃料气与氧气始终被电解质分隔在电池的两极，其污染物的排放量大大减少。因此，燃料电池技术是一种高效清洁的能量转换技术。
相比其他燃料电池，固体氧化物燃料电池具有诸多优点，被认为具有最广阔的应用前景：(1)采用全固态结构，能够有效避免液态或熔盐电解质的腐蚀、封接等问题；(2)在中、高温(600-1000℃)进行工作，无需贵金属催化剂，且具有较高的电流密度和功率密度。(3)由于电解质中的载流子为氧离子，所以除氢气外，还可直接使用合成气及各种烃类、醇类等碳氢化合物作为燃料进行工作，具有极强的燃料适应性；(4)运行时产生的高质量余热可实现热电联供，有利于提高燃料利用率和整体能量转换效率；(5)易于模块化设计，适用范围广，可根据实际使用需求灵活设计、组装。
而直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)是直接使用固体碳为燃料的SOFC，其理论发电效率△fG/△fH甚至略高于100％(热力学第二定律效率)，碳燃料具有广泛易得、能量密度高、安全性好等优点，因此全固态结构的DC-SOFC有望在便携式或分布式电源领域得到广泛应用。
在实际应用中，为获得更高的电压或电流输出，固体氧化物燃料电池单体往往通过串联或并联的方式组装成电池组。目前，典型的电池组结构设计包括平板式和管式。平板式固体氧化物燃料电池具有能量密度相对较高、结构灵活、制备工艺简单，且分别组装，运行质量容易控制的优点。与平板式固体氧化物燃料电池相比较，管式电池具有更好的机械和热稳定性、简单的密封技术、快速启动能力以及良好的抗热冲击性和热循环能力。
常见的管式固体氧化物燃料电池组的设计有三种，包括电极支撑长管型、基于多孔管式支撑体的全膜化带状串接型和套管串接型。这三种典型的管式固体氧化物燃料电池组设计，各有优缺点以及适用范围。电极支撑长管型的电池组单体长度很长，一般为0.5-2.2m，适用于大型电站。而全膜化带状串接式和套管串接式电池组的设计，一般适用于小型电堆和移动电源。对于电极支撑长管型和全膜化带状串接式电池组，电解质必须是薄膜，由于普遍采用的SOFC电解质材料(例如钇稳定化氧化锆，YSZ)的烧结温度较高，而电解质膜必须跟多孔支撑体共烧结，这就严重地限制了多孔支撑体材料的选择，同时过高的烧结温度还使电极支撑体的性能下降。而对于套管串接式电池组，由于涉及到的电池间密封线比较长，电池组质量较难控制。电解质支撑型管式SOFC电池具有制备容易、电极材料选择范围宽、电池性能稳定等优点，但对于长管型电解质支撑型SOFC，还没有很好的串联方式用于制备满足实际应用的便携式电池组。
目前，中国发明专利CN200910192848.8为代表的直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)还处于实验室研究阶段，所制备的一端开口的管式电池需要采用密封剂将小孔径的导气管封接在电池管的开口端，使电池反应产生的气体能够顺利排出，同时，防止空气向电池内扩散，但当电池中的碳燃料消耗完毕后，无法从小孔径的导气孔再加入新的碳燃料，因此，这种方式是把DC-SOFC作为以碳和空气为活性物质的一次电池，在实际应用中，将造成成本高、资源浪费等后果。同时，使用导气管封接不利于电池组的组装，限制其在便携式电源的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提出一种塞子与电解质管支撑体的开口端活动连接，实现碳燃料的重新填装和利用的可反复利用的联排结构的管式电解质支撑型直接碳固体氧化物燃料电池组。
本发明采用连接材料将一个管式单电池的阳极通过连接孔与另外一个电池的阴极连接起来，实现两个电池的串联，以这样的方式连接多个电池，得到多个电池串联的电池组；电池单体的尺寸、电极面积以及单体串联的个数均可根据实际需求灵活设计。
阴极膜不能接触自身连接孔及连接孔上的连接材料，同时也不能接触电解质管支撑体的开口端，以避免短路；碳燃料置于管式单电池的内部；在管式单电池的开口端采用耐高温的塞子将碳燃料堵住，塞子对电池的阳极反应造成一定的气阻，使反应高效进行；
由于直接碳固体氧化物燃料电池运作时，阳极腔发生的是CO的电化学氧化反应以及碳表面的Boudouard反应，反应过程是压力增大的过程，故相对于外界，阳极腔始终处于一个正压的环境。DC-SOFC不能完全密封，阳极腔产生的多余气体需不断地排出。在中国发明专利CN200910192848.8的DC-SOFC研究中，使用密封剂将电池管与小孔径的导气管封接起来，能使电池反应产生的多余气体从导气管排出，同时防止外界的空气向电池内扩散。若在电池管口设计可移动塞子，阳极腔多余气体能从塞子和电池管口的间隙排出，同时外界的空气会由于阳极腔始终存在的正压环境而难以进入阳极腔消耗碳燃料，并且塞子的设计利于碳燃料的更换，从而实现DC-SOFC的反复利用。
本发明的目的具体通过如下技术方案实现：
可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，由多个一端封闭的管式单电池串联组成；所述管式单电池是电解质支撑型单电池，管式单电池包括电解质管、阳极膜、阴极膜、连接孔、碳燃料和塞子；电解质管支撑体为一端封闭的长管状结构，电解质管支撑体的管状内壁设有阳极膜，外壁设有阴极膜；电池的阳极膜全部覆盖电解质管的内部面积，阴极膜部分覆盖电解质管的外部面积，碳燃料置于电解质管支撑体的阳极腔内；在电解质管支撑体的开口端设有塞子；
所述的塞子与电解质管支撑体的开口端活动连接；管式单电池的侧壁沿管长方向有一排连接孔；所述的多个一端封闭的管式单电池串联的方式是相邻两个管式单电池并排设置，通过多个连接孔和连接材料连接；阴极膜部分覆盖电解质管的外部面积，在电解质管支撑体开口端外周以及连接孔外周不覆盖阴极膜；连接材料设置在连接孔内、连接孔之间的阳极膜上，以及单电池外侧的连接孔与相邻管式单电池的阴极膜之间。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述的连接孔的直径为0.1-2mm，连接孔的间距为2-10mm。
优选地，所述的连接材料为DAD-87银导电胶。
优选地，所述的塞子由耐高温抗氧化材料制成。
优选地，所述的耐高温抗氧化材料为石英或陶瓷材料。
优选地，所述的电解质管支撑体的材料为钇稳定化的氧化锆，采用注浆成型法或浸渍法制备，在1400-1600℃下空气中烧结3-4h形成。
优选地，所述阳极膜和阴极膜的材料为钆或钐稳定化氧化铈和银粉的复合材料，加入有机粘结剂，制备成电极浆料，其中银粉占电极浆料质量的45％-60％；所述有机粘结剂由聚乙烯醇缩丁醛和松油醇混合组成；将电极浆料分别涂刷在电解质管的内壁和外壁，在600-1400℃下空气中烧结2-4h制成电极膜。
优选地，所述的碳燃料包括固体碳和Boudouard反应催化剂；所述的固体碳为石墨粉、活性碳、焦碳、碳黑或木炭；所述的Boudouard反应催化剂为Fe、Co、Ni或Cu；Boudouard反应催化剂占质量的2％-20％；制备时，将Fe、Co、Ni或Cu的氧化物与固体碳充分混合，再加入聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液充分研磨进行造粒，干燥后得到粉体碳与Boudouard反应催化剂的混合物。
优选地，所述的塞子的外径尺寸与管式电池开口端的内径尺寸之差为0.01-0.5mm。
优选地，所述的管式单电池的个数为3-20个。
优选地，所述的塞子的外径尺寸与管式电池开口端的内径尺寸之差为0.01-0.5mm。
本发明阳极膜全部覆盖电解质管的内部面积，阴极膜部分覆盖电解质管的外部面积，阴极膜不能接触自身连接孔及连接孔上的连接材料，同时也不能接触电解质管的开口端，以避免短路；碳燃料置于管式单电池的内部；在管式单电池的开口端采用耐高温的塞子将碳燃料堵住，塞子对电池的阳极反应造成一定的气阻，提高电池的输出性能。
电池组是采用连接材料通过连接孔实现多个管式单电池的相互串联而获得，具体实验方法是：将连接材料制备成浆料，在阳极膜上以及电解质管外侧用浆料对连接孔进行涂刷，浆料渗到连接孔中，同时，浆料不能接触该单电池的阴极膜，在浆料未干时将该单电池的连接孔与另一个电池的阴极膜粘结在一起，干燥后就实现了两个电池的串联，以这样的方式获得多个电池串联的电池组。连接材料使连接孔得到密封，同时缩短长管型电池电荷传输路径，实现电荷收集。在空气中对该电池组加热，就可获得所需电能输出，碳燃料消耗后，可打开管式电池开口端的塞子，将新鲜的碳燃料重新注入管式电池中，使电池组能够继续运行。
相对于现有技术，本发明具有如下特点：
(1)本发明巧妙利用了电解质管内阳极腔在电池组运行过程中始终处于正压环境，通过设计可移动的耐高温塞子进行堵塞，而避免将塞子固定在电解质管开口端，可以在应用中方便添加碳燃料，极大解决了现有技术中国发明专利CN200910192848.8无法增加新的碳燃料，导致成本高、资源浪费的技术难题，看似简单，但确实解决了长期困扰现有技术人员的难题，突破来该类管式电池无法在便携式电源的应用的障碍，具有极高的实用价值，实现碳燃料能随时进行更换，实现电池组的反复利用，极大降低了成本。
(2)本发明通过在电解质管的侧壁沿管长方向设计一排连接孔，实现相邻电池单体的电连接，可根据实际需求设计串联个数，关键在于阴极膜不能接触自身连接孔及连接孔上的连接材料，同时也不能接触电解质管的开口端，该可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组设计简单，制备成本低。
(3)本发明电解质支撑管的尺寸、电极面积均可根据实际需求灵活设计，便于设计不同规格的可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组。
附图说明
图1为本发明一端封闭的管式单电池的侧面剖视图。
图2为本发明一端封闭的管式单电池的左视图。
图3为本发明一端封闭的管式单电池的正视图。
图4为本发明一端封闭的管式单电池的后视图。
图5为三个管式单电池组成的可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组的侧面剖视图。
图6为图5可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组的俯视图。
图7为实施例1单个管式固体氧化物燃料电池以活性碳为燃料的输出特性。
图8为实施例2三个管式单电池串联的可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组以活性碳为燃料的输出特性。
图9为实施例3六个管式单电池串联的可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组以活性碳为燃料的输出特性。
图10为实施例4单个管式固体氧化物燃料电池以活性碳为燃料进行两次恒电流放电的性能比较。
图中示出：塞子1、电解质管支撑体2、阴极膜3、阳极膜4、连接孔5、碳燃料6、连接材料7。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步地说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施方式表示的范围。
如图1-6所示，可反复利用的联排结构管式直接碳固体氧化物燃料电池组，由多个一端封闭的管式单电池串联组成；管式单电池是电解质支撑型单电池，管式单电池包括塞子1、电解质管支撑体2、阴极膜3、阳极膜4、连接孔5、碳燃料6和连接材料7；电解质管支撑体2为一端封闭的长管状结构，电解质管支撑体2的管状内壁设有阳极膜4，外壁设有阴极膜3；阳极膜4和电解质管支撑体2内壁相互全覆盖，阴极膜3部分覆盖电解质管2的外壁，一是如图5和图6所示，在电解质管支撑体2右侧部分，尤其是设置连接孔5的纵向不设置阴极膜3，或者是连接孔5周边不设置阴极膜3；二是如图1-5，在电解质管支撑体2开口处的外周不设置阴极膜3；阴极膜3不能接触自身连接孔5以及连接孔5上的连接材料7，同时也不能接触电解质管支撑体2的开口端，以避免短路；碳燃料6置于电解质管支撑体2的阳极腔内；在电解质管支撑体2的开口端设有塞子1，塞子1与电解质管支撑体2的开口端活动连接；所述的管式单电池串联的方式是相邻两个管式单电池并排设置，通过多个连接孔5和连接材料7连接；连接材料7设置在连接孔5内、连接孔5之间的阳极膜4上，以及单电池外侧的连接孔5与相邻管式单电池的阴极膜3之间；连接材料7通过连接孔5穿过电解质支撑体2将自身管式单电池的阳极膜4与相邻管式单电池的阴极膜3连接，从而实现串联；优选连接材料7为DAD-87银导电胶；优选连接孔5的直径为0.1-2mm，连接孔5的间距为2-10mm；优选塞子1的外径尺寸与管式电池开口端的内径尺寸之差为0.01-0.5mm。
每一个管式单电池都是完整的电池单元，即拥有独立的阳极膜4、电解质管支撑体2、阴极膜3、连接孔5、碳燃料6，电池之间的连接材料7能穿过电解质管支撑体2上的连接孔5将管式单电池的阳极膜4与相邻管式单电池的阴极膜3连接起来，燃料气在阳极膜4上发生电化学反应失去电子，电子通过连接材料7传递到相邻管式单电池的阴极膜3上，氧气在该阴极膜3上得到电子生成氧离子，氧离子再穿过电解质管支撑体2，到达阳极膜4，与燃料气结合，如此实现电的传递。
所述塞子1由耐高温抗氧化材料制成，耐高温抗氧化材料优选为石英或陶瓷材料。在电解质管支撑体2的开口端采用耐高温的塞子1将碳燃料6堵住，塞子1对电池的阳极反应造成一定的气阻，提高电池的输出性能。碳燃料6消耗后，可打开管式电池开口端的塞子1，将新鲜的碳燃料6重新注入管式电池中，使电池组能够继续运行。
所述电解质管支撑体2的材料为钇稳定化的氧化锆，采用注浆成型法或浸渍法制备，在1400-1600℃下空气中烧结3-4h形成；
优选地，所述阳极膜和阴极膜的材料为钆或钐稳定化氧化铈和银粉的复合材料，加入有机粘结剂，制备成电极浆料，其中银粉占电极浆料质量的45％-60％；所述有机粘结剂由聚乙烯醇缩丁醛和松油醇混合组成；将电极浆料分别涂刷在电解质管的内壁和外壁，在600-1400℃下空气中烧结2-4h制成电极膜。
优选地，所述的碳燃料包括固体碳和Boudouard反应催化剂；所述的固体碳为石墨粉、活性碳、焦碳、碳黑或木炭；所述的Boudouard反应催化剂为Fe、Co、Ni或Cu；Boudouard反应催化剂占质量的2％-20％；制备时，将Fe、Co、Ni或Cu的氧化物与固体碳充分混合，再加入聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液充分研磨进行造粒，干燥后得到粉体碳与Boudouard反应催化剂的混合物。
实施例1
采用浸渍法进行电解质管的制备。浸渍法包括浸渍、提拉、干燥、脱模四个基本步骤。首先，通过球磨的方式制备YSZ均匀稳定的电解质浆料，原料含有25g YSZ粉末，2g聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，0.8g三乙醇胺(TEA)，0.8g聚乙二醇(PEG-600)，0.8g邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，38g无水乙醇。将球磨罐放入行星式球磨机，以500r/min的转速球磨3h，得分散均匀的电解质浆料。然后，将附有均匀石蜡层的试管模具置于浆料中进行重复的浸渍提拉过程，从而获得电解质管支撑体2的生坯，生坯的长度为13.5cm，在电解质管支撑体2的生坯的侧壁沿管长方向等间距地打一排孔，连接孔5的个数为8个，直径为1.5mm，间距为1.5cm。所得电解质管支撑体2的生坯在1450℃下空气中烧结4h，最后得到具有陶瓷结构的电解质管支撑体2。所得电解质管支撑体2的长度为9.5cm，直径为1.1cm，厚度为0.2mm，侧壁的连接孔5的数量为8个，直径为1mm，间距为1cm。
制备电极膜。称取质量比为1:9的PVB和松油醇，置于烧杯中，在60℃烘箱中溶解24h作为粘结剂待用。按照Ag和GDC(Ce0.8Gd0.2O1.9)的质量比为7:3称取7.25g银浆(DAD-87，上海市合成树脂研究所，含Ag量为80％)和2.5g GDC(球磨之后)，再称取9.75g PVB-松油醇粘结剂，加入玛瑙研钵中研磨4h，得到均匀的、流动性好的Ag-GDC复合电极浆料。如图1-6所示，采用涂刷法将Ag-GDC浆料涂刷于管式的电解质管支撑体2的内外壁。阳极膜4和电解质管支撑体2内壁相互全覆盖，阴极膜3部分覆盖电解质管2的外壁，阴极膜3不能接触自身连接孔，同时也不能接触电解质管支撑体2的开口端，以避免短路。在140℃高温烘箱中烘干。如此重复4遍。然后放入马弗炉中，在880℃下空气中烧结2h，得到厚度约为20μm的电极。单电池的有效面积为21cm2。
制备碳燃料。将活性碳颗粒通过电动粉碎机粉碎，用70目筛子过筛，得到颗粒尺寸小于200μm的活性碳。按照质量比95:5的比例称取活性碳和铁(三氧化二铁的形式)，称取5g活性碳和0.36g三氧化二铁装入球磨罐中，加入30g无水乙醇，将球磨罐放在行星式球磨机以500r/min的转速球磨2h，再加入4ml的PVB-乙醇溶液(PVB浓度为6％)继续以相同转速球磨1h。将所得浆料放置在红外灯下烘干，最后球磨10min脱珠，可得担载了5wt.％Fe作催化剂的碳燃料。
组装电池。采用连接材料7在电解质管支撑体2外侧对连接孔5进行涂刷，把连接孔5密封并连接起来，连接材料7不能接触自身的阴极膜3以及电解质管支撑体2的开口端，以避免短路。在阳极膜4上用连接材料7把连接孔5连接起来。在140℃高温烘箱中烘干。将3.3g活性碳燃料置于电解质管支撑体2中。管口使用陶瓷棉固定碳燃料6，同时使用塞子1进行堵塞。塞子1的外径尺寸与管式电池开口端的内径尺寸之差为0.1mm。
进行电化学性能测试。测试时，用管式电炉提供并控制电池的工作温度，用Ivium电化学工作站测试电池的输出特性。
附图7所示为此单电池使用活性碳为燃料在700℃、750℃、800℃下的输出性能，在800℃时，其开路电压为0.96V，最大功率输出为1.95W，换算成功率密度为93mWcm-2。
实施例2
采用浸渍法进行电解质管的制备。浸渍法包括浸渍、提拉、干燥、脱模四个基本步骤。首先，通过球磨的方式制备YSZ均匀稳定的电解质浆料，原料含有25g YSZ粉末，2g聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，0.8g三乙醇胺(TEA)，0.8g聚乙二醇(PEG-600)，0.8g邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，38g无水乙醇。将球磨罐放入行星式球磨机，以500r/min的转速球磨3h，得分散均匀的电解质浆料。然后，将附有均匀石蜡层的试管模具置于浆料中进行重复的浸渍提拉过程，从而获得电解质管支撑体2的生坯，生坯的长度为13.5cm，在电解质管支撑体2的生坯的侧壁沿管长方向等间距地打一排孔，连接孔5的个数为8个，直径为1.5mm，间距为1.5cm。所得电解质管支撑体2的生坯在1450℃下空气中烧结4h，最后得到具有陶瓷结构的电解质管支撑体2。所得电解质管支撑体2的长度为9.5cm，直径为1.1cm，厚度为0.2mm，侧壁的连接孔5的数量为8个，直径为1mm，间距为1cm。
制备电极膜。称取质量比为1:9的PVB和松油醇，置于烧杯中，在60℃烘箱中溶解24h作为粘结剂待用。按照Ag和GDC(Ce0.8Gd0.2O1.9)的质量比为7:3称取7.25g银浆(DAD-87，上海市合成树脂研究所，含Ag量为80％)和2.5g GDC(球磨之后)，再称取9.75g PVB-松油醇粘结剂，加入玛瑙研钵中研磨4h，得到均匀的、流动性好的Ag-GDC复合电极浆料。如图1-6所示，采用涂刷法将Ag-GDC浆料涂刷于管式的电解质管支撑体2的内外壁。阳极膜4和电解质管支撑体2内壁相互全覆盖，阴极膜3部分覆盖电解质管2的外壁，阴极膜3不能接触自身连接孔，同时也不能接触电解质管支撑体2的开口端，以避免短路。在140℃高温烘箱中烘干。如此重复4遍。然后放入马弗炉中，在880℃下空气中烧结2h，得到厚度约为20μm的电极。单电池的有效面积为21cm2。
制备碳燃料。将活性碳颗粒通过电动粉碎机粉碎，用70目筛子过筛，得到颗粒尺寸小于200μm的活性碳。按照质量比95:5的比例称取活性碳和铁(三氧化二铁的形式)，称取5g活性碳和0.36g三氧化二铁装入球磨罐中，加入30g无水乙醇，将球磨罐放在行星式球磨机以500r/min的转速球磨2h，再加入4ml的PVB-乙醇溶液(PVB浓度为6％)继续以相同转速球磨1h。将所得浆料放置在红外灯下烘干，最后球磨10min脱珠，可得担载了5wt.％Fe作催化剂的碳燃料。
组装电池组。采用连接材料7在阳极膜4上将连接孔5连接起来，同时在电解质管支撑体2外侧对连接孔5进行涂刷，连接材料7不能接触自身的阴极膜3，在连接材料7未干时将该单电池的连接孔5与另一个单电池的阴极膜3粘结在一起。在140℃高温烘箱中烘干，实现了两个电池的串联，以同样的方式获得三个电池串联的电池组。于每个单电池的电解质管支撑体2中放置3.3g活性碳燃料。管口使用陶瓷棉固定碳燃料6，同时使用塞子1进行堵塞。塞子1外径尺寸与管式电池开口端的内径尺寸之差为0.1mm。
进行电化学性能测试。测试时，用管式电炉提供并控制电池的工作温度，用Ivium电化学工作站测试电池的输出特性。
附图8所示为此三节串联电池组使用活性碳为燃料在700℃、750℃、800℃下的输出性能，在800℃时，其开路电压为2.95V，最大功率输出为5.8W，换算成功率密度为92mWcm-2。
实施例3
采用浸渍法进行电解质管的制备。浸渍法包括浸渍、提拉、干燥、脱模四个基本步骤。首先，通过球磨的方式制备YSZ均匀稳定的电解质浆料，原料含有25g YSZ粉末，2g聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，0.8g三乙醇胺(TEA)，0.8g聚乙二醇(PEG-600)，0.8g邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，38g无水乙醇。将球磨罐放入行星式球磨机，以500r/min的转速球磨3h，得分散均匀的电解质浆料。然后，将附有均匀石蜡层的试管模具置于浆料中进行重复的浸渍提拉过程，从而获得电解质管支撑体2的生坯，生坯的长度为13.5cm，在电解质管支撑体2的生坯的侧壁沿管长方向等间距地打一排孔，连接孔5的个数为8个，直径为1.5mm，间距为1.5cm。所得电解质管支撑体2的生坯在1450℃下空气中烧结4h，最后得到具有陶瓷结构的电解质管支撑体2。所得电解质管支撑体2的长度为9.5cm，直径为1.1cm，厚度为0.2mm，侧壁的连接孔5的数量为8个，直径为1mm，间距为1cm。
制备电极膜。称取质量比为1:9的PVB和松油醇，置于烧杯中，在60℃烘箱中溶解24h作为粘结剂待用。按照Ag和GDC(Ce0.8Gd0.2O1.9)的质量比为7:3称取7.25g银浆(DAD-87，上海市合成树脂研究所，含Ag量为80％)和2.5g GDC(球磨之后)，再称取9.75g PVB-松油醇粘结剂，加入玛瑙研钵中研磨4h，得到均匀的、流动性好的Ag-GDC复合电极浆料。如图1-6所示，采用涂刷法将Ag-GDC浆料涂刷于管式的电解质管支撑体2的内外壁。阳极膜4和电解质管支撑体2内壁相互全覆盖，阴极膜3部分覆盖电解质管2的外壁，阴极膜3不能接触自身连接孔，同时也不能接触电解质管支撑体2的开口端，以避免短路。在140℃高温烘箱中烘干。如此重复4遍。然后放入马弗炉中，在880℃下空气中烧结2h，得到厚度约为20μm的电极。单电池的有效面积为21cm2。
制备碳燃料。将活性碳颗粒通过电动粉碎机粉碎，用70目筛子过筛，得到颗粒尺寸小于200μm的活性碳。按照质量比95:5的比例称取活性碳和铁(三氧化二铁的形式)，称取5g活性碳和0.36g三氧化二铁装入球磨罐中，加入30g无水乙醇，将球磨罐放在行星式球磨机以500r/min的转速球磨2h，再加入4ml的PVB-乙醇溶液(PVB浓度为6％)继续以相同转速球磨1h。将所得浆料放置在红外灯下烘干，最后球磨10min脱珠，可得担载了5wt.％Fe作催化剂的碳燃料。
组装电池组。采用连接材料7在阳极膜4上将连接孔5连接起来，同时在电解质管支撑体2外侧对连接孔5进行涂刷，连接材料7不能接触自身的阴极膜3，在连接材料7未干时将该单电池的连接孔5与另一个单电池的阴极膜3粘结在一起。在140℃高温烘箱中烘干，实现了两个电池的串联，以同样的方式获得六个电池串联的电池组。于每个单电池的电解质管支撑体2中放置3.3g活性碳燃料。管口使用陶瓷棉固定碳燃料6，同时使用塞子1进行堵塞。塞子1外径尺寸与管式电池开口端的内径尺寸之差为0.1mm。
进行电化学性能测试。测试时，用管式电炉提供并控制电池的工作温度，用Ivium电化学工作站测试电池的输出特性。
附图9所示为此六节串联电池组使用活性碳为燃料在700℃、750℃、800℃下的输出性能，在800℃时，其开路电压为5.58V，最大功率输出为11.6W，换算成功率密度为92mWcm-2。
实施例4
采用浸渍法进行电解质管的制备。浸渍法包括浸渍、提拉、干燥、脱模四个基本步骤。首先，通过球磨的方式制备YSZ均匀稳定的电解质浆料，原料含有25g YSZ粉末，2g聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，0.8g三乙醇胺(TEA)，0.8g聚乙二醇(PEG-600)，0.8g邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，38g无水乙醇。将球磨罐放入行星式球磨机，以500r/min的转速球磨3h，得分散均匀的电解质浆料。然后，将附有均匀石蜡层的试管模具置于浆料中进行重复的浸渍提拉过程，从而获得电解质管支撑体2的生坯，生坯的长度为13.5cm，在电解质管支撑体2的生坯的侧壁沿管长方向等间距地打一排孔，连接孔5的个数为8个，直径为1.5mm，间距为1.5cm。所得电解质管支撑体2的生坯在1450℃下空气中烧结4h，最后得到具有陶瓷结构的电解质管支撑体2。所得电解质管支撑体2的长度为9.5cm，直径为1.1cm，厚度为0.2mm，侧壁的连接孔5的数量为8个，直径为1mm，间距为1cm。
制备电极膜。称取质量比为1:9的PVB和松油醇，置于烧杯中，在60℃烘箱中溶解24h作为粘结剂待用。按照Ag和GDC(Ce0.8Gd0.2O1.9)的质量比为7:3称取7.25g银浆(DAD-87，上海市合成树脂研究所，含Ag量为80％)和2.5g GDC(球磨之后)，再称取9.75g PVB-松油醇粘结剂，加入玛瑙研钵中研磨4h，得到均匀的、流动性好的Ag-GDC复合电极浆料。如图1-6所示，采用涂刷法将Ag-GDC浆料涂刷于管式的电解质管支撑体2的内外壁。阳极膜4和电解质管支撑体2内壁相互全覆盖，阴极膜3部分覆盖电解质管2的外壁，阴极膜3不能接触自身连接孔，同时也不能接触电解质管支撑体2的开口端，以避免短路。在140℃高温烘箱中烘干。如此重复4遍。然后放入马弗炉中，在880℃下空气中烧结2h，得到厚度约为20μm的电极。单电池的有效面积为21cm2。
制备碳燃料。将活性碳颗粒通过电动粉碎机粉碎，用70目筛子过筛，得到颗粒尺寸小于200μm的活性碳。按照质量比95:5的比例称取活性碳和铁(三氧化二铁的形式)，称取5g活性碳和0.36g三氧化二铁装入球磨罐中，加入30g无水乙醇，将球磨罐放在行星式球磨机以500r/min的转速球磨2h，再加入4ml的PVB-乙醇溶液(PVB浓度为6％)继续以相同转速球磨1h。将所得浆料放置在红外灯下烘干，最后球磨10min脱珠，可得担载了5wt.％Fe作催化剂的碳燃料。
组装电池。采用连接材料7在电解质管支撑体2外侧对连接孔5进行涂刷，把连接孔5密封并连接起来，连接材料7不能接触自身的阴极膜3以及电解质管支撑体2的开口端，以避免短路。在阳极膜4上用连接材料7把连接孔5连接起来。在140℃高温烘箱中烘干。将3.3g活性碳燃料置于电解质管支撑体2中。管口使用陶瓷棉固定碳燃料6，同时使用塞子1进行堵塞。塞子1的外径尺寸与管式电池开口端的内径尺寸之差为0.1mm。
进行电化学性能测试。测试时，用管式电炉提供并控制电池的工作温度，用Ivium电化学工作站测试电池的输出特性。
附图10所示为此单电池使用活性碳为燃料在800℃下以0.5A的电流进行两次恒流放电的性能对比。在第一次恒电流放电下，其放电平台为0.92V，放电时长为20h，燃料利用率为33.9％。对碳燃料进行更换，进行第二次恒电流放电，其放电平台为0.88V，放电时长为19.5h，燃料利用率为33.1％，虽然性能有差异，但这个实验证明了本发明中所设计的活动塞子可实现碳燃料的重新填装和利用。
上述实施例的多个测试结果证明了，管式单电池的开口端采用耐高温的塞子对碳燃料进行堵塞，塞子对电池内部反应造成一定的气阻，使反应高效进行。同时本发明可以直接利用了电解质管内阳极腔在电池组运行过程中始终处于正压环境，无需将塞子固定在电解质管开口端，无需设计导气管，可以在应用中方便添加碳燃料，极大解决了现有技术中国发明专利CN200910192848.8无法增加新的碳燃料，导致成本高、资源浪费的技术难题，看似简单，但确实解决了长期困扰现有技术人员的难题，突破来该类管式电池无法在便携式电源的应用的障碍，具有极高的实用价值，实现碳燃料能随时进行更换，实现电池组的反复利用，极大降低了成本。
同时，本发明采用连接材料将一个管式单电池的阳极通过连接孔与另外一个电池的阴极连接起来，从而实现两个电池的串联；以这样的方式连接多个电池，得到多个电池串联的电池组，解决了现有技术电池组连接困难的难题。
本发明电池组具有结构简单、无需密封剂、可反复使用、转换效率高等优点，特别适合移动或备用电源应用。
需要说明的是，本发明不受上述实施方式约束，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的替代方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，由多个一端封闭的管式单电池串联组成；所述管式单电池是电解质支撑型单电池，管式单电池包括电解质管、阳极膜、阴极膜、连接孔、碳燃料和塞子；电解质管支撑体为一端封闭的长管状结构，电解质管支撑体的管状内壁设有阳极膜，外壁设有阴极膜；电池的阳极膜全部覆盖电解质管的内部面积，碳燃料置于电解质管支撑体的阳极腔内；在电解质管支撑体的开口端设有塞子；
其特征在于：所述的塞子与电解质管支撑体的开口端活动连接；管式单电池的侧壁沿管长方向有一排连接孔；所述的多个一端封闭的管式单电池串联的方式是相邻两个管式单电池并排设置，通过多个连接孔和连接材料连接；阴极膜部分覆盖电解质管的外部面积，在电解质管支撑体开口端外周以及连接孔外周不覆盖阴极膜；连接材料设置在连接孔内、连接孔之间的阳极膜上，以及单电池外侧的连接孔与相邻管式单电池的阴极膜之间。
2.根据权利要求1所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述的连接孔的直径为0.1-2mm，连接孔的间距为2-10mm。
3.根据权利要求1所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述的连接材料为DAD-87银导电胶。
4.根据权利要求1所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述的塞子由耐高温抗氧化材料制成。
5.根据权利要求4所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述的耐高温抗氧化材料为石英或陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述的电解质管支撑体的材料为钇稳定化的氧化锆，采用注浆成型法或浸渍法制备，在1400-1600℃下空气中烧结3-4h形成。
7.根据权利要求1所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述阳极膜和阴极膜的材料为钆稳定化氧化铈和银粉的复合材料或者是钐稳定化氧化铈和银粉的复合材料，加入有机粘结剂，制备成电极浆料，其中银粉占电极浆料质量的45％-60％；所述有机粘结剂由聚乙烯醇缩丁醛和松油醇混合组成；将电极浆料分别涂刷在电解质管的内壁和外壁，在600-1400℃下空气中烧结2-4h制成电极膜。
8.根据权利要求1所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述的碳燃料包括固体碳和Boudouard反应催化剂；所述的固体碳为石墨粉、活性碳、焦碳、碳黑或木炭；所述的Boudouard反应催化剂为Fe、Co、Ni或Cu；Boudouard反应催化剂占质量的2％-20％；制备时，将Fe、Co、Ni或Cu的氧化物与固体碳充分混合，再加入聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液充分研磨进行造粒，干燥后得到粉体碳与Boudouard反应催化剂的混合物。
9.根据权利要求8所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述的塞子的外径尺寸与管式电池开口端的内径尺寸之差为0.01-0.5mm。
10.根据权利要求1所述的可反复利用的联排串接管式直接碳固体氧化物燃料电池组，其特征在于：所述的管式单电池的个数为3-20个。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113381050B (zh) * 2021-06-09 2022-06-07 广东石油化工学院 一种电极支撑型柱状sofc环绕式棋盘电池堆及制程方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1633726A (zh) * 2002-02-14 2005-06-29 阿尔伯达研究理事会股份公司 管状固体氧化物燃料电池组
CN101540411A (zh) * 2009-04-15 2009-09-23 中国科学院上海硅酸盐研究所 固体电解质直接碳燃料电池
CN101694883A (zh) * 2009-09-30 2010-04-14 华南理工大学 一种直接碳固体氧化物燃料电池
CN101800326A (zh) * 2010-04-17 2010-08-11 上海交通大学 双电解质直接碳燃料电池及其组装方法
CN102130354A (zh) * 2011-01-14 2011-07-20 华南理工大学 一种直接碳固体氧化物燃料电池电源系统
CN102544565A (zh) * 2012-03-19 2012-07-04 郭丰亮 三环组合结构的管式固体氧化物燃料电池组
CN202474081U (zh) * 2012-03-19 2012-10-03 郭丰亮 具有较高空间利用率的管式固体氧化物燃料电池组
CN203811573U (zh) * 2014-04-17 2014-09-03 武汉科技大学 用于熔融电解质中电活性氧化物电化学行为的测试装置
CN203871424U (zh) * 2014-04-10 2014-10-08 华南理工大学 一种基于单片电解质的固体氧化物燃料电池组
CN105047969A (zh) * 2015-09-01 2015-11-11 华中科技大学 一种锑阳极直接碳固体氧化物燃料电池电堆及其制备方法
CN107579268A (zh) * 2017-08-15 2018-01-12 华南理工大学 直接使用丙烷燃料的固体氧化物燃料电池及其应用
CN109193007A (zh) * 2018-09-25 2019-01-11 山东理工大学 便携式直接碳固体氧化物燃料电池发电装置
CN109599582A (zh) * 2018-11-15 2019-04-09 江苏科技大学 一种直接碳固体氧化物燃料电池电堆及其发电装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1253959C (zh) * 2004-03-16 2006-04-26 哈尔滨工业大学 单气室固体氧化物燃料电池组成的电池组
CN102832397B (zh) * 2012-09-04 2015-04-22 北京斯塔能源科技有限公司 固体氧化物燃料电池的电池单元、电池组及反应装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1633726A (zh) * 2002-02-14 2005-06-29 阿尔伯达研究理事会股份公司 管状固体氧化物燃料电池组
CN101540411A (zh) * 2009-04-15 2009-09-23 中国科学院上海硅酸盐研究所 固体电解质直接碳燃料电池
CN101694883A (zh) * 2009-09-30 2010-04-14 华南理工大学 一种直接碳固体氧化物燃料电池
CN101800326A (zh) * 2010-04-17 2010-08-11 上海交通大学 双电解质直接碳燃料电池及其组装方法
CN102130354A (zh) * 2011-01-14 2011-07-20 华南理工大学 一种直接碳固体氧化物燃料电池电源系统
CN202474081U (zh) * 2012-03-19 2012-10-03 郭丰亮 具有较高空间利用率的管式固体氧化物燃料电池组
CN102544565A (zh) * 2012-03-19 2012-07-04 郭丰亮 三环组合结构的管式固体氧化物燃料电池组
CN203871424U (zh) * 2014-04-10 2014-10-08 华南理工大学 一种基于单片电解质的固体氧化物燃料电池组
CN203811573U (zh) * 2014-04-17 2014-09-03 武汉科技大学 用于熔融电解质中电活性氧化物电化学行为的测试装置
CN105047969A (zh) * 2015-09-01 2015-11-11 华中科技大学 一种锑阳极直接碳固体氧化物燃料电池电堆及其制备方法
CN107579268A (zh) * 2017-08-15 2018-01-12 华南理工大学 直接使用丙烷燃料的固体氧化物燃料电池及其应用
CN109193007A (zh) * 2018-09-25 2019-01-11 山东理工大学 便携式直接碳固体氧化物燃料电池发电装置
CN109599582A (zh) * 2018-11-15 2019-04-09 江苏科技大学 一种直接碳固体氧化物燃料电池电堆及其发电装置

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GR01 Patent grant
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