CN113258099B - 用于有分级燃料供应的固体氧化物燃料电池的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于有分级燃料供应的固体氧化物燃料电池的系统和方法。具体地，一种成形基底组件包括空气流成形板、燃料流成形板和阳极。燃料流成形板定位在空气流成形板上。燃料流成形板部分地限定多个第一通道。燃料流成形板还限定多个第二通道。多个第二通道限定多个孔口，其中孔口的一部分从多个第二通道延伸到多个第一通道。阳极定位在燃料流成形板上。阳极部分地限定多个第一通道，使得燃料流成形板和阳极限定多个第一通道。多个孔口的部分配置成将燃料流从多个第二通道引导到多个第一通道。

Description

用于有分级燃料供应的固体氧化物燃料电池的系统和方法

本申请是于2018年3月28日提交的专利申请(中国国家申请号为201880035581.9，发明名称为“用于有分级燃料供应的固体氧化物燃料电池的系统和方法”)的分案申请。

技术领域

本公开内容的领域大体上涉及燃料电池模块，且更特别地涉及包括分级燃料供应的固体氧化物燃料电池模块以及其操作的方法。

背景技术

燃料电池将化学能从燃料转变成电。它们通过使燃料横跨离子传导层与氧化剂电化学地组合来起作用。通常，燃料电池需要连续的燃料和氧(或空气)源来维持化学反应。燃料最通常的是氢或含氢组分，诸如甲醇、甲烷或天然气。存在很多类型的燃料电池，但它们全都包括阳极、阴极和允许离子在电池的两侧之间移动的电解质。阳极和阴极包含催化剂，催化剂引起燃料进行生成离子和电子的氧化反应。在固体氧化物燃料电池中，氧离子通过电解质从阴极吸引到阳极。同时，电子通过外部电路从阳极吸引到阴极，产生电。

典型的燃料电池在小于约一(1)伏的电势下操作。为获得对于功率生成应用的足够电压，多个独立的燃料电池集成为较大的构件，即，燃料电池堆叠。为产生燃料堆叠，互连部件或“互连”用来将相邻的燃料电池电串联地连接在一起，使得相邻电池的燃料和氧化剂不混合在一起。燃料电池堆叠可由数百个燃料电池构成。由燃料电池产生的功率量取决于几个因素，诸如燃料电池类型、电池大小、它操作所处的温度以及向电池供应的气体的压力。某些燃料电池(诸如固体氧化物燃料电池(SOFC))在提供电来满足工业和市政需要的大规模功率系统中操作。

带有内部重整的典型SOFC以横跨电池的大温度梯度操作。然而，向电池提供功率的电化学反应具有增加电池的效率的最佳温度。电化学反应包括吸热的重整反应和放热的燃料电池反应。燃料电池反应增加燃料电池单元的温度，且重整反应减小燃料电池单元的温度。重整反应典型地在燃料通道的入口处催化，而燃料电池反应典型地沿着燃料通道的长度催化。因此，燃料电池单元典型地具有在燃料通道的入口处的冷区域以及在燃料通道的中间或端部中的热区域。热区域典型地生成比冷区域更多的电流，但也经历更快的退化。在SOFC各处不均匀的温度分布由重整引起，且燃料电池反应导致非最佳的电流分布和寿命。

考虑到这些关系(concern)，用于提供横跨电池的均匀温度梯度的新过程在本领域中将是受欢迎的。过程应能够机械地提供横跨电池的均匀温度梯度。过程还应避免减小电池的功率输出。而且，如果过程可用现有的电池结构来实现而不是添加额外的构件或控制程序，也将是非常有益的。

发明内容

在一个方面，提供一种用于燃料电池模块中的成形基底组件。成形基底组件包括空气流成形板、燃料流成形板和阳极。燃料流成形板定位在空气流成形板上，且具有第一端和第二端。燃料流成形板部分地限定从第一端延伸到第二端的多个第一通道。燃料流成形板还限定从第一端延伸到第二端的多个第二通道。多个第二通道限定多个孔口，其中孔口的一部分从多个第二通道延伸到多个第一通道。阳极定位在燃料流成形板上。阳极部分地限定多个第一通道，使得燃料流成形板和阳极限定多个第一通道。多个孔口的部分配置成将燃料流从多个第二通道引导到多个第一通道。

在另一个方面，提供一种燃料电池模块。燃料电池模块包括堆叠在彼此上的多个成形基底组件。所述多个成形基底组件中的每个成形基底组件包括空气流成形板、燃料流成形板和阳极。燃料流成形板定位在空气流成形板上，且具有第一端和第二端。燃料流成形板部分地限定从第一端延伸到第二端的多个第一通道。燃料流成形板还限定从第一端延伸到第二端的多个第二通道。多个第二通道限定多个孔口，其中孔口的一部分从多个第二通道延伸到多个第一通道。阳极定位在燃料流成形板上。阳极部分地限定多个第一通道，使得燃料流成形板和阳极限定多个第一通道。多个孔口的部分配置成将燃料流从多个第二通道引导到多个第一通道。

在又一方面，提供一种引导流体通过燃料电池单元的方法。方法包括将流体引导到燃料电池单元。燃料电池单元包括空气流成形板、燃料流成形板和阳极。燃料流成形板定位在空气流成形板上。阳极定位在燃料流成形板上。阳极和燃料流成形板限定从燃料流成形板的第一端延伸到燃料流成形板的第二端的多个第一通道。燃料流成形板限定从第一端延伸到第二端的多个第二通道。多个第二通道限定多个孔口，孔口的一部分从多个第二通道延伸到多个第一通道。方法还包括将流体的第一部分引导到多个第一通道。方法还包括将流体的第一部分引导到阳极。方法还包括将流体的第二部分引导到多个第二通道。方法还包括将流体的第二部分引导到多个孔口的部分且引导到多个第一通道中。方法还包括将流体的第二部分引导到阳极。

在另一方面，提供一种用于燃料电池模块中的成形基底组件。成形基底组件包括空气流成形板、燃料流成形板和阳极。燃料流成形板定位在空气流成形板上。燃料流成形板部分地限定多个第一通道。燃料流成形板和空气流成形板限定多个第二通道。多个第二通道限定多个孔口。多个孔口的部分从多个第二通道延伸到多个第一通道。多个孔口的部分配置成将燃料流从多个第二通道引导到多个第一通道。阳极定位在燃料流成形板上。燃料流成形板和阳极限定多个第一通道。阳极配置成催化吸热反应。多个孔口的部分配置成通过将燃料流引导到其中阳极催化吸热反应的区域来冷却成形基底组件的区域。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本公开内容的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中相似的符号表示在图各处相似的部分，其中：

图1是示例性燃料电池功率生成系统的示意图；

图2是用于图1中示出的燃料电池功率生成系统的燃料电池中的成形基底组件的第一侧的透视示意图；

图3是图2的放大图，其示出延伸通过图2中示出的成形基底组件的多个孔口；

图4是图2中示出的成形基底组件的第二侧的透视示意图；

图5是沿着线5-5截取的图4中示出的成形基底组件的一部分的透视示意性截面图；

图6是图5中示出的成形基底组件的一部分的放大的透视示意性截面图；以及

图7是图5中示出的成形基底组件的端部透视示意性截面图。

除非另外指示，否则本文中提供的图意在示出本公开内容的实施例的特征。这些特征被认为适用于包括本公开内容的一个或多个实施例的许多种系统中。因而，图不意在包括对于本文中公开的实施例的实施所需要的为本领域的普通技术人员已知的所有常规特征。

具体实施方式

在以下说明书和权利要求书中，将参照多个用语，这些用语应限定成具有以下含义。

除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一个”、“一”和“该”包括复数引用。

“可选的”或“可选地”意指随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且描述包括其中事件发生的情况以及其中它不发生的情况。

如本文中在说明书和权利要求书各处使用的，近似语言可应用于修饰在不导致它所涉及的基本功能上改变的情况下可允许变化的任何数量表示。因此，由诸如“约”、“基本上”和“近似”的一个或多个用语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量值的仪器的精度。这里以及在说明书和权利要求书各处，范围限制可组合和/或互换；除非上下文或语言另外指示，否则此类范围等同(identified)且包括包含于其中的所有子范围。

各个类型的燃料电池可用于该公开内容的实施例。示例包括固体氧化物燃料电池(SOFC)和熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)。燃料电池通过横跨离子传导层电化学地组合燃料和氧化剂来生成直流(DC)电功率。离子传导层(即，电解质)为液体或固体。在一些实施例中，燃料电池电串联地定位在电池的组件中，以产生处于有用的电压或电流的功率。虽然许多燃料电池落入这些发明实施例的范围内，本公开内容将强调关于SOFC装置的细节，其对于许多最终用途应用是优选的。

在示例性实施例中，燃料电池包括电解质、阳极和阴极。产生DC电的电化学反应大体上发生在阳极和阴极处，其中通常采用催化剂来加速反应。阳极和阴极典型地包括各个通道和多孔层，以增加用于化学反应发生的表面积。电解质将带电粒子从阳极和阴极中的一个带到另一个，且另外基本上是不透燃料和氧化剂两者的。阳极通常包括入口和出口以便于燃料流通过其中，且阴极可包含用于氧或空气流的类似通路。根据典型的机理，阳极从阳极出口排放尾气流，该尾气流包括水、氢、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)和未反应的燃料(如果有)。

如下文将进一步描述的，本文中描述的燃料电池(例如，SOFC装置)通常为功率生成系统的构件。系统包括至少一个SOFC堆叠；且多个堆叠通常分布在两个或更多个模块中。具有连接到任何类型的功率块(诸如燃气涡轮、蒸汽涡轮、内燃机或额外燃料电池)的SOFC堆叠的多种功率生成系统落入该公开内容的范围内。

上文提到的燃料电池堆叠包括彼此竖直对准的许多成形基底组件。互连用来将相邻的燃料电池电串联地连接在一起。如本领域中已知的，每个燃料电池可仅几毫米厚。它们中的几百个可串联地连接以形成燃料电池堆叠。

本文中描述的成形基底组件包括空气流成形板、燃料流成形板、阴极和阳极。燃料流成形板定位在空气流成形板上。阳极定位在燃料流成形板之上，且阴极定位在阳极之上。电解质设置在阴极与阳极之间。燃料流成形板包括多个燃料通道和多个错开的燃料通道，多个燃料通道和多个错开的燃料通道都配置成引导燃料流。燃料通道部分地由阳极限定，而错开的燃料通道不部分地由阳极限定。因而，燃料通道中的燃料流沿着燃料通道的整个长度暴露于阳极。多个错开的燃料通道包括从错开的燃料通道延伸到燃料通道的多个孔口。错开的燃料通道将燃料流经过燃料通道的入口引导到孔口。孔口将燃料流引导到燃料通道中，在该处吸热的重整反应冷却在燃料电池单元中间的热区域。将燃料电池单元冷却到预定温度以下增加燃料电池单元的寿命。另外，使到燃料电池单元的其它区域的燃料流错开也使燃料电池单元内发生重整反应和电化学反应之处错开。因而，迫使电化学反应沿着燃料电池单元的长度发生，增加燃料电池单元的电流密度和整体效率。

图1是包括燃料电池系统102的示例性燃料电池功率生成系统100的示意图。在示例性实施例中，燃料电池系统102包括至少一个燃料电池104。备选地，燃料电池系统102包括使燃料电池功率生成系统100能够如本文中描述的那样起作用的任何数量的燃料电池。在示例性实施例中，如本文中进一步论述的，燃料电池104为固体氧化物燃料电池(SOFC)装置且包括一个或多个燃料电池堆叠。燃料电池104通过横跨离子传导层(即，电解质层105)电化学地组合燃料和氧化剂(两者在下文进一步论述)来生成直流(DC)电功率。在示例性实施例中，燃料电池104的离子传导层或电解质层105为固体。在带有多于一个燃料电池104的实施例中，多个燃料电池104在燃料电池系统102中电串联地连接以产生处于有用的电压或电流的电功率。

在示例性实施例中，燃料电池104包括电解质层105、阳极106和阴极108。产生DC电的电化学反应大体上发生在阳极106和阴极108处，其中设置催化剂(未示出)来加速反应。阳极106和阴极108包括通道和多孔层(两者都不在图1中示出)，以增加用于化学反应发生的表面积。电解质将带电粒子从阳极106和阴极108中的一个带到另一个，且另外基本上是不透燃料和氧化剂两者的。为便于燃料流通过阳极106，阳极106包括入口110和出口112。同样，阴极108包括入口114和出口116。阳极106从阳极出口112排放尾气流，该尾气流包括水、氢、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)和未反应的燃料(如果有)。

燃料电池功率生成系统100还包括联接到燃料歧管120的燃料预热器118。燃料歧管120与阳极入口110和燃料预热器118流动连通地联接。燃料预热器118与碳源(即，烃燃料源(未示出))流动连通地联接，该碳源在示例性实施例中将天然气引导到燃料歧管120。虽然本文中描述天然气，如本文中描述的，关于燃料电池功率生成系统100和燃料电池104可使用许多其它类型的含氢物质(例如，烃燃料)。在示例性实施例中，燃料预热器118加热燃料流且将加热的燃料流引导到燃料歧管120。燃料歧管120将加热的燃料流引导到阳极入口110。

燃料电池功率生成系统100还包括联接到氧化剂歧管124(大致为空气歧管)的氧化剂预热器122。氧化剂歧管124与阴极入口114和氧化剂预热器122流动连通地联接。氧化剂预热器122与氧化剂源(即，氧源(未示出))流动连通地联接，该氧化剂源在示例性实施例中将空气引导到氧化剂歧管124。在备选实施例中，使用使燃料电池功率生成系统100和燃料电池104能够如本文中描述的那样操作的任何氧化剂。氧化剂预热器122加热氧化剂流，且将加热的氧化剂流引导到氧化剂歧管124。氧化剂歧管124将加热的氧化剂流引导到阴极入口114。

在示例性实施例中，燃料电池功率生成系统100还包括燃料排放歧管126和氧化剂排放歧管128。燃料排放歧管126与阳极出口112流动连通地联接，且氧化剂排放歧管128与阴极出口116流动连通地联接。

在备选实施例中，燃料电池功率生成系统100包括以使燃料电池功率生成系统100能够如本文中描述的那样起作用的任何方式联接的任何构件。例如，在一些实施例中，燃料电池功率生成系统100包括额外的热交换器和/或燃料重整器。另外，在一些实施例中，燃料电池功率生成系统100的一些构件并联和/或串联联接。

图2是用于燃料电池104(在图1中示出)中的成形基底组件200的第一侧202的透视示意图。图3是成形基底组件200的第一侧202的放大图，其示出延伸通过成形基底组件200的多个孔口240。图4是成形基底组件200的第二侧204的透视图。图5是沿着线5-5(在图4中示出)截取的成形基底组件200的一部分的透视示意性截面图。成形基底组件200包括在第一端207处的空气入口206和在第二端209处的燃料入口208。第一侧202包括燃料和空气流区段210，且第二侧204包括反应区段212。燃料和空气流区段210具有燃料和空气流区段长度214，且反应区段212具有反应区段长度216。燃料电池104包括多个堆叠的成形基底组件200。如图3中示出的，多个孔口240与成形基底组件200的第一端207(空气入口206端)沿着空气流区段210间隔距离217。

图6是成形基底组件200的一部分的放大的透视示意性截面图。图7是图6中示出的成形基底组件200的端部透视示意性截面图。在示例性实施例中，成形基底组件200包括一个或多个堆叠的空气流成形板218、燃料流成形板220、穿孔板222、阳极224、阴极226和电解质层228。燃料流成形板220定位在空气流成形板218之上，且穿孔板222定位在燃料流成形板220之上。阳极224定位在穿孔板222之上，且电解质层228定位在阳极224之上。阴极226定位在电解质层228之上。穿孔板222支承阳极224、阴极226和电解质层228。在示例性实施例中，电解质层228包括例如且不限于：包括氧化钇稳定的氧化锆的陶瓷材料。在备选实施例中，电解质层228包括使成形基底组件200能够如本文中描述的那样操作的任何材料。

空气流成形板218和燃料流成形板220都包括波纹形状，该波纹形状形成多个凹槽230和多个脊部232。每个凹槽230和每个脊部232沿着燃料和空气流区段长度214(在图2中示出)延伸。在示例性实施例中，每个凹槽230由基部部分234和联接到基部部分234的两个侧部部分236限定。每个脊部232由顶部部分238限定，该顶部部分238在每侧上联接到凹槽230的侧部部分236。

在示例性实施例中，燃料流成形板220的侧部部分236中的至少一些包括限定成通过其中的多个孔口240。如图3中示出的，多个孔口240限定成通过侧部部分236中的至少一些在离成形基底组件200的第一端207(空气入口206端)沿着空气流区段210的距离217处。距离217是预定距离，该预定距离对应于在成形基底组件200的中间部分附近的所确定的热点。虽然在图3中单个距离217处示出多个孔口240，设想到，任何数量的孔口240可在沿着空气流区段210任何数量的预定距离处形成，使得孔口240对应于成形基底组件200中所确定和/或预期的热点策略地放置。

例如且不限于，在一个实施例中，孔口240不是沿着区段长度214均匀分布的。例如且不限于，孔口240的数量和孔口240之间的间距可沿着区段长度214增加，使得集中的孔口240在区段长度214的第二半部分中增加。另外或备选地，孔口240可不位于空气入口206和/或燃料入口208附近的区段长度214的端部部分中，以便于防止燃料完全绕过阳极224。在示例性实施例中，燃料流成形板220定位在空气流成形板218上，使得空气流成形板218的每个脊部232联接到燃料流成形板220的对应脊部232。在示例性实施例中，空气流成形板218结合到燃料流成形板220。使孔口240如上文描述的那样沿着区段长度214放置便于使燃料电池104的有效区域上的电流密度均匀化。在另一个实施例中，孔口240还可通过空气流成形板218的侧部部分236来限定，以便于增加热点附近的空气流，这便于改进热传递且减小燃料电池104中的热梯度。

在示例性实施例中，穿孔板222和燃料流成形板220的凹槽230限定沿着燃料和空气流区段长度214延伸的多个初级燃料通道242(大致地，第一通道)。特别地，基部部分234、侧部部分236和穿孔板222限定初级燃料通道242。初级燃料通道242配置成将燃料流沿着燃料和空气流区段长度214引导到阳极224。穿孔板222包括多个穿孔板孔口244，穿孔板孔口244将燃料流通过穿孔板222引导到阳极224。类似地，空气流成形板218的脊部232和阴极226限定沿着燃料和空气流区段长度214延伸的多个氧化剂通道246(大致地，第三通道)。特别地，顶部部分238、侧部部分236和阴极226限定氧化剂通道246。氧化剂通道246配置成将氧化剂流沿着燃料和空气流区段长度214引导到阴极226。燃料流成形板220和空气流成形板218还限定沿着燃料和空气流区段长度214延伸的多个错开的次级通道248(大致地，第二通道)。在示例性实施例中，错开的次级通道248配置成将燃料流引导到孔口240。在一些备选实施例中，错开的次级通道248中的至少一些配置成将空气流引导到阴极226。

在操作期间，氧化剂歧管124(在图1中示出)引导氧化剂流通过氧化剂通道246，且燃料歧管120将初级燃料流引导到初级燃料通道242。氧化剂通道246将氧化剂流引导到阴极226，在该处发生第一电化学反应。在示例性实施例中，氧化剂流包括例如来自空气的氧。在备选实施例中，氧化剂流包括使成形基底组件200能够如本文中描述的那样操作的任何氧化剂。在示例性实施例中，电子添加到氧分子以产生氧离子。

初级燃料通道242将初级燃料流引导到阳极224，在该处发生重整反应。在示例性实施例中，初级燃料流包括例如天然气。在备选实施例中，初级燃料流包括使成形基底组件200能够如本文中描述的那样操作的任何燃料。在示例性实施例中，初级燃料流还包括水。阳极224中的催化剂催化水与天然气之间的重整反应。特别地，天然气和水反应以形成氢气、二氧化碳和一氧化碳。重整反应是吸热的。

第二电化学反应发生在阳极224处。来自重整反应的氢气与来自第一电化学反应的氧离子反应。特别地，来自第一电化学反应的氧离子和来自重整反应的氢气反应以形成水和电子流。电子通过线(未示出)产生电流。线使电子返回到阴极226以完成电路，且为第一电化学反应提供电子。第一和第二电化学反应的组合是放热的。

第一和第二电化学反应沿着反应区段长度216发生，而重整反应发生在初级燃料通道242的入口处。因此，重整反应减小成形基底组件200在初级燃料通道242的入口处的温度，而第一和第二电化学反应增加成形基底组件200沿着反应区段长度216的温度。然而，第一和第二电化学反应不是沿着反应区段长度216均匀发生的，因为更多的燃料可用于初级燃料通道242的入口处的反应。因此，第一和第二电化学反应沿着反应区段长度216不均匀地发生，减小成形基底组件200的电流密度和效率。

为便于减小成形基底组件200的温度且增加成形基底组件200的电流密度和效率，错开的次级通道248的至少一部分将次级燃料流引导到孔口240。孔口240将第三燃料流引导到初级燃料通道242。第三燃料流内的天然气在初级燃料通道242中孔口240附近的区域中进行重整反应。错开的次级通道248和孔口240使进入初级燃料通道242的燃料流错开，使得重整反应发生在沿着反应区段长度216的各个位置处。如先前论述的，重整反应是吸热的且减小成形基底组件200的温度。因此，使到阳极224的燃料流错开减小成形基底组件200沿着反应区段长度216的温度。另外，使到阳极224的燃料流错开迫使重整反应以及第一和第二电化学反应沿着反应区段长度216发生。因此，使到阳极224的燃料流错开也增加成形基底组件200的电流密度和效率。

成形基底组件200具有预定温度，在该预定温度下成形基底组件200以提高的效率操作。使到阳极224的燃料流错开使成形基底组件200沿着反应区段长度216的温度减小到预定温度以下。因此，使到阳极224的燃料流错开增加成形基底组件200的效率。另外，将成形基底组件200的温度减小到预定温度以下增加成形基底组件200的寿命。

在备选实施例中，使到阴极226的氧化剂流也错开。例如，至少一些错开的次级通道248配置成以类似的错开方式将氧化剂流引导到氧化剂通道246，而不是将燃料流引导到初级燃料通道242。在此类实施例中，空气流成形板218的侧部部分236中的至少一些包括限定成通过其中的多个孔口240。如同限定成通过燃料流成形板220的多个孔口240一样，空气流成形板218的侧部部分236中的至少一些包括在离成形基底组件200的第一端207(空气入口206端)沿着空气流区段210的距离217处的孔口240。如本文中描述的，距离217为预定距离，该预定距离对应于在成形基底组件200的中间部分附近的所确定的热点。设想到，任何数量的孔口240可在沿着空气流区段210任何数量的预定距离处形成，使得孔口240对应于成形基底组件200中所确定和/或预期的热点策略地放置。使氧化剂流错开便于冷却在燃料电池的中间和出口端附近的热点。虽然使氧化剂流错开因为不存在吸热反应(如本文中描述的)可能不像使燃料流错开那样有效，增加在热点附近的氧化剂流便于改进热传递且减小热梯度。

上文描述的燃料电池模块包括多个通道，该多个通道配置成使到阳极的燃料流错开且增加燃料电池模块的效率。特别地，通道使燃料流错开，使得吸热的重整反应沿着燃料电池模块的长度发生。吸热的重整反应减小燃料电池模块的温度，增加燃料电池模块的效率。减小燃料电池模块的温度增加燃料电池模块的寿命。另外，错开重整反应发生之处使电化学反应发生之处错开。使电化学反应发生之处错开增加燃料电池的电流密度和效率。

本文中描述的方法、系统和设备的示例性技术效果包括下者中的至少一个：(a)使到阳极的燃料流错开；(b)降低燃料电池模块的温度；(c)增加燃料电池模块的电流密度；(c)增加燃料电池模块的效率；以及(d)增加燃料电池模块的寿命。

上文详细地描述燃料电池模块的示例性实施例，该燃料电池模块包括配置成使到阳极的燃料流错开的多个通道。燃料电池模块以及操作此类系统和装置的方法不限于本文中描述的特定实施例，而相反地，系统的构件和/或方法的步骤可与本文中描述的其它构件和/或步骤独立地且分别地使用。例如，方法也可与其它系统组合使用，且不限于仅用如本文中描述的燃料电池模块、燃料电池系统和方法来实施。相反地，示例性实施例可结合当前配置成接收和接受燃料电池的许多其它燃料电池应用(例如且不限于，偏远区域和工业设施中的分布式生成设施)来实施和使用。

虽然本公开内容的各个实施例的特定特征可在一些图中示出且在其它图中未示出，这仅是为了方便。根据本公开内容的原理，图的任何特征可与任何其它图的任何特征组合来引用和/或要求享有权益。

该书面描述使用示例来公开实施例(包括最佳模式)，且还使本领域的任何技术人员能够实施实施例，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本公开内容的可取得专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括带有与权利要求书的字面语言无实质的差异的等同结构元件，此类其它示例意在处于权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种引导流体通过成形基底组件的方法，所述方法包括：

将流体引导到所述成形基底组件，所述成形基底组件包括空气流成形板、燃料流成形板、阳极以及阴极，

所述燃料流成形板定位在所述空气流成形板上，所述阳极定位在所述燃料流成形板上，所述阳极和所述燃料流成形板限定从所述燃料流成形板的第一端延伸到所述燃料流成形板的第二端的多个第一通道，所述燃料流成形板限定从所述第一端延伸到所述第二端的多个第二通道，所述多个第二通道限定多个孔口，所述多个孔口的一部分从所述多个第二通道延伸到所述多个第一通道，

所述阴极定位在所述空气流成形板以下，所述阴极和所述空气流成形板限定从所述空气流成形板的第一端延伸到所述空气流成形板的第二端的多个第三通道，所述多个孔口的第二部分从所述多个第二通道延伸到所述多个第三通道，其中，所述多个孔口的所述第二部分配置成将空气流从所述多个第二通道引导到所述多个第三通道；

将所述流体的第一部分引导到所述多个第一通道；

将所述流体的所述第一部分引导到所述阳极；

将所述流体的第二部分引导到所述多个第二通道的一部分；

将所述流体的所述第二部分引导到所述多个孔口的所述部分且引导到所述多个第一通道中；以及

将所述流体的所述第二部分引导到所述阳极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将流体引导到所述成形基底组件包括将流体引导到燃料歧管。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括催化所述阳极与所述流体的第一部分之间的第一反应。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括催化所述阳极与所述流体的第二部分之间的第二反应。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将空气流引导到所述成形基底组件。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括配置成将所述空气流引导到所述多个第三通道和所述多个孔口的所述第二部分的空气歧管。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括催化所述阳极与所述流体的第一部分之间的第一反应和所述阳极与所述流体的第二部分之间的第二反应。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一反应为吸热反应。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一反应为吸热反应。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一反应和所述第二反应的组合为放热反应。