CN206639866U - 一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置，所述固体氧化物燃料电池组（1）由多个三角形单电池（13）拼成圆形，其顶部设置有圆环形绝缘垫圈一（4），底部设置有圆环形绝缘垫圈二（5），所述圆环形绝缘垫圈一（4）顶部设置有圆环形托盘一（2），所述圆环形绝缘垫圈二（5）底部设置有圆环形托盘二（3），所述圆环形托盘二（3）中间设置有固定片（10），所述圆环形托盘一（2）中间设置有十字交叉条（11）；本电池装置具有节省空间、火焰均匀、燃料利用率高、发电功率大的优点，对于氧化物燃料电池的大规模推广具有重要意义，因此具有广阔的市场前景。

Description

一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置

技术领域

本实用新型属于氧化物燃料电池领域，具体涉及一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置。

背景技术

对能源日益短缺及传统化石燃料燃烧带来的严重环境污染等问题，固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell：SOFC）因具有高效率、零污染等显著优点而受到广泛的关注及研究。SOFC技术不受地域、环境和气候的限制，具有很强的可靠性和适应性。很有竞争力的绿色发电技术，在大型电站、分布式电站、家庭热电联供系统、汽车辅助电源等领域具有很大的应用前景。

传统的SOFC需要将阴极和阳极分别形成气室，这就需要进行高温封接，长时间的运行，容易出现泄漏情况，导致电池不能正常使用，因此SOFC对封接材料提出了严格的要求，这也限制了平板式SOFC的应用。

日本神钢电机株式会社（Shinko Electric Industries) Horiuchi等首次提出了结构更为简单的“无室”直接火焰SOFC电池构型，利用富燃燃烧状态下产生的气体组分（包括H₂和CO等）作为SOFC阳极反应气体。由于燃料燃烧需要消耗氧气，这样可以使得阳极接触面基本无O₂存在，而阴极仍与空气接触，这样就维持了阴极和阳极之间的化学势梯度。燃烧的火焰达到了SOFC的运行温度，从而使得SOFC能够正常的工作。由此可以看出，直接火焰SOFC的主要优势在于：设备装置简单，易于组装成多片的电池堆，不需要性能要求高的封接材料进行封接，实行敞开式的“无室”状态下就能进行工作；燃料使用可以达到多样性，含碳氢燃料都可以应用；阳极处于敞开状态，这样阳极为部分氧化气氛，那么阳极表面积碳问题大大的降低等等。由于直接火焰固体氧化物燃料电池的这些优点，引起了国内外的众多研究者的研究兴趣，有望在热电联供、军工、航空航天、民用等众多领域的便携式移动电源方面得到应用。

基于目前国内外研究直接火焰固体氧化物燃料电池处于简单的敞开式，容易导致电池温度不均匀和燃料利用率低等问题，本实用新型设计了一种平板式直接火焰固体氧化物电池装置。

发明内容

本实用新型为了解决目前固体氧化物燃料电池使用时温度不均匀和燃料利用率低的问题提供一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置，其特征在于：所述电池装置由固体氧化物燃料电池组、圆环形托盘一、圆环形托盘二、圆环形绝缘垫圈一、圆环形绝缘垫圈二、螺杆、紧固螺母、导线组成，所述固体氧化物燃料电池组顶部设置有绝缘垫圈一，底部设置有绝缘垫圈二，所述绝缘垫圈一顶部设置有圆环形托盘一，所述绝缘垫圈二底部设置有圆环形托盘二，所述绝缘垫圈一、绝缘垫圈二、圆环形托盘二、圆环形托盘一的圆周上均匀设置有相互配合的安装孔一，所述圆环形托盘二中间设置有固定片，所述圆环形托盘一中间设置有十字交叉条，所述固定片和十字交叉条中心设置有相互配合的安装孔二，所述安装孔一和安装孔二内设置有螺杆，所述螺杆两端设置有紧固螺母；所述固体氧化物燃料电池组由多个三角形单电池拼成圆形，所述三角形单电池由阳极、阴极和电解质构成，所述阴极设置在电解质顶部，阳极设置在电解质底部，所述三角形单电池的阳极与相邻单三角形单电池的阴极通过导线相连形成电池堆，第一个三角形单电池的阳极和最后一个三角形单电池的阴极各连接一根导线作为电池装置的正负极。

所述三角形单电池之间设置有缝隙，所述缝隙的宽度为1.5-3mm。

本专利平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置,具有节省空间、火焰均匀、燃料利用率高、发电功率大的优点，对于氧化物燃料电池的大规模推广具有重要意义,因此具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型电池装置的结构示意图；

图2是本实用新型圆环形托盘一的结构示意图；

图3是本实用新型圆环形托盘二的结构示意图；

图4是本实用新型固体氧化物燃料电池组的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-4和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置，所述电池装置由固体氧化物燃料电池组1由8个三角形单电池13拼成圆形结构，所述三角形单电池之间设置有宽度为2mm的缝隙6，所述三角形单电池13由阳极14、阴极15和电解质16构成，所述阴极15印刷在电解质16顶部，阳极14印刷在电解质16底部，所述三角形单电池的阳极14与相邻单三角形单电池的阴极15之间通过导电胶固定有导线17，8个三角形单电池13串连形成电池堆，第一个三角形单电池的阳极和最后一个三角形单电池的阴极通过导电胶各连出一根导线作为电池装置的正负极；

所述固体氧化物燃料电池组1顶部设置有圆环形绝缘垫圈一4，底部固定有圆环形绝缘垫圈二5，所述圆环形绝缘垫圈一4顶部固定有圆环形托盘一2，所述圆环形绝缘垫圈二5底部固定有圆环形托盘二3，所述圆环形绝缘垫圈一4、圆环形绝缘垫圈二5、圆环形托盘二3、圆环形托盘一2的圆周上均匀钻有相互配合的安装孔一9，所述圆环形托盘二3中间安装有固定片10，所述圆环形托盘一2中间焊接有十字交叉条11，所述固定片10和十字交叉条11中心钻有相互配合的安装孔二12，所述安装孔一9和安装孔二12内固定有螺杆8，所述螺杆两端安装有紧固螺母7。

实施例2：

一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置，所述电池装置由固体氧化物燃料电池组1由8个三角形单电池13拼成圆形结构，所述三角形单电池之间设置有宽度为2.5mm的缝隙6，所述三角形单电池13由阳极14、阴极15和电解质16构成，所述阴极15印刷在电解质16顶部，阳极14印刷在电解质16底部，所述三角形单电池的阳极14与相邻单三角形单电池的阴极15之间通过导电胶固定有导线17，8个三角形单电池13串连形成电池堆，第一个三角形单电池的阳极和最后一个三角形单电池的阴极通过导电胶各连出一根导线作为电池装置的正负极；

所述固体氧化物燃料电池组1顶部设置有圆环形绝缘垫圈一4，底部固定有圆环形绝缘垫圈二5，所述圆环形绝缘垫圈一4顶部固定有圆环形托盘一2，所述圆环形绝缘垫圈二5底部固定有圆环形托盘二3，所述圆环形绝缘垫圈一4、圆环形绝缘垫圈二5、圆环形托盘二3、圆环形托盘一2的圆周上均匀钻有相互配合的安装孔一9，所述圆环形托盘二3中间安装有固定片10，所述圆环形托盘一2中间焊接有十字交叉条11，所述固定片10和十字交叉条11中心钻有相互配合的安装孔二12，所述安装孔一9和安装孔二12内固定有螺杆8，所述螺杆两端安装有紧固螺母7。

本实用新型平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置的使用方法：首先按上述实施例组装好电池装置，然后在圆环形托盘二3下方放置气体燃烧装置，气体燃烧的火焰通过圆环形托盘二3对三角形单电池13阳极进行加热，电池装置的正负极与负载相连，所述的气体燃料可以为甲烷、丙烷、丁烷，或者是这些气体的混合物，所述负载可以为便携式手机充电装置，或者是LED电子显示屏以及便携电子设备。

Claims (2)

1.一种平板式直接火焰固体氧化物燃料电池装置，其特征在于：所述电池装置由固体氧化物燃料电池组（1）、圆环形托盘一（2）、圆环形托盘二（3）、圆环形绝缘垫圈一（4）、圆环形绝缘垫圈二（5）、螺杆（8）、紧固螺母（7）、导线（17）组成，所述固体氧化物燃料电池组（1）顶部设置有圆环形绝缘垫圈一（4），底部设置有圆环形绝缘垫圈二（5），所述圆环形绝缘垫圈一（4）顶部设置有圆环形托盘一（2），所述圆环形绝缘垫圈二（5）底部设置有圆环形托盘二（3），所述圆环形绝缘垫圈一（4）、圆环形绝缘垫圈二（5）、圆环形托盘二（3）、圆环形托盘一（2）的圆周上均匀设置有相互配合的安装孔一（9），所述圆环形托盘二（3）中间设置有固定片（10），所述圆环形托盘一（2）中间设置有十字交叉条（11），所述固定片（10）和十字交叉条（11）中心设置有相互配合的安装孔二（12），所述安装孔一（9）和安装孔二（12）内设置有螺杆(8)，所述螺杆两端设置有紧固螺母（7）；所述固体氧化物燃料电池组（1）由多个三角形单电池（13）拼成圆形，所述三角形单电池（13）由阳极（14）、阴极（15）和电解质（16）构成，所述阴极（15）设置在电解质（16）顶部，阳极（14）设置在电解质（16）底部，所述三角形单电池的阳极(14)与相邻单三角形单电池的阴极(15)通过导线(17)相连形成电池堆，并且第一个三角形单电池的阳极和最后一个三角形单电池的阴极各连出一根导线作为电池装置的正负极。

2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于：所述三角形单电池之间设置有缝隙（6），所述缝隙的宽度为1.5～3mm。