CN211829033U - 一种改进的固体氧化物燃料电池装置 - Google Patents

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吕秀清
张保柱
李芬芳
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    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

本实用新型公开了一种改进的固体氧化物燃料电池装置，包括第一端板，所述第一端板上设置有螺杆，且螺杆下端贯穿第一端板和第二端板与紧固螺母相连接，所述第一端板和第二端板之间设置有连接体，且连接体与第一端板之间设置有阳极、固体电解质和阴极，同时连接体和第二端板之间设置有阳极、固体电解质和阴极，所述阳极设置在固体电解质的上方。该改进的固体氧化物燃料电池装置，等间距分布的第一燃料通道、第一氧化剂通道、第二燃料通道和第二氧化剂通道，使得进入的燃料和氧化剂均匀分布扩散，进而缓解或避免固体氧化物燃料电池工作过程中存在反应位置分布不均的问题，设置有连接体、螺杆和紧固螺母，便于燃料电池之间堆叠联接成电池堆结构。

Description

一种改进的固体氧化物燃料电池装置
技术领域
本实用新型涉及固体氧化物燃料电池技术领域，具体为一种改进的固体氧化物燃料电池装置。
背景技术
固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转换为电能的全固态化学发电装置，在固体氧化物燃料电池的阳极一侧持续通入燃料气，例如：氢气(H2)、甲烷(CH4)、城市煤气等，具有催化作用的阳极表面吸附燃料气体，并通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面。在阴极一侧持续通人氧气或空气，具有多孔结构的阴极表面吸附氧，由于阴极本身的催化作用，使得O2得到电子变为O2-，在化学势的作用下，O2-进入起电解质作用的固体氧离子导体，由于浓度梯度引起扩散，最终到达固体电解质与阳极的界面，与燃料气体发生反应，失去的电子通过外电路回到阴极，一般的固体氧化物燃料电池进入的燃料、氧化剂分布不均，不利于反应气体在整个电机内部均匀扩散和反应产物的及时排出，现需要一种改进的固体氧化物燃料电池装置解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种改进的固体氧化物燃料电池装置，以解决上述背景技术中提出的一般的固体氧化物燃料电池进入的燃料、氧化剂分布不均，不利于反应气体在整个电机内部均匀扩散和反应产物的及时排出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种改进的固体氧化物燃料电池装置，包括第一端板，所述第一端板上设置有螺杆，且螺杆下端贯穿第一端板和第二端板与紧固螺母相连接，所述第一端板和第二端板之间设置有连接体，且连接体与第一端板之间设置有阳极、固体电解质和阴极，同时连接体和第二端板之间设置有阳极、固体电解质和阴极，所述阳极设置在固体电解质的上方，且固体电解质设置在阴极的上方。
优选的，所述第一端板包括有第一燃料通道和第一排出通道，且第一端板上设置有第一燃料通道和第一排出通道，同时第一燃料通道设置在第一排出通道的前侧。
优选的，所述螺杆贯穿第一端板和第二端板螺纹连接有紧固螺母。
优选的，所述第二端板包括有第一氧化剂通道和第二排出通道，且第二端板上设置有第一氧化剂通道和第二排出通道，同时第一氧化剂通道设置在第二排出通道的左侧。
优选的，所述第一氧化剂通道和第一燃料通道分别等间距分布在第二端板和第一端板上，且第一燃料通道和第一氧化剂通道分别与第一排出通道和第二排出通道相连通。
优选的，所述连接体包括有第二燃料通道和第二氧化剂通道，且连接体上设置有第二燃料通道和第二氧化剂通道，同时第二燃料通道设置在第二氧化剂通道的下方。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该改进的固体氧化物燃料电池装置，
(1)等间距分布的第一燃料通道、第一氧化剂通道、第二燃料通道和第二氧化剂通道，使得进入的燃料和氧化剂均匀分布扩散，进而缓解或避免固体氧化物燃料电池工作过程中存在反应位置分布不均的问题；
(2)设置有连接体、螺杆和紧固螺母，便于单固体氧化物燃料电池之间堆叠联接成电池堆结构，且每个单固体氧化物燃料电池之间的第一排出通道或第二排出通道相连通，便于反应气体的集中排出和对排出的热量集中收集再利用。
附图说明
图1为本实用新型正视剖面结构示意图；
图2为本实用新型左侧视剖面结构示意图；
图3为本实用新型第一氧化剂通道和第二排出通道之间结构示意图；
图4为本实用新型第一燃料通道和第一排出通道之间结构示意图。
图中：1、第一端板，101、第一燃料通道，102、第一排出通道，2、螺杆，3、紧固螺母，4、第二端板，401、第一氧化剂通道，402、第二排出通道，5、阳极，6、固体电解质，7、阴极，8、连接体，801、第二燃料通道，802、第二氧化剂通道。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种改进的固体氧化物燃料电池装置，如图1、图2、图3和图4，第一端板1上设置有螺杆2，且螺杆2下端贯穿第一端板1和第二端板4与紧固螺母3相连接，第一端板1包括有第一燃料通道101和第一排出通道102，且第一端板1上设置有第一燃料通道101和第一排出通道102，同时第一燃料通道101设置在第一排出通道102的前侧，等间距分布的第一燃料通道101使得进入的燃料均匀分布，且第一排出通道102便于集中排出产生的气体，螺杆2贯穿第一端板1和第二端板4螺纹连接有紧固螺母3，通过螺杆2和紧固螺母3配合便于单固体氧化物燃料电池堆叠成电池堆结构，第二端板4包括有第一氧化剂通道401和第二排出通道402，且第二端板4上设置有第一氧化剂通道401和第二排出通道402，同时第一氧化剂通道401设置在第二排出通道402的左侧，等间距分布的第一氧化剂通道401便于氧化剂均匀进入分布，第一氧化剂通道401和第一燃料通道101分别等间距分布在第二端板4和第一端板1上，且第一燃料通道101和第一氧化剂通道401分别与第一排出通道102和第二排出通道402相连通，第一排出通道102和第二排出通道402便于气体集中排出处理以及热量的集中收集再利用，连接体8包括有第二燃料通道801和第二氧化剂通道802，且连接体8上设置有第二燃料通道801和第二氧化剂通道802，同时第二燃料通道801设置在第二氧化剂通道802的下方，连接体8便于单固体氧化物燃料电池之间堆叠联接，且连接体8上等间距分布着第二燃料通道801和第二氧化剂通道802，且连接体8上也设置有相应的排出通道与其对应，同时上下之间的排出通道相连通，第一端板1和第二端板4之间设置有连接体8，且连接体8与第一端板1之间设置有阳极5、固体电解质6和阴极7，同时连接体8和第二端板4之间设置有阳极5、固体电解质6和阴极7，阳极5设置在固体电解质6的上方，且固体电解质6设置在阴极7的上方。
工作原理：在使用该改进的固体氧化物燃料电池装置时，在螺杆2和紧固螺母3作用下便于单固体氧化物燃料电池堆叠成电池堆结构，将燃料通过第一燃料通道101、第二燃料通道801通入，相应的第一氧化剂通道401和第二氧化剂通道802通入氧化剂，具有催化作用的阳极5表面吸附燃料气体，并通过阳极5的多孔结构均匀扩散到阳极5与电解质的界面，在阴极7一侧通入的氧气或空气氧化剂，具有多孔结构的阴极7表面吸附氧，由于阴极7本身的催化作用，使得氧气等到电子变为氧离子，在化学势作用下，氧离子进入起电解质作用的固体氧离子导体，由于浓度梯度扩散，最终达到固体电解质与阳极5的界面，与燃气气体发生反应，失去电子通过外电路回到阴极7，反应产生的气体或水蒸汽及热量通过第一排出通道102和第二排出通道402集中排出收集处理或再利用，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种改进的固体氧化物燃料电池装置，包括第一端板(1)，其特征在于：所述第一端板(1)上设置有螺杆(2)，且螺杆(2)下端贯穿第一端板(1)和第二端板(4)与紧固螺母(3)相连接，所述第一端板(1)和第二端板(4)之间设置有连接体(8)，且连接体(8)与第一端板(1)之间设置有阳极(5)、固体电解质(6)和阴极(7)，同时连接体(8)和第二端板(4)之间设置有阳极(5)、固体电解质(6)和阴极(7)，所述阳极(5)设置在固体电解质(6)的上方，且固体电解质(6)设置在阴极(7)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种改进的固体氧化物燃料电池装置，其特征在于：所述第一端板(1)包括有第一燃料通道(101)和第一排出通道(102)，且第一端板(1)上设置有第一燃料通道(101)和第一排出通道(102)，同时第一燃料通道(101)设置在第一排出通道(102)的前侧。
3.根据权利要求1所述的一种改进的固体氧化物燃料电池装置，其特征在于：所述螺杆(2)贯穿第一端板(1)和第二端板(4)螺纹连接有紧固螺母(3)。
4.根据权利要求2所述的一种改进的固体氧化物燃料电池装置，其特征在于：所述第二端板(4)包括有第一氧化剂通道(401)和第二排出通道(402)，且第二端板(4)上设置有第一氧化剂通道(401)和第二排出通道(402)，同时第一氧化剂通道(401)设置在第二排出通道(402)的左侧。
5.根据权利要求4所述的一种改进的固体氧化物燃料电池装置，其特征在于：所述第一氧化剂通道(401)和第一燃料通道(101)分别等间距分布在第二端板(4)和第一端板(1)上，且第一燃料通道(101)和第一氧化剂通道(401)分别与第一排出通道(102)和第二排出通道(402)相连通。
6.根据权利要求1所述的一种改进的固体氧化物燃料电池装置，其特征在于：所述连接体(8)包括有第二燃料通道(801)和第二氧化剂通道(802)，且连接体(8)上设置有第二燃料通道(801)和第二氧化剂通道(802)，同时第二燃料通道(801)设置在第二氧化剂通道(802)的下方。
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CN114899465A (zh) * 2022-03-29 2022-08-12 深圳技术大学 一种固体氧化物燃料电池系统及控制方法

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