CN215377449U - 一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,属于燃料电池/电解池技术领域。该连接体具有连接体本体以及表面的防护涂层。连接体四周设有多个贯穿孔,连接体本体具有相对的第一表面和第二表面。第一表面设有第一凹槽,第一凹槽四周设有第一密封面,第一凹槽内设有第一流道,第二表面设有第二凹槽,第二凹槽四周设有第二密封面,第二凹槽内设有第二流道。优化设计的流道结构和表面状态利于防护涂层的高效沉积,也有利于集流和密封并降低涂层与基体的接触电阻。该燃料电池/电解池连接体不仅结构优异,易于制备,生产成本低,且能有效提升燃料电池/电解池的寿命和稳定性,对于燃料电池/电解池的大规模工程化具有较大的应用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池/电解池技术领域,具体而言,涉及一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体。
背景技术
固体氧化物燃料电池(SOFC)是燃料电池/电解池的一种,它通过化学反应将燃料中的化学能直接转化为电能的全固态发电装置,其主要由阳极层、电解质层和阴极层3部分组成。SOFC对环境友好,发电过程中产生的污染物排放量低,甚至可以实现零污染。此外,SOFC还具有燃料适用范围广、长期稳定性高、不须用贵金属作催化剂等优点。因此,SOFC是实现高效环保发电最具应用前景的燃料电池之一。
SOFC连接体具有两个主要作用:一是把单电池连接起来,提高输出电压、电流和功率;二是将阳极侧的燃料气和阴极侧的氧化气隔离开来。与传统陶瓷连接体相比,金属连接体具有高电导率/热导率,容易加工成复杂形状,制造成本低,力学性能优良等优点,十分适合用作中低温SOFC连接体材料。传统连接体制备方法采用粉末冶金,冲压成型或精加工等工艺,易翘曲变形或难以实现复杂结构的精细化制备。
此外,即便在中低温下工作的SOFC,金属材料的氧化依然无法避免。为了提高金属耐高温氧化性能,通常往金属基体中添加Cr元素。然而Cr在高温氧化后会增大电池内阻,并将挥发毒化阴极,导致SOFC性能退化。因此,需在金属连接体表面涂覆防护涂层,以抑制金属连接体的氧化,降低连接体与SOFC电极之间的界面电阻,并隔绝Cr向阴极表面的挥发、沉积与毒化,保持SOFC性能的稳定性。
固体氧化物电解池(SOEC)是固体氧化物燃料电池/电解池的逆运行装置,具有与后者相同的结构形式,可用于高温电解水制取氢气、电解二氧化碳制取一氧化碳,因此固体氧化物电解池连接体与固体氧化物燃料电池连接体存在类似的问题。
目前的固体氧化物燃料电池/电解池连接体受限于加工手段,其结构简单,效果单一,且批量化生产效率较低,相应的燃料电池/电解池电堆的性能有待提高。
鉴于此,特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其结构优异,易于制备,生产成本低效率高,并且,其优化的表面结构和防护涂层的添加可使得连接体具有十分优异的性能。
本申请可这样实现:
本申请提供一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,固体氧化物燃料电池/电解池连接体具有连接体本体,连接体本体具有相对的第一表面和第二表面;连接体本体设有至少4个贯穿第一表面和第二表面的通孔,第一表面设有第一凹槽,第一凹槽的四周设有第一密封面,第一凹槽内设有第一流道,第二表面设有第二凹槽,第二凹槽的四周设有第二密封面,第二凹槽内设有第二流道;
第一流道与通孔中用于通入第一反应气的第一进气孔以及用于排出第一产物气的第一出气孔连通,第二流道与用于通入第二反应气的第二进气孔以及用于排出第二产物气的第二出气孔连通。
在可选的实施方式中,第一凹槽内设有多道凸起的第一隔离筋,第一隔离筋为连续筋或多段不连续筋,多道第一隔离筋间隔设置,相邻两道第一隔离筋之间的间隔区以及每道第一隔离筋与第一凹槽的槽壁之间的间隔区共同形成第一流道;
或,第二凹槽内设有多道凸起的第二隔离筋,第二隔离筋为连续筋或多段不连续筋,多道第二隔离筋间隔设置,相邻两道第二隔离筋之间的间隔区域以及每道第二隔离筋与第二凹槽的槽壁之间的间隔区共同形成第二流道。
在可选的实施方式中,相邻两道第一隔离筋之间的间距为0.5-5mm,第一隔离筋凸起的高度为0.5-3mm,第一隔离筋的宽度为0.5-2mm;或,相邻两道第二隔离筋之间的间距为0.5-5mm,第二隔离筋凸起的高度为0.5-3mm,第二隔离筋的宽度为0.5-2mm。
在可选的实施方式中,第一隔离筋的顶部为平直状或锥状或凸台状;且第一隔离筋的顶部的表面为粗糙面,粗糙度为5-100μm;
或,第二隔离筋的顶部为平直状或锥状或凸台状;且第二隔离筋的顶部的表面为粗糙面,粗糙度为5-100μm。
在可选的实施方式中,第一隔离筋的顶部设有多孔层,多孔层的厚度为0.1-1mm,孔隙率为5-70%;或,第二隔离筋的顶部设有多孔层,多孔层的厚度为0.1-1mm,孔隙率为5-70%。
在可选的实施方式中,第一密封面呈粗糙状,粗糙度为5-100μm;
或,第二密封面呈粗糙状,粗糙度为5-100μm。
在可选的实施方式中,第一密封面的表层设有多孔层,多孔层孔隙率为5-50%,厚度为0.1-1mm;
或,第二密封面的表层设有多孔层,多孔层孔隙率为5-50%,厚度为0.1-1mm。
在可选的实施方式中,连接体本体的厚度为1-6mm。
在可选的实施方式中,固体氧化物燃料电池/电解池连接体还包括设置于连接体本体的表面的防护涂层。
在可选的实施方式中,防护涂层的厚度为10-100μm。
本申请的有益效果包括:
本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体易于制备,尤其适合采用增材制造方法制备,生产成本低,效率高,十分适合大批量工业制造。其优异的结构和性能,能明显提升SOFC/SOEC电堆的性能和寿命,具有巨大的市场潜力和推广前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中第一种结构的连接体本体在第一视角下的结构示意图;
图2为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中第一种结构的连接体本体在第二视角下的结构示意图;
图3为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中第二种结构的连接体本体在第一视角下的结构示意图;
图4为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中第二种结构的连接体本体在第二视角下的结构示意图;
图5为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中第一密封面和第二密封面的结构示意图;
图6为图5中A处的放大图;
图7为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中隔离筋上表面的第一种结构示意图;
图8为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中隔离筋上表面的第二种结构示意图;
图9为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中隔离筋上表面的第三种结构示意图;
图10为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中第一表面和第二表面的隔离筋所具有的第一种结构的上表面示意图;
图11为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中第三种结构的连接体本体在第一视角下的结构示意图;
图12为本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体中第三种结构的连接体本体在第二视角下的结构示意图。
图标:1-连接体本体;2-防护涂层;11-第一凹槽;12-第二凹槽;13-第一进气孔;14-第二进气孔;15-第一出气孔;16-第二出气孔;17-第一流道;18-第二流道;19-隔离筋;191-第一隔离筋;192-第二隔离筋;193-第一多孔层;101-第一表面;102-第二表面;103-第一侧;104-第二侧;105-第三侧;106-第四侧;107-第一密封面;108-第二密封面;109-第二多孔层;111-第一折流部;112-第二折流部;113-第三折流部;114-第四折流部。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体及其制造方法与应用进行具体说明。
请一并结合图1至图12,本申请提出一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其具有连接体本体1,连接体本体1具有相对的第一表面101和第二表面102。
连接体本体1设有至少4个均贯穿第一表面101和第二表面102的通孔。第一表面101具有相对的第一侧103和第二侧104,第二表面也具有相对的第一侧103和第二侧104,也即第一表面的第一侧103和第二表面的第一侧103方向一致,也可理解为整个连接体本体1具有相对的第一侧103和第二侧104。
第一表面101设有位于第一侧103及第二侧104之间的第一凹槽11,第一凹槽11内设有第一流道17,第一凹槽的四周设有第一密封面107(如图5所示)。
第二表面102设有位于第一侧103及第二侧104之间的第二凹槽12,第二凹槽12内设有第二流道18,第二凹槽的四周设有第二密封面108(如图5所示)。
第一流道17与通孔中用于通入第一反应气的第一进气孔13以及用于排出第一产物气的第一出气孔15连通,第二流道18与用于通入第二反应气的第二进气孔14以及用于排出第二产物气的第二出气孔16连通。
具体可理解成:第一流道17与通孔中用于通入燃料气体的第一进气孔13以及用于排出燃料气体的第一出气孔15连通,第二流道18与用于通入氧气的第二进气孔14以及用于排出氧气的第二出气孔16连通。
可参考地,上述第一流道17和/或第二流道18的设置方式包括直线式、回路式或锯齿式。其中,回路式可以理解成方波式或构成回路的折流式。在可选地实施方式中,可以仅是第一流道17的设置方式为直线式、回路式或锯齿式,也可以仅是第二流道18的设置方式为直线式、回路式或锯齿式,还可以是两个流道均按上述列举的形式设置。值得说明的是,第一流道17和第二流道18的设置方式可以相同也可不同。
第一凹槽11内设有多道凸起的第一隔离筋191,第一隔离筋191为连续筋或多段不连续筋,多道第一隔离筋191间隔设置,相邻两道第一隔离筋191之间的间隔区以及每道第一隔离筋191与第一凹槽11的槽壁之间的间隔区共同形成第一流道17。
第二凹槽12内设有多道凸起的第二隔离筋192,第二隔离筋192为连续筋或多段不连续筋,多道第二隔离筋192间隔设置,相邻两道第二隔离筋192之间的间隔区域以及每道第二隔离筋192与第二凹槽12的槽壁之间的间隔区共同形成第二流道18。
当隔离筋19为多段不连续筋时,隔离筋19可以沿第一侧103至第二侧104的方向延伸且隔离筋19的两端端部与凹槽的内壁具有间隔。此外,隔离筋19也可以沿第四侧106至第三侧105的方向延伸且隔离筋19的两端端部与凹槽的内壁具有间隔。在沿延伸方向,每道隔离筋19具有多个打断区。
在可选地实施方式中,相邻两道第一隔离筋191之间的间距可以为0.5-5mm(如0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等),每道第一隔离筋191凸起的高度可以为0.5-3mm(如0.5mm、1mm、2mm或3mm等),每道第一隔离筋191的宽度可以为0.5-2mm(如0.5mm、1mm、1.5mm或2mm等)。
同理地,相邻两道第二隔离筋192之间的间距也可以为0.5-5mm(如0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等),每道第二隔离筋192凸起的高度也可以为0.5-3mm(如0.5mm、1mm、2mm或3mm等),每道第二隔离筋192的宽度也可以为0.5-2mm(如0.5mm、1mm、1.5mm或2mm等)。
本申请中,第一隔离筋191和/或第二隔离筋192的上表面为平直状(如图7)或锥状(如图8)或凸台状(如图9)。可参考地,可以是第一隔离筋191和第二隔离筋192的上表面同为水平面或锥形或凸台状,也可是第一隔离筋191和第二隔离筋192分别为平直状、锥状和凸台状中的不同形状(如图10)。
进一步地,第一隔离筋191的顶部的表面为粗糙面,其粗糙度可以为5-100μm(如5μm、10μm、20μm、50μm、80μm或100μm等)。
同理地,第二隔离筋192的顶部也可以为平直状或锥状或凸台状,第二隔离筋192的顶部的表面也可以为粗糙面,其粗糙度也可以为5-100μm(如5μm、10μm、20μm、50μm、80μm或100μm等)。
进一步地,第一隔离筋191的顶部还设有第一多孔层193(如图6),第一多孔层193的厚度可以为0.1-1mm(如0.1mm、0.5mm或1mm等),孔隙率可以为5-70%(如5%、10%、20%、50%或70%等)。
同理地,第二隔离筋192的顶部也可设有第一多孔层193(如图6),第一多孔层193的厚度也可以为0.1-1mm(如0.1mm、0.5mm或1mm等),孔隙率也可以为5-70%(如5%、10%、20%、50%或70%等)。
较佳地,第一密封面107的表层设有第二多孔层109(如图6),第二多孔层109的孔隙率为5-50%(如5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%或50%等),厚度为0.1-1mm(如0.1mm、0.5mm、0.8mm或1mm等)。
同理地,第二密封面108的表层也设有第二多孔层109(如图6),第二多孔层109的孔隙率为5-50%(如5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%或50%等),厚度为0.1-1mm(如0.1mm、0.5mm、0.8mm或1mm等)。
值得说明的是,本申请所提及的流道不仅可包含笔直的流道、横向打断的笔直流道,还可包括弯曲延伸的流道等。
承上,通过设置流道,可使气体均匀分布。在优选的实施方式中,流道的边界呈圆滑过渡,以利于后续的防护涂层2的制备。
值得说明的是,本申请的连接体本体1中除了流道的流通区域以及进气孔和出气孔以外,其余区域均为实心结构。
在本申请中,连接体本体1可设有4个或6个通孔。
当通孔数量为6个时,通孔包括2个第一进气孔13、1个第一出气孔15、2个第二进气孔14和1个第二出气孔16。2个第一进气孔13均位于第二侧104,第一出气孔15位于第一侧103;2个第二进气孔14均位于第一侧103,第二出气孔16位于第二侧104(如图1和图2)。或者,可以是2个第一进气孔13和1个第一出气孔15均位于第一侧103,2个第二进气孔14和1个第二出气孔16均位于第二侧104(如图3和图4)。也即同个面的2个进气孔是位于同侧的,只是同个面的出气孔可以与进气孔同侧,也可与进气孔异侧。
优选地,位于同侧的2个进气孔之间由该侧的排气孔隔开,例如,为便于理解,以连接体本体1的形状为正方体为例,正方体的正反面分别为第一表面101和第二表面102,该连接体本体1具有沿顺时针依次连接的第一侧103、第三侧105、第二侧104和第四侧106。该6个通孔的设置位置可由第一侧103的靠近第四侧106的一端为起始,按顺时针方向,依次为第一进气孔13、第一出气孔15、第一进气孔、第二进气孔14、第二出气孔16和第二进气孔14,或者,可以为第一进气孔13、第二出气孔16、第一进气孔、第二进气孔14、第一出气孔15和第二进气孔14。
可参考地,当6个通孔的设置位置为第一进气孔13、第二出气孔16、第一进气孔13、第二进气孔14、第一出气孔15和第二进气孔14时,第一凹槽11内设有共同作为第一流道17的第一折流部111和第二折流部112,第一折流部111的始端与1个第一进气孔13连通,末端与第一出气孔15连通,第二折流部112的始端与另一个第一进气孔13连通,末端也与该第一出气孔15连通。第一凹槽11的内壁与第一折流部111和第二折流部112之间形成第一流道17。上述折流部也可理解为由多道隔离筋19按折回方式形成。
同理地,第二凹槽12内设有共同作为第二流道18的第三折流部113和第四折流部114,第三折流部113的始端与1个第二进气孔14连通,末端与第二出气孔16连通。第四折流部114的始端与另一个第二进气孔14连通,末端也与该第二出气孔16连通。
值得说明的是,上述6个通孔的位置也可根据实际需要按需设置,以下类似的情况也同此理解,在此不做过多赘述。
当通孔数量为4个时,通孔包括1个第一进气孔13、1个第一出气孔15、1个第二进气孔14以及1个第二出气孔16。同一个表面内的进气孔和出气孔可以位于同侧,也可以位于异侧。
优选地,第一进气孔13和第一出气孔15分别位于第一侧103和第二侧104,第二进气孔14和第二出气孔16分别位于第一侧103和第二侧104。例如,该4个通孔的设置位置可由第一侧103的靠近第四侧106的一端为起始,按顺时针方向,依次为第一进气孔13、第二进气孔14、第一出气孔15和第二出气孔16(如图11和图12)。
在可选的实施方式中,连接体本体1的厚度可以为1-6mm,如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm或6mm等。
此外,连接体本体1两面的隔离筋设计均可实现点接触、线接触或面接触,优选的接触方式为点接触或线接触,以便提高电池集流效果。所述点接触和线接触可通过隔离筋顶部的结构或表面微结构设计实现。连接体两面的隔离筋顶部可以设计为锯齿形、锥形、凸台形,等进而实现点接触、线接触和面接触。隔离筋的顶部也可为多孔状,通过控制该多孔状部分的孔隙率、孔隙大小、孔型、枝杆粗细以及多孔层厚等特征,对电池集流接触进行有效设计,实现高效集流的同时又可避免电极面积的过多损失,同时还能保证防护涂层的防护效果。
进一步地,在可选的实施方式中,本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体还包括设置于连接体本体1表面的防护涂层2,所述防护涂层2可有效缓解或解决金属连接体在SOFC服役温度下(大于600℃)的氧化腐蚀问题,从而可延长金属连接体的寿命,提高整个电池堆的使用寿命。
在可选的实施方式中,所述防护涂层2的厚度可以为10-100μm,如10μm、20μm、50μm、80μm或100μm。
承上,本申请提供的集防护涂层2与连接体本体1为一体的固体氧化物燃料电池/电解池连接体能够同时具有以下优异的性能:
1、本申请提供的固体氧化物燃料电池/电解池连接体具有优化的流道结构和表面微观结构。连接体本体表面微观粗糙结构或多孔结构的设计,可明显提高涂层与基体的结合强度,降低涂层与基体的接触电阻;表面微观多孔结构也有利于集流和密封,并减小电极有效表面积的损失。
2、连接体表面防护涂层的设计能有效抑制金属连接体的氧化,进而有效提高SOFC/SOEC电堆的寿命及稳定性。
以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其包括连接体本体1以及设置于连接体本体1的表面的防护涂层2。连接体本体1的厚度为3mm,防护涂层2的厚度为30μm。具体设计的结构如图1、图2、图5、图6和图7所示。
该连接体本体1的形状为正方体,正方体的正反面分别为第一表面101和第二表面102,该连接体本体1具有沿顺时针依次连接的第一侧103、第三侧105、第二侧104和第四侧106。由第一侧103的靠近第四侧106的一端为起始,按顺时针方向,依次为第一进气孔13、第二出气孔16、第一进气孔13、第二进气孔14、第一出气孔15和第二进气孔14。其中,第一进气孔13用于通入燃料气体,第一出气孔15用于排出燃料气体,第二进气孔14用于通入氧气,第二出气孔16用于排出氧气。
第一表面101具有位于第一侧103及第二侧104之间的第一凹槽11,第一凹槽11内设有第一流道17,第一流道17与2个第一进气孔13以及第一出气孔15连通。第二表面102具有位于第一侧103及第二侧104之间的第二凹槽12,第二凹槽12内设有第二流道18,第二流道18与2个第二进气孔14和第二出气孔16连通。第一凹槽11的四周即为第一密封面107,第二凹槽12的四周即为第二密封面108。
第一凹槽11内设有多道凸起的第一隔离筋191,多道第一隔离筋191等距间隔设置且每道第一隔离筋191沿第一侧103至第二侧104的方向延伸,第一隔离筋191的两端端部与第一凹槽11的内壁具有间隔。相邻两道第一隔离筋191之间以及每道第一隔离筋191与第一凹槽11的槽壁之间共同形成第一流道17。相应地,第二凹槽12内设有多道凸起的第二隔离筋192,多道第二隔离筋192平行设置且每道第二隔离筋192沿第一侧103至第二侧104的方向延伸,第二隔离筋192的两端端部与第二凹槽12的内壁具有间隔。相邻两道第二隔离筋192之间以及每道第二隔离筋192与第二凹槽12的槽壁之间形成第二流道18。
相邻两道隔离筋19之间的间距为1.5mm,每道隔离筋19凸起的高度为1mm,宽度,每道隔离筋19的宽度为0.6mm。每道隔离筋19的上表面为水平面。每道隔离筋19的顶部的表面为粗糙度为50μm的粗糙面,且每道隔离筋19的顶部均设有第一多孔层193,第一多孔层193的厚度为0.5mm,孔隙率为50%。两个流道均呈直线式设置。
第一密封面107的表层设有第二多孔层109,该第二多孔层109的孔隙率为40%,厚度为0.2mm;第二密封面的表层也设有第二多孔层109,该第二多孔层109的孔隙率为40%,厚度为0.2mm。
实施例2
本实施例提供一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其包括连接体本体1以及设置于连接体本体1的表面的防护涂层2。连接体本体1的厚度为4mm,防护涂层2的厚度为50μm。具体设计的结构如图3、图4、图5、图6和图7所示。
该结构与实施例1的区别在于:由第一侧103的靠近第四侧106的一端为起始,按顺时针方向,依次为第一进气孔13、第一出气孔15、第一进气孔13、第二进气孔14、第二出气孔16和第二进气孔14。两个流道均呈回路式设置。
第一凹槽11内设有共同作为第一流道17的第一折流部111和第二折流部112,第一折流部111的始端与1个第一进气孔13连通,末端与第一出气孔15连通。第二折流部112的始端与另一个第一进气孔13连通,末端也与该第一出气孔15连通。第一凹槽11的内壁与第一折流部111和第二折流部112之间形成第一流道17。上述折流部可理解为由多道隔离筋19按折回方式形成。
同理地,第二凹槽12内设有共同作为第二流道18的第三折流部113和第四折流部114,第三折流部113的始端与1个第二进气孔14连通,末端与第二出气孔16连通。第四折流部114的始端与另一个第二进气孔14连通,末端也与该第二出气孔16连通。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于:每道隔离筋19的上表面均为锥形面(如图8)。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于:每道隔离筋19的上表面均为凸台状(如图9)。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于:第一凹槽11内的隔离筋19的上表面为水平面,第二凹槽12内的隔离筋19的上表面为锥形面(如图10)。
实施例6
本实施例提供一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其包括连接体本体1以及设置于连接体本体1的表面的防护涂层2。连接体本体1的厚度为3mm,防护涂层2的厚度为60μm。具体设计的结构结合图11和图12所示。
该连接体本体1的形状为正方体,正方体的正反面分别为第一表面101和第二表面102,该连接体本体1具有沿顺时针依次连接的第一侧103、第三侧105、第二侧104和第四侧106。由第一侧103的靠近第四侧106的一端为起始,按顺时针方向,依次为第一进气孔13、第二进气孔14、第一出气孔15和第二出气孔16。
第一表面101具有位于第三侧105及第四侧106之间的第一凹槽11,第一凹槽11内设有第一流道17,第一流道17与第一进气孔13和第一出气孔15连通。第二表面102具有位于第三侧105及第四侧106之间的第二凹槽12,第二凹槽12内设有第二流道18,第二流道18与第三进气孔和第二出气孔16连通。第一凹槽11的四周即为第一密封面107,第二凹槽12的四周即为第二密封面108(可参照图5)。
第一凹槽11内设有多道凸起的第一隔离筋191,多道第一隔离筋191等距间隔设置且每道第一隔离筋191沿第三侧105至第四侧106的方向延伸,第一隔离筋191的两端端部与第一凹槽11的内壁具有间隔。相邻两道第一隔离筋191之间以及每道第一隔离筋191与第一凹槽11的槽壁之间共同形成第一流道17。相应地,第二凹槽12内设有多道凸起的第二隔离筋192,多道第二隔离筋192平行设置且每道第二隔离筋192沿第三侧105至第四侧106的方向延伸,第二隔离筋192的两端端部与第二凹槽12的内壁具有间隔。相邻两道第二隔离筋192之间以及每道第二隔离筋192与第二凹槽12的槽壁之间形成第二流道18。
相邻两道隔离筋19之间的间距为1.5mm,每道隔离筋19凸起的高度为1mm,宽度,每道隔离筋19的宽度为0.6mm。每道隔离筋19的顶部的表面为粗糙度为5μm的粗糙面,且每道隔离筋19的顶部均设有第一多孔层193,第一多孔层193的厚度为0.1mm,孔隙率为5%。两个流道均呈锯齿式设置。
第一密封面107的表层设有第二多孔层109,该第二多孔层109的孔隙率为5%,厚度为0.1mm;第二密封面的表层也设有第二多孔层109,该第二多孔层109的孔隙率为5%,厚度为0.1mm(可参照图6)。
实施例7
本实施例提供一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其包括连接体本体1以及设置于连接体本体1的表面的防护涂层2。连接体本体1的厚度为3.5mm,防护涂层2的厚度为70μm。具体设计的结构结合图11和图12所示。
该结构与实施例6的区别在于:相邻两道隔离筋19之间的间距为1.8mm,每道隔离筋19凸起的高度为1.3mm,宽度,每道隔离筋19的宽度为0.8mm。每道隔离筋19的顶部的表面为粗糙度为100μm的粗糙面,且每道隔离筋19的顶部均设有第一多孔层193,第一多孔层193的厚度为1mm,孔隙率为70%。两个流道均呈锯齿式设置。
第一密封面107的表层设有第二多孔层109,该第二多孔层109的孔隙率为50%,厚度为1mm;第二密封面的表层也设有第二多孔层109,该第二多孔层109的孔隙率为50%,厚度为1mm。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述固体氧化物燃料电池/电解池连接体具有连接体本体,所述连接体本体具有相对的第一表面和第二表面;所述连接体本体设有至少4个贯穿所述第一表面和所述第二表面的通孔,所述第一表面设有第一凹槽,所述第一凹槽的四周设有第一密封面,所述第一凹槽内设有第一流道,所述第二表面设有第二凹槽,所述第二凹槽的四周设有第二密封面,所述第二凹槽内设有第二流道;
所述第一流道与所述通孔中用于通入第一反应气的第一进气孔以及用于排出第一产物气的第一出气孔连通,所述第二流道与用于通入第二反应气的第二进气孔以及用于排出第二产物气的第二出气孔连通。
2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述第一凹槽内设有多道凸起的第一隔离筋,所述第一隔离筋为连续筋或多段不连续筋,多道所述第一隔离筋间隔设置,相邻两道所述第一隔离筋之间的间隔区以及每道所述第一隔离筋与所述第一凹槽的槽壁之间的间隔区共同形成所述第一流道;
或,所述第二凹槽内设有多道凸起的第二隔离筋,所述第二隔离筋为连续筋或多段不连续筋,多道所述第二隔离筋间隔设置,相邻两道所述第二隔离筋之间的间隔区域以及每道所述第二隔离筋与所述第二凹槽的槽壁之间的间隔区共同形成所述第二流道。
3.根据权利要求2所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,相邻两道所述第一隔离筋之间的间距为0.5-5mm,所述第一隔离筋凸起的高度为0.5-3mm,所述第一隔离筋的宽度为0.5-2mm;
或,相邻两道所述第二隔离筋之间的间距为0.5-5mm,所述第二隔离筋凸起的高度为0.5-3mm,所述第二隔离筋的宽度为0.5-2mm。
4.根据权利要求2所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述第一隔离筋的顶部为平直状或锥状或凸台状;且所述第一隔离筋的顶部的表面为粗糙面,粗糙度为5-100μm;
或,所述第二隔离筋的顶部为平直状或锥状或凸台状;且所述第二隔离筋的顶部的表面为粗糙面,粗糙度为5-100μm。
5.根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述第一隔离筋的顶部设有多孔层,所述多孔层的厚度为0.1-1mm,孔隙率为5-70%;
或,所述第二隔离筋的顶部设有多孔层,所述多孔层的厚度为0.1-1mm,孔隙率为5-70%。
6.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述第一密封面呈粗糙状,粗糙度为5-100μm;
或,所述第二密封面呈粗糙状,粗糙度为5-100μm。
7.根据权利要求6所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述第一密封面的表层设有多孔层,多孔层孔隙率为5-50%,厚度为0.1-1mm;
或,所述第二密封面的表层设有多孔层,多孔层孔隙率为5-50%,厚度为0.1-1mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述连接体本体的厚度为1-6mm。
9.根据权利要求1-7任一项所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述固体氧化物燃料电池/电解池连接体还包括设置于所述连接体本体表面的防护涂层。
10.根据权利要求9所述的固体氧化物燃料电池/电解池连接体,其特征在于,所述防护涂层的厚度为10-100μm。
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