CN217822904U - 一种固体氧化物燃料电池电堆模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固体氧化物燃料电池电堆模组，包括第一电堆、介质分配板和第二电堆；介质分配板的上端面与第一电堆连接，下端面与第二电堆连接；介质分配板上设有第一燃气进口、第一尾气出口、第一燃气出口和第一尾气进口；第一燃气进口通过燃气管路与第一燃气出口连通；第一尾气进口通过尾气管路与第一尾气出口连通；第一燃气进口和第一尾气出口避开第一电堆和第二电堆设置；第一电堆以及第二电堆均设有第二燃气进口和第二尾气出口；流体通过介质分配板中的燃气管路和尾气管路实现第一电堆和第二电堆中的流体均匀分布；第一电堆和第二电堆通过介质分配板串联，结构紧凑，节省了固体氧化物燃料电池的安装空间。

Description

一种固体氧化物燃料电池电堆模组

技术领域

本实用新型涉及燃料电池系统技术领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池电堆模组。

背景技术

固体氧化物燃料电池具备很高发电效率、热电联供效率高、节约水资源、绿色环保、易于模块化组装、燃料选用范围广，且不需要贵金属催化剂，适应性强，是一种具有很高应用前景的燃料电池。常用电堆的功率一般为1.5～2千瓦，当固体氧化物燃料电池系统功率需要提升到十千瓦级、百千瓦级、甚至兆瓦级时，往往需要多个电堆进行串并联才能实现；但现有的电堆串联方法是多组电堆分散布置，导致电堆占用空间较大，固体氧化物燃料电池系统空间利用率低，此外，燃气也很难均匀的分配至各个电堆中，导致各个电堆出现燃气流量、流速等分布不均的问题。

实用新型内容

为解决上述电堆占用空间大以及燃气流量、流速等分布不均的技术问题，本实用新型提供一种固体氧化物燃料电池电堆模组。

本实用新型的技术方案为：一种固体氧化物燃料电池电堆模组，包括第一电堆、介质分配板和第二电堆；所述介质分配板的上端面与所述第一电堆连接，下端面与所述第二电堆连接；所述介质分配板上设有第一燃气进口、第一尾气出口、第一燃气出口和第一尾气进口；所述第一燃气进口通过燃气管路与所述第一燃气出口连通；所述第一尾气进口通过尾气管路与所述第一尾气出口连通；所述第一燃气进口和所述第一尾气出口避开所述第一电堆和所述第二电堆设置；所述第一燃气出口及所述第一尾气进口均与所述第一电堆以及所述第二电堆连通。

进一步的，所述第一燃气出口设有两个，所述第一燃气进口通过所述燃气管路到两个所述第一燃气出口的距离相等；所述第一燃气进口设有两个，所述第一尾气出口通过所述尾气管路到两个所述第一尾气进口的距离相等。

进一步的，所述第一电堆以及所述第二电堆均设有第二燃气进口和第二尾气出口；所述第一电堆的所述第二燃气进口通过所述第一燃气出口与所述第二电堆的所述第二燃气进口连通；所述第一电堆的所述第二尾气出口通过所述第一尾气进口与所述第二电堆的所述第二尾气出口连通。

进一步的，所述第二燃气进口设有两个，所述第二尾气出口设有两个。

进一步的，所述第一电堆和所述第二电堆与所述介质分配板均通过高温密封胶喷涂层连接；所述高温密封胶喷涂层避开所述第一燃气出口和第一尾气进口。

进一步的，所述第一电堆的负极位于与所述介质分配板连接的一端，正极位于远离所述介质分配板的一端；所述第二电堆的正极位于与所述介质分配板连接的一端，负极位于远离介质分配板的一端；所述第一电堆上正极的一端和所述第二电堆上负极的一端均连接有导线。

进一步的，所述第一电堆和所述第二电堆同一侧为空气进口面，所述第一电堆和所述第二电堆位于所述空气进口面的对立侧均为空气出口面。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：燃气从第一燃气进口进入，通过燃气管路均匀分配至第一燃气出口后进入第一电堆和第二电堆；第一电堆和第二电堆阳极尾气通过尾气管路排出，实现第一电堆和第二电堆中的流体均匀分布；第一电堆和第二电堆通过介质分配板串联，结构紧凑，节省了固体氧化物燃料电池的安装空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的爆炸图；

图3为本实用新型介质分配板的剖视图；

其中：1、导线；2、第一电堆；3、介质分配板；4、第二电堆；5、第一燃气进口；6、第一尾气出口；7、高温密封胶喷涂层；8、空气进口面；9、空气出口面；10、第一燃气出口；11、燃气管路；12、尾气管路；13、第一尾气进口；14、第二燃气进口；15、第二尾气出口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

下面将结合附图来描述本实用新型的具体实施方式：

如图1-3所示，一种固体氧化物燃料电池电堆模组，包括第一电堆2、介质分配板3和第二电堆4；介质分配板3的上端面与第一电堆2连接，下端面与第二电堆4连接；介质分配板3上设有第一燃气进口5、第一尾气出口6、第一燃气出口10和第一尾气进口13；第一燃气进口5通过燃气管路11与第一燃气出口10连通；第一尾气进口13通过尾气管路12与第一尾气出口6连通；第一燃气进口5和第一尾气出口6避开第一电堆2和第二电堆4设置；第一燃气出口10设有两个，第一燃气进口5通过燃气管路11到两个第一燃气出口10的距离相等；第一燃气进口5设有两个，第一尾气出口6通过尾气管路12到两个第一尾气进口13的距离相等；

第一燃气出口10及第一尾气进口13均与第一电堆2以及第二电堆4连通。燃气通过第一燃气进口5进入到燃气管路11，再从介质分配板3两侧的第一燃气出口10送至第一电堆2以及第二电堆4；第一电堆2和第二电堆4产生的阳极尾气通过介质分配板3两侧的第一尾气进口13进入到尾气管路12进行收集，并从第一尾气出口6排出。

第一电堆2以及第二电堆4均设有第二燃气进口14和第二尾气出口15；第二燃气进口14设有两个，第二尾气出口15设有两个；第一电堆2的第二燃气进口14通过第一燃气出口10与第二电堆4的第二燃气进口14连通；第一电堆2的第二尾气出口15通过第一尾气进口13与第二电堆4的第二尾气出口15连通。燃气从介质分配板3两侧的第一燃气出口10排出并通过第一电堆2和第二电堆4的第二燃气进口14进入至第一电堆2和第二电堆4，实现将燃气均匀分配给第一电堆2和第二电堆4；第一电堆2和第二电堆4的阳极尾气通过第二尾气出口15排出并通过介质分配板3两侧的第一尾气进口13进入到尾气管路12进行收集，最终从第一尾气出口6排出。

第一电堆2和第二电堆4与介质分配板3均通过高温密封胶喷涂层7连接，避免燃气与阳极尾气在介质分配板3和第一电堆2以及第二电堆4之间流通产生漏气。

第一电堆2的负极位于与介质分配板3连接的一端，位于远离介质分配板3的一端；第二电堆4的正极位于与介质分配板3连接的一端，负极位于远离介质分配板3的一端；第一电堆2上正极的一端和第二电堆4上负极的一端均连接有导线1。通过介质分配板3，实现第一电堆2和第二电堆4串联，且第一电堆2和第二电堆4上的导线1与外部连接后，第一电堆2和第二电堆4作为一个整体为外部供电。

第一电堆2和第二电堆4同一侧为空气进口面8，第一电堆2和第二电堆4位于空气进口面8的对立侧均为空气出口面9；空气从空气进口面8进入到第一电堆2和第二电堆4，再从空气出口面9排出，为第一电堆2和第二电堆4提供氧气。

本实用新型的工作方式描述：

使用时，将第一电堆2和第二电堆4的导线1与外部连接，第一电堆2和第二电堆4通过导体连接起来，在外部将燃气通过第一燃气进口5输送至燃气管路11，再从介质分配板3两侧的第一燃气出口10排出并通过第一电堆2和第二电堆4的第二燃气进口14进入至第一电堆2和第二电堆4，实现将燃气均匀分配给第一电堆2和第二电堆4；空气通过空气进口面8和空气出口面9在第一电堆2和第二电堆4中流通，为第一电堆2和第二电堆4提供氧气；燃气在第一电堆2和第二电堆4中进行电化学反应形成的阳极尾气通过第一电堆2和第二电堆4的第二尾气出口15排出并通过介质分配板3两侧的第一尾气进口13进入到尾气管路12进行收集，最终阳极尾气通过第一尾气出口6排出。持续往介质分配板3通入燃气，燃气均匀分配至第一电堆2和第二电堆4中反应，并将产生的阳极尾气通过介质分配板3排出，以此对外部供电。当固体氧化物燃料电池系统功率需进一步扩大时，可将多组电堆通过介质分配板串联成一列。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种固体氧化物燃料电池电堆模组，其特征在于：包括第一电堆(2)、介质分配板(3)和第二电堆(4)；所述介质分配板(3)的上端面与所述第一电堆(2)连接，下端面与所述第二电堆(4)连接；所述介质分配板(3)上设有第一燃气进口(5)、第一尾气出口(6)、第一燃气出口(10)和第一尾气进口(13)；所述第一燃气进口(5)通过燃气管路(11)与所述第一燃气出口(10)连通；所述第一尾气进口(13)通过尾气管路(12)与所述第一尾气出口(6)连通；所述第一燃气进口(5)和所述第一尾气出口(6)避开所述第一电堆(2)和所述第二电堆(4)设置；所述第一燃气出口(10)及所述第一尾气进口(13)均与所述第一电堆(2)以及所述第二电堆(4)连通。

2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池电堆模组，其特征在于：所述第一电堆(2)以及所述第二电堆(4)均设有第二燃气进口(14)和第二尾气出口(15)；所述第一电堆(2)的所述第二燃气进口(14)通过所述第一燃气出口(10)与所述第二电堆(4)的所述第二燃气进口(14)连通；所述第一电堆(2)的所述第二尾气出口(15)通过所述第一尾气进口(13)与所述第二电堆(4)的所述第二尾气出口(15)连通。

3.根据权利要求2所述的固体氧化物燃料电池电堆模组，其特征在于：所述第一燃气出口(10)设有两个，所述第一燃气进口(5)通过所述燃气管路(11)到两个所述第一燃气出口(10)的距离相等；所述第一燃气进口(5)设有两个，所述第一尾气出口(6)通过所述尾气管路(12)到两个所述第一尾气进口(13)的距离相等。

4.根据权利要求3所述的固体氧化物燃料电池电堆模组，其特征在于：所述第二燃气进口(14)设有两个，所述第二尾气出口(15)设有两个。

5.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池电堆模组，其特征在于：所述第一电堆(2)和所述第二电堆(4)与所述介质分配板(3)均通过高温密封胶喷涂层(7)连接。

6.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池电堆模组，其特征在于：所述第一电堆(2)的负极位于与所述介质分配板(3)连接的一端，正极位于远离所述介质分配板(3)的一端；所述第二电堆(4)的正极位于与所述介质分配板(3)连接的一端，负极位于远离介质分配板(3)的一端；所述第一电堆(2)上正极的一端和所述第二电堆(4)上负极的一端均连接有导线(1)。

7.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池电堆模组，其特征在于：所述第一电堆(2)和所述第二电堆(4)同一侧为空气进口面(8)，所述第一电堆(2)和所述第二电堆(4)位于所述空气进口面(8)的对立侧均为空气出口面(9)。

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