CN220692062U - 一种空气外流腔电堆结构 - Google Patents
一种空气外流腔电堆结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220692062U CN220692062U CN202322122496.7U CN202322122496U CN220692062U CN 220692062 U CN220692062 U CN 220692062U CN 202322122496 U CN202322122496 U CN 202322122496U CN 220692062 U CN220692062 U CN 220692062U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- distribution plate
- galvanic pile
- electric pile
- connector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 3
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 3
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 3
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种空气外流腔电堆结构，电堆由底板和叠放在底板上的多层连接体组装在一起形成，第一连接件固定安装在气流分配板上，第二连接件固定安装在电堆的底板上，金属紧固件穿过第一连接件和第二连接件以将气流分配板与电堆固定连接在一起，从而在导通气流分配板和电堆的同时将密封件紧紧地夹置在气流分配板与电堆之间提供密封功能。根据本实用新型的空气外流腔电堆结构，电堆的底板与气流分配板之间的密封所需要紧固力靠金属紧固件固定底板与气流分配板来提供，该力的施加对连接体不产生任何负面影响，同时底板与气流分配板之间用金属紧固件固定可以起到电导通作用，最终解决空气外流腔电堆结构密封难的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及固体氧化物电解池的模组设计，更具体地涉及一种空气外流腔电堆结构。
背景技术
固体氧化物电解池(SOEC)具有高的能量转换效率，是一种先进的电化学能量储存和转换装置。该装置在通电情况下可将H2O(g)和CO2转变成氢气、合成气等可利用燃料。该技术的发展不仅可减少额外的二氧化碳排放，同时也能促进资源的循环利用。SOEC电池片主要由阳极功能层、电解质和阴极功能层等部分组成。
固体氧化物电解池在600-1000℃温度间运行，在电能作用下，气态H2O、CO2可在燃料侧得电子，被分别还原成H2和CO等气体，同时伴有O2-产生，反应如式(1)(2)所示。产生的O2-通过电解质扩散到空气侧，最终在空气侧释放电子被氧化成O2如式(3)，其总的反应如式(4)(5)所示。
燃料电极侧反应：
H2O + 2e- → H2 + O2- (1)
CO2 + 2e- → CO + O2- (2)
空气电极侧反应：
O2- → 1/2O2 + 2e– (3)
总反应：
H2O → H2 + 1/2O2 (4)
CO2 → CO + 1/2O2 (5)
为拓宽固体氧化物电解池应用场景，可将多个单电池串联起来形成电堆，单个堆电解功率可达到kW级别，同时模组集成技术可将多个电堆串并联实现更高的功率输出。模组集成技术的发展能深入推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系，促进氢能产业高质量发展，助力碳中和、碳达峰目标的实现。
CN115295852A公开一种SOFC电堆模组及其运行方法，将SOFC电堆呈五边形布置，SOFC系统的热平衡部件放置在五边形内，同层SOFC电堆距离热平衡部件的距离一致，SOFC电堆通过管路从热平衡部件中获取和排放相应的气体。该电堆模组集成采用比较成熟的空气内流腔电堆设计，内流腔连接体具有空气流道，空气和氢气均从底部进出，两个进气在一个密封面上，即空气密封和氢气密封在一个密封平面，电堆密封问题相对比较容易解决。
空气外流腔电堆结构的电堆内部不具有空气流道，空气通过连接体之间的空隙从侧面进出(氢气从底部进出)，由于可以减少对应于底部进出空气的提供空气流道的连接体的板材用量，所以能够有效降低电堆生产和加工成本。但是，由于空气密封和氢气密封不在一个密封平面，这就增大了电堆密封难度。目前暂未找到空气外流腔电堆结构的报导。
实用新型内容
为了解决上述现有技术中的空气外流腔电堆结构的密封难的问题，本实用新型提供一种空气外流腔电堆结构。
根据本实用新型的空气外流腔电堆结构，其包括气流分配板、电堆、紧固结构和密封件，其中，电堆由底板和叠放在底板上的多层连接体组装在一起形成，紧固结构包括第一连接件、第二连接件和金属紧固件，第一连接件固定安装在气流分配板上，第二连接件固定安装在电堆的底板上，金属紧固件穿过第一连接件和第二连接件以将气流分配板与电堆固定连接在一起，从而在导通气流分配板和电堆的同时将密封件紧紧地夹置在气流分配板与电堆之间提供密封功能。
优选地，第一连接件为第一螺纹孔结构，第二连接件为第二螺纹孔结构，金属紧固件为金属螺栓，金属螺栓穿过第一螺纹孔结构和第二螺纹孔结构以将气流分配板与电堆固定连接在一起。
优选地，第一连接件焊接固定在气流分配板上，第二连接件焊接固定在电堆的底板上。
优选地，密封件为蛭石密封件或云母密封件或玻璃密封件。
优选地，空气外流腔电堆结构包括分布在四个角上的四个紧固结构。
优选地，该空气外流腔电堆结构还包括盖板和外罩，其中，盖板和气流分配板的外缘分别具有回型槽，外罩的顶部和底部分别伸入该回型槽中装配以提供壳体，电堆容纳于该壳体内。
优选地，空气外流腔电堆结构还包括提供气阻的保温棉，其被填充在盖板和电堆之间，以及外罩和电堆之间。
优选地，空气外流腔电堆结构还包括两连接杆，其分别位于外罩的相对两侧连接盖板和气流分配板，以使得外罩被牢牢地夹固在盖板和气流分配板之间。
优选地，空气外流腔电堆结构还包括正极引电块，盖板的中部具有矩形通孔，正极引电块容纳在该矩形通孔中被放置在电堆的上方。
优选地，空气外流腔电堆结构还包括与电堆连接的正极引电柱和负极引电柱。
根据本实用新型的空气外流腔电堆结构，电堆的底板与气流分配板之间的密封所需要紧固力靠金属紧固件固定底板与气流分配板来提供，该力的施加对连接体不产生任何负面影响，同时底板与气流分配板之间用金属紧固件固定可以起到电导通作用，最终解决空气外流腔电堆结构密封难的问题。
附图说明
图1是根据本实用新型的一个优选实施例的空气外流腔电堆结构的爆炸图。
图2是图1的紧固结构的装配示意图。
图3是图2的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。
如图1所示，根据本实用新型的一个优选实施例的空气外流腔电堆结构包括盖板1、气流分配板2、外罩3和电堆4，其中，盖板1和气流分配板2的外缘分别具有回型槽，外罩3的顶部和底部分别伸入该回型槽中装配以提供壳体，电堆4容纳于该壳体内，空气通过外罩3的相对两侧(例如左右两侧)进出，氢气通过气流分配板2进出，从而提供空气外流腔电堆结构。
空气外流腔电堆结构还包括两连接杆5，其分别位于外罩3的相对两侧(例如前后两侧)连接盖板1和气流分配板2，以使得外罩3被牢牢地夹固在盖板1和气流分配板2之间。
空气外流腔电堆结构还包括正极引电块6，盖板1的中部具有矩形通孔，正极引电块6容纳在该矩形通孔中被放置在电堆4的上方。另外，空气外流腔电堆结构还包括正极引电柱7和负极引电柱8，其与电堆4的具体连接方式与现有技术类似而在此不再赘述。
特别地，空气外流腔电堆结构还包括紧固结构9，其固定连接气流分配板2与电堆4。在本实施例中，空气外流腔电堆结构包括分布在四个角上的四个紧固结构9。
如图2所示，电堆4由底板41和叠放在底板41上的多层连接体42组装在一起形成。空气外流腔电堆结构还包括密封件10，其被夹置在底板41和气流分配板2之间以提供底部进出的氢气的密封。在本实施例中，密封件10为蛭石密封件。应该理解，该密封件10也可以是云母或玻璃。
结合图3，紧固结构9包括第一连接件91、第二连接件92和金属紧固件93，其中，第一连接件91固定安装在气流分配板2上，第二连接件92固定安装在电堆4的底板41上，金属紧固件93穿过第一连接件91和第二连接件92以将气流分配板2与电堆4固定连接在一起，从而将密封件10紧紧地夹置在气流分配板2与电堆4之间提供密封功能。
在本实施例中，第一连接件91为第一螺纹孔结构，第二连接件92为第二螺纹孔结构，金属紧固件93为金属螺栓，金属螺栓穿过第一螺纹孔结构和第二螺纹孔结构以将气流分配板2与电堆4固定连接在一起。
在本实施例中，第一连接件91焊接固定在气流分配板2上，第二连接件92焊接固定在电堆4的底板41上。
如此，金属紧固件93的金属材质可以导通气流分配板2和电堆4，将负极引电引到外罩3上，同时提供通过密封件10实现的氢气密封所需要的紧固力，拓宽密封件10的可选择性。也就是说，金属紧固件93往下锁紧，挤压电堆4和气流分配板2，提供的压紧力实现电堆4和气流分配板2之间的氢气密封。
特别地，由于紧固力仅作用在气流分配板2和底板41上，而对底板41上的多层连接体42没有影响，这就避免了从电堆顶部向下施加压力会作用在连接体42上导致压碎连接体42的问题。也就是说，金属紧固件93从底板41往下施加压力，该压力不会对连接体42造成负面影响，从而确保电堆4不会因为受压密封而被损坏。
空气外流腔电堆结构还包括保温棉，其被填充在盖板1和电堆4之间，以及外罩3和电堆4之间，以提供气阻。在本实施例中，盖板1和电堆4之间填充有回型保温棉，以解决电堆密封问题。
显然，电堆4的底板41与气流分配板2之间的密封所需要紧固力靠金属紧固件93固定底板41与气流分配板2来提供，该力可以无限加大(例如高达3000N)，该力的施加对连接体42不产生任何负面影响，同时底板41与气流分配板2之间用金属紧固件93固定可以起到电导通作用，可以有效地将负极引电导通在外罩3上，拓宽密封件10的可选择性，最终解决空气外流腔电堆结构密封难的问题。
以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (10)
1.一种空气外流腔电堆结构，其特征在于，该空气外流腔电堆结构包括气流分配板、电堆、紧固结构和密封件，其中，电堆由底板和叠放在底板上的多层连接体组装在一起形成，紧固结构包括第一连接件、第二连接件和金属紧固件，第一连接件固定安装在气流分配板上，第二连接件固定安装在电堆的底板上，金属紧固件穿过第一连接件和第二连接件以将气流分配板与电堆固定连接在一起，从而在导通气流分配板和电堆的同时将密封件紧紧地夹置在气流分配板与电堆之间提供密封功能。
2.根据权利要求1所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，第一连接件为第一螺纹孔结构，第二连接件为第二螺纹孔结构，金属紧固件为金属螺栓，金属螺栓穿过第一螺纹孔结构和第二螺纹孔结构以将气流分配板与电堆固定连接在一起。
3.根据权利要求1所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，第一连接件焊接固定在气流分配板上，第二连接件焊接固定在电堆的底板上。
4.根据权利要求1所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，密封件为蛭石密封件或云母密封件或玻璃密封件。
5.根据权利要求1所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，空气外流腔电堆结构包括分布在四个角上的四个紧固结构。
6.根据权利要求1所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，该空气外流腔电堆结构还包括盖板和外罩，其中，盖板和气流分配板的外缘分别具有回型槽，外罩的顶部和底部分别伸入该回型槽中装配以提供壳体，电堆容纳于该壳体内。
7.根据权利要求6所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，空气外流腔电堆结构还包括提供气阻的保温棉，其被填充在盖板和电堆之间，以及外罩和电堆之间。
8.根据权利要求6所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，空气外流腔电堆结构还包括两连接杆，其分别位于外罩的相对两侧连接盖板和气流分配板，以使得外罩被牢牢地夹固在盖板和气流分配板之间。
9.根据权利要求6所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，空气外流腔电堆结构还包括正极引电块，盖板的中部具有矩形通孔，正极引电块容纳在该矩形通孔中被放置在电堆的上方。
10.根据权利要求1所述的空气外流腔电堆结构，其特征在于，空气外流腔电堆结构还包括与电堆连接的正极引电柱和负极引电柱。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322122496.7U CN220692062U (zh) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | 一种空气外流腔电堆结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322122496.7U CN220692062U (zh) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | 一种空气外流腔电堆结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220692062U true CN220692062U (zh) | 2024-03-29 |
Family
ID=90411125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202322122496.7U Active CN220692062U (zh) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | 一种空气外流腔电堆结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220692062U (zh) |
-
2023
- 2023-08-08 CN CN202322122496.7U patent/CN220692062U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2405516B1 (en) | Polymer electrolyte type fuel cell gasket | |
| JP2994914B2 (ja) | 燃料電池 | |
| KR100876262B1 (ko) | 고체 고분자 전해질형 연료전지 | |
| JP5771643B2 (ja) | 改良された電気化学装置 | |
| US8247134B2 (en) | Fuel cell and fuel cell system with the same | |
| KR100673754B1 (ko) | 스택 및 이를 채용한 연료 전지 시스템 | |
| US7794891B2 (en) | Fuel cell with interweaving current collector and membrane electrode assembly | |
| JP2002280016A (ja) | ダイレクトメタノール燃料電池用単電極型セルパック | |
| CN111082092B (zh) | 一种测试用质子交换膜燃料电池 | |
| KR100709212B1 (ko) | 연료 전지 시스템 및 스택 | |
| EP1806802A2 (en) | Fuel cell assembly | |
| JP2006294366A (ja) | 燃料電池装置 | |
| US20080193817A1 (en) | Unit cell for fuel cell, method for manufacturing thereof and fuel cell system | |
| JP2002298874A (ja) | 平面型燃料電池用セパレータ及び平面型燃料電池 | |
| US7638219B2 (en) | Fuel cell without Z-like connection plates and the method producing the same | |
| CN220692062U (zh) | 一种空气外流腔电堆结构 | |
| JP2001223018A (ja) | 燃料電池とその燃料電池を用いた電源 | |
| US20060204824A1 (en) | System and method for collecting current in an electrochemical cell stack | |
| KR20060108921A (ko) | 연료 전지 시스템 및 스택 | |
| CN116936844A (zh) | 一种空气外流腔电堆结构 | |
| KR20080104566A (ko) | 연료 전지용 스택 | |
| JP5136051B2 (ja) | 燃料電池 | |
| CN2899128Y (zh) | 一种流场板和包括该流场板的质子交换膜燃料电池 | |
| CN216958096U (zh) | 一种燃料电池电堆 | |
| JP2012133892A (ja) | 固体酸化物型燃料電池スタック |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |