ES2959338T3 - Unidad de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal y su método de fabricación - Google Patents

Unidad de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal y su método de fabricación Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a una unidad mejorada de pila de combustible de óxido sólido soportada por metal, pilas de pilas de combustible, conjuntos de pilas de combustible y métodos de fabricación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal y su método de fabricación
Alcance de la invención
La presente invención se refiere a una unidad mejorada de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal, apilamientos de celdas de combustible, montajes de apilamientos de celdas de combustible y métodos de fabricación.
Antecedentes de la invención
Las enseñanzas sobre celdas de combustible, apilamientos de celdas de combustible, montajes de apilamientos de celdas de combustible y sistemas, disposiciones y métodos de intercambiadores de calor son bien conocidas por un experto en la técnica y, en particular, incluyen los documentos WO02/35628, WO03/07582, WO2004/089848, WO2005/078843, WO2006/079800, WO2006/106334, WO2007/085863, WO2007/110587, WO2008/001119, WO2008/003976, WO2008/015461, WO2008/053213, WO2008/104760, WO2008/132493, WO2009/090419, WO2010/020797, WO2010/061190, WO2015/004419, WO2015/136295, WO2016/124929, WO2016/124928, WO2016/128721 y WO2016/083780.
Son bien conocidos los apilamientos de celdas de combustible, los montajes de apilamientos de celdas de combustible, las unidades de celdas de combustible que incluyen capas de apilamiento de celdas de combustible y la disposición de las celdas de combustible dentro de una unidad de apilamiento de celdas de combustible y una capa de apilamiento de celdas de combustible.
A medida que aumenta la potencia de salida deseada de las unidades de celdas de combustible, existe la necesidad de aumentar el tamaño de las unidades de celdas de combustible y de la pila o celdas de combustible dentro de ellas. Sin embargo, aumentar el tamaño de las unidades de celdas de combustible (por ejemplo, capas de apilamiento de celdas de combustible) puede provocar inestabilidad mecánica. El movimiento, particularmente la flexión, de las unidades de apilamiento de celdas de combustible puede provocar daños mecánicos a la o las celdas de combustible dentro de ellas y una disminución de la eficiencia/producción de potencia y de la vida útil operativa. Este movimiento/flexión también puede reducir el sello de gas alrededor de la unidad de celda de combustible/capa de apilamiento de celdas de combustible, y reducir la conductividad eléctrica, particularmente entre la o las unidades de celdas de combustible individuales y los componentes con los que forman un circuito eléctrico.
Estos problemas aumentan en montajes de apilamientos de celdas de combustible que comprenden una pluralidad de unidades de celdas de combustible en forma de capas de apilamiento de celdas de combustible. Cuando se desea aumentar la potencia de salida de un montaje de apilamiento de celdas de combustible aumentando el número de capas de apilamiento de celdas de combustible, o aumentando el tamaño de las capas de apilamiento de celdas de combustible individuales, se pueden encontrar problemas. Estos problemas pueden incluir mantener una compresión uniforme en todo el apilamiento para retener un sello hermético al gas y lograr una resistencia eléctrica aceptable entre las capas del apilamiento de celdas de combustible y los componentes adyacentes.
La presente invención busca mejorar la técnica anterior.
Sumario de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una unidad de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con la reivindicación independiente 1, que comprende:
a) una pluralidad de placas de sustrato metálico y al menos dos placas ciegas, definiendo cada placa de sustrato metálico una primera y segunda superficies opuestas y cada placa ciega definiendo una primera y segunda superficies opuestas, en donde al menos una celda de combustible de óxido sólido está dispuesta en dicha segunda superficie de cada placa de sustrato metálico;
b) un espaciador metálico, que define una primera y una segunda superficies opuestas, comprendiendo dicho espaciador metálico un perímetro externo y una pluralidad de perímetros internos recortados, definiendo cada perímetro interno recortado una separación, en donde dicha primera superficie de cada placa de sustrato metálico y dicha primera superficie de cada placa ciega está unida a dicha segunda superficie de dicho espaciador metálico, estando cada perímetro interno recortado de dicho espaciador metálico totalmente superpuesto por una placa de sustrato metálica; y
c) una placa de interconexión metálica que define una primera y una segunda superficies opuestas, estando dicha segunda superficie de dicha placa de interconexión metálica unida de manera sellada a dicha primera superficie de dicho espaciador metálico.
Preferiblemente, la unidad de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal es una capa de apilamiento de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal. Por lo tanto, se puede ensamblar una pluralidad de unidades de celdas de combustible para formar un apilamiento de celdas de combustible de óxido sólido.
Preferiblemente, cada placa de sustrato metálico (también denominada "placa de celda de combustible") comprende al menos una región porosa. Preferiblemente, al menos una región porosa está rodeada por una región no porosa. Más preferiblemente, cada placa de sustrato metálico comprende una región porosa. Más preferiblemente, cada región de sustrato metálico comprende una región porosa rodeada por una región no porosa. Más preferiblemente, la o cada región porosa es una región perforada. Preferiblemente, comprende (es decir, está definida por) una pluralidad de perforaciones que se extienden desde la primera superficie hasta la segunda superficie (es decir, entre la primera superficie y la segunda superficie). Más preferiblemente, las perforaciones son perforaciones perforadas con láser. Preferiblemente, la región no porosa de cada placa de sustrato metálico está unida al espaciador metálico.
Preferiblemente, al menos una región porosa coincide con (es decir, se extiende o se superpone) el perímetro interno recortado correspondiente del sustrato metálico, es decir, se extiende hasta el límite del perímetro interno recortado. Esto es particularmente preferible en realizaciones en las que la placa de sustrato metálico comprende una única región porosa.
Preferiblemente, cada celda de combustible de óxido sólido dispuesta sobre una placa de sustrato metálico comprende una capa de ánodo depositada sobre (unida a) una región porosa de la placa de sustrato metálico, una capa de electrolito depositada sobre (unida a) la capa de ánodo, y una capa de cátodo depositada sobre la capa de electrolito. Más preferiblemente, la capa de electrolito se extiende sobre el ánodo para unirse de manera sellada a la región no porosa de la placa de sustrato metálico que rodea el ánodo.
Al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico unidas al espaciador metálico definen juntas un sustrato metálico (también denominado "capa de sustrato" o "capa de sustrato metálico") unido al espaciador metálico. Por lo tanto, cada unidad de celda de combustible comprende un sustrato metálico, un espaciador metálico y una placa de interconexión metálica.
Las placas de sustrato metálico están dispuestas preferiblemente entre y en el mismo plano que las placas ciegas. Las placas ciegas tienen preferiblemente una forma generalmente rectangular. Preferiblemente, cada placa ciega comprende al menos un perímetro interno (un "perímetro interno del puerto de combustible") que define un puerto de combustible, es decir, que define al menos un puerto de combustible. Más preferiblemente, cada placa ciega define dos puertos de combustible.
Preferiblemente, las placas de sustrato metálico y las placas ciegas no entran en contacto entre sí, es decir, no se apoyan en entre sí. Por lo tanto, preferiblemente una placa ciega (tal como una primera placa ciega) no se apoya en ni hace contacto con una placa de sustrato metálico adyacente (tal como una primera placa de sustrato metálico). Por lo tanto, las placas de sustrato metálico preferiblemente adyacentes no se apoyan en ni entran en contacto entre sí. Por lo tanto, preferiblemente una segunda placa ciega no se apoya en ni hace contacto con una segunda placa de sustrato metálico adyacente.
Al tener las placas ciegas y las placas de sustrato metálico unidas al espaciador metálico, y no tenerlas apoyadas en o haciendo contacto entre sí, esto permite que se defina un "espacio de tolerancia" entre ellas, y permite la variabilidad en el posicionamiento de los componentes durante el proceso de manufactura. Esto proporciona una ventaja técnica significativa en términos del proceso de fabricación y puede, por ejemplo, ayudar a aumentar la velocidad del proceso de fabricación, reducir el coste, aumentar la confiabilidad de la unidad de celda de combustible y/o aumentar la vida útil de la unidad de celda de combustible.
Preferiblemente, las placas ciegas son placas ciegas metálicas. Más preferiblemente, las placas ciegas están hechas del mismo metal que las placas de sustrato metálico. Preferiblemente, las placas ciegas tienen el mismo espesor que las placas de sustrato metálico.
Preferiblemente, el espaciador metálico comprende al menos dos perímetros internos, cada uno de los cuales define un puerto de combustible. Más preferiblemente, cada espaciador metálico define dos puertos de combustible en un primer extremo (preferiblemente, un extremo de entrada de combustible), y dos puertos de combustible en un segundo extremo (preferiblemente, un extremo de salida de combustible de escape). Los perímetros internos que definen los recortes pueden considerarse un primer conjunto de perímetros internos, y los perímetros internos que definen los puertos de combustible pueden considerarse un segundo conjunto de perímetros internos.
Cada placa de sustrato metálico está unida superpuesta completamente a un perímetro interno que define un recorte, es decir, en y sobre un recorte. De este modo, cada placa de sustrato metálico cubre un recorte. Cada placa de sustrato metálico está unida al espaciador metálico entre al menos un perímetro interno recortado que define un recorte y el perímetro externo del espaciador metálico. Más preferiblemente, cada placa de sustrato metálico está unida al espaciador metálico entre un perímetro interno recortado (es decir, uno de dichos perímetros internos recortados) que define un recorte y el perímetro externo del espaciador metálico.
Preferiblemente, al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico están unidas al espaciador metálico mediante soldadura. Más preferiblemente, están unidos al espaciador metálico mediante soldadura en línea.
Preferiblemente, cada placa de sustrato metálico está unida al espaciador metálico entre al menos un perímetro interno recortado que define un recorte y el perímetro externo del espaciador metálico. Más preferiblemente, cada placa de sustrato metálico está unida al espaciador metálico entre un perímetro interno recortado (es decir, uno de dichos perímetros internos recortados) que define un recorte y el perímetro externo del espaciador metálico.
Preferiblemente, la placa de interconexión metálica está unida de forma sellada al espaciador metálico mediante soldadura.
Preferiblemente, la placa de interconexión metálica está unida de manera sellada al espaciador metálico a lo largo de una línea dispuesta entre (a) el perímetro externo del espaciador metálico y (b) la pluralidad de perímetros internos recortados del espaciador metálico. Preferiblemente, la línea es proximal al perímetro externo del espaciador metálico. Más preferiblemente, la línea es adyacente al perímetro externo del espaciador metálico. Más preferiblemente, la línea está dentro de 10 mm, más preferiblemente dentro de 5 mm, más preferiblemente dentro de 4 mm, más preferiblemente dentro de 3 mm, más preferiblemente dentro de 2 mm del perímetro externo del espaciador metálico.
Más preferiblemente, las soldaduras que unen al menos dos placas ciegas y la pluralidad de sustratos metálicos al espaciador metálico, y la soldadura que une de manera sellada la placa de interconexión metálica al espaciador metálico no se superponen.
Preferiblemente, la primera superficie de cada placa de sustrato metálico y la primera superficie de cada placa ciega están dispuestas y unidas a la segunda superficie del espaciador metálico.
Preferiblemente, la segunda superficie de la placa de interconexión metálica está dispuesta y unida de manera sellada a la primera superficie del espaciador metálico.
Preferiblemente, hay en total dos placas ciegas.
Preferiblemente, la placa de interconexión metálica comprende una pluralidad de hoyuelos que se extienden hacia afuera desde la primera superficie, alejándose de la segunda superficie.
Preferiblemente, la placa de interconexión metálica comprende:
una pluralidad de hoyuelos que se extienden hacia afuera desde la primera superficie, alejándose de la segunda superficie, y
una pluralidad de hoyuelos que se extienden alejándose de la primera superficie, hacia afuera desde la segunda superficie.
Más preferiblemente, los hoyuelos se alternan.
En determinadas realizaciones, la unidad de celda de combustible comprende al menos una placa de sustrato metálico combinada, comprendiendo cada placa de sustrato metálico combinada una placa ciega (combinada) y al menos una placa de sustrato metálico. Por lo tanto, una placa base y al menos una placa de sustrato metálico están unidas entre sí para formar un único componente (una placa de sustrato metálico combinada), o están formadas integralmente como un solo componente desde el principio, antes de que la placa de sustrato metálico combinada se una al espaciador metálico. Más preferiblemente, la unidad de celda de combustible comprende dos placas de sustrato metálico combinadas. Más preferiblemente, la unidad de celda de combustible comprende una placa de sustrato metálico combinada, al menos una placa de sustrato metálico y una placa ciega. Alternativamente, la unidad de celda de combustible comprende dos placas de sustrato metálico combinadas y al menos una placa de sustrato metálico.
En realizaciones que comprenden al menos una placa de sustrato metálico combinada, una placa de sustrato metálico combinada preferiblemente no se apoya en ni entra en contacto con una placa de sustrato metálico adyacente o una placa de sustrato metálico combinada.
Además de proporcionar placas de sustrato metálico en una disposición en serie (lineal) de 2x1 entre las placas ciegas, se pueden proporcionar otras disposiciones y números de placas de sustrato metálico. Por ejemplo, se pueden proporcionar placas de sustrato metálico en una disposición de 1x2 (paralela) entre las placas ciegas. Alternativamente, se pueden proporcionar placas de sustrato metálico en una disposición de 2x2, 3x2 o 4x2 y se pueden usar las mismas placas ciegas con las diversas disposiciones. De manera similar, las unidades de celdas de combustible pueden estar provistas de placas de sustrato metálico en disposiciones de 2x3, 3x3 o 4x3 utilizando las mismas placas ciegas. Las placas ciegas se dimensionan según corresponda. Otras disposiciones serán fácilmente evidentes.
El uso de la pluralidad de placas de sustrato metálico permite que las placas de sustrato metálico se combinen de manera modular para obtener una variedad de tamaños de unidades de celda de combustible y una variedad de salidas de potencia según se desee, incluyendo, por ejemplo, un tamaño de unidad de celda de combustible mayor y, por lo tanto, una mayor salida de potencia. La unión de las placas de sustrato metálico al espaciador metálico también puede reducir la probabilidad de que las celdas de combustible se doblen dentro de la unidad de celdas de combustible, disminuyendo así el riesgo de una conductividad eléctrica reducida y un sellado de gas reducido que puede producirse si la celda de combustible se dobla. El uso de placas de sustrato metálico también significa que una placa de sustrato metálico determinada puede fabricarse y usarse en varios productos diferentes de unidades de celdas de combustible.
Por lo tanto, por ejemplo, podría utilizarse en una unidad de celda de combustible que contenga sólo dos placas de sustrato metálico. Alternativamente, podría usarse en una unidad de celda de combustible más grande, tal como una que tenga 4, 6, 8, 9, 10 o 12 placas de sustrato metálico. Esto puede actuar para reducir el coste y aumentar la velocidad, la calidad y la fiabilidad de la fabricación de la placa de sustrato metálico (y su celda de combustible).
En diversas realizaciones, se proporcionan dos placas ciegas, dispuestas (cuando están unidas al espaciador metálico) con una en cada extremo del sustrato metálico, es decir, una en un primer extremo del sustrato metálico y la otra en un segundo extremo del sustrato metálico. En otras realizaciones, las placas ciegas se pueden dividir en una primera y una segunda parte, es decir, una primera parte de la placa ciega y una segunda parte de la placa ciega. Por lo tanto, una primera placa ciega puede comprender una primera porción de placa ciega y una segunda porción de placa ciega. De manera similar, una segunda placa ciega puede comprender una primera porción de placa ciega y una segunda porción de placa ciega, estando cada porción de placa ciega unida al espaciador metálico.
La unidad de celda de combustible tiene un colector de combustible interno. Cuando una pluralidad de unidades de celda de combustible se ensamblan en un apilamiento, se define un pasaje de flujo de oxidante (aire) colector abierto entre (a) la primera superficie 21 de la placa de interconexión metálica de una primera unidad de celda de combustible, y (b) las segundas superficies de al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico de una segunda unidad de celda de combustible adyacente. Preferiblemente, la placa de interconexión metálica comprende una pluralidad de hoyuelos que se extienden hacia afuera desde la primera superficie, alejándose de la segunda superficie. Preferiblemente, los hoyuelos que se extienden hacia afuera de la placa de interconexión de una primera unidad de celda de combustible se apoyan en la capa catódica de las celdas de combustible de una segunda unidad de celda de combustible adyacente y actúan como un colector de corriente.
Las características opcionales y preferibles anteriores son igualmente aplicables a otros aspectos de la presente invención que se detallan a continuación.
También se proporciona de acuerdo con la presente invención un apilamiento de celdas de combustible de óxido sólido que comprende una pluralidad de unidades de celdas de combustible de óxido sólido soportadas por metal de acuerdo con la presente invención.
También se proporciona de acuerdo con la presente invención un montaje de apilamiento de celdas de combustible de óxido sólido que comprende: una placa base, una placa terminal, un apilamiento de celdas de combustible de óxido sólido de acuerdo con la presente invención, y un faldón unido a la placa base y a la placa terminal y definiendo un volumen entre el faldón, la placa base y la placa terminal dentro del cual está contenido el apilamiento de celdas de combustible.
También se proporciona de acuerdo con la presente invención un método de ensamblaje de una unidad de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con la reivindicación independiente 11, comprendiendo la unidad de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal:
a) una pluralidad de placas de sustrato metálico y al menos dos placas ciegas, definiendo cada placa de sustrato metálico una primera y segunda superficies opuestas y cada placa ciega definiendo una primera y segunda superficies opuestas, en donde al menos una celda de combustible de óxido sólido está dispuesta en la segunda superficie de cada placa de sustrato metálico;
b) un espaciador metálico, que define una primera y una segunda superficies opuestas, comprendiendo el espaciador metálico un perímetro externo y una pluralidad de perímetros internos recortados, definiendo cada perímetro interno recortado un recorte; y
c) una placa de interconexión metálica que define una primera y una segunda superficies opuestas;
comprendiendo dicho método de ensamblaje las etapas de:
(i) unir la primera superficie de cada placa de sustrato metálico y la primera superficie de cada placa ciega a la segunda superficie del espaciador metálico, en donde cada perímetro interno recortado del espaciador metálico está completamente superpuesto por una placa de sustrato metálico; y
(ii) unir de manera sellada dicha segunda superficie de la placa de interconexión metálica a la primera superficie de dicho espaciador metálico.
Preferiblemente, la etapa (i) comprende sujetar el espaciador metálico a al menos dos placas ciegas y a la pluralidad de placas de sustrato metálico y unir el espaciador metálico a al menos dos placas ciegas y a la pluralidad de placas de sustrato metálico.
Preferiblemente, la etapa (ii) comprende sujetar la placa de interconexión metálica al espaciador metálico y unir la placa de interconexión metálica al espaciador metálico.
Preferiblemente, al menos una de la etapa (i) y la etapa (ii) comprende la unión mediante soldadura. Más preferiblemente, ambas etapas (i) y (ii) comprenden la unión mediante soldadura.
Preferiblemente, la pluralidad de placas de sustrato metálico y la pluralidad de placas ciegas están alineadas con el espaciador metálico y alineadas con la placa de interconexión metálica.
Preferiblemente, se utilizan medios de localización (también denominados medios de posicionamiento) para localizar los diversos componentes durante el proceso de montaje. Los medios de ubicación adecuados incluyen bordes de referencia, pasadores fijos y pasadores con resorte. Otros medios de ubicación serán fácilmente evidentes para un experto en la técnica.
Preferiblemente, la unidad de celda de combustible de óxido sólido se ensambla uniendo las placas de sustrato metálico y las placas ciegas al espaciador metálico de modo que cada placa de sustrato metálico esté unida sobre el recorte en el espaciador metálico. Preferiblemente, al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico y el espaciador metálico se sujetan entre sí usando una primera placa de sujeción. Preferiblemente, al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico están situadas sobre una placa base, y la placa espaciadora metálica está situada sobre ellas. Preferiblemente, se coloca una primera placa de sujeción sobre el espaciador metálico. Más preferiblemente, los medios de sujeción sujetan al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico y el espaciador metálico entre la placa base y la primera placa de sujeción. Más preferiblemente, la primera placa de sujeción define ranuras de soldadura a través de las cuales se sueldan las placas ciegas y las placas de sustrato metálico al espaciador metálico.
Preferiblemente, la placa de interconexión metálica está unida al espaciador metálico mediante soldadura. Preferiblemente, la placa de interconexión metálica se coloca sobre el espaciador metálico al que ya se han unido las placas de sustrato metálico y las placas ciegas. Preferiblemente, se coloca una segunda placa de sujeción sobre la placa de interconexión metálica. Más preferiblemente, los medios de sujeción sujetan al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico, el espaciador metálico y la placa de interconexión metálica entre la placa base y la segunda placa de sujeción. Preferiblemente, la segunda placa de sujeción define una abertura. Más preferiblemente, la placa de interconexión metálica está soldada al sustrato metálico a través de la abertura. Preferiblemente, la soldadura se realiza entre los perímetros externos del sustrato metálico y la placa de interconexión metálica, y los perímetros internos del espaciador metálico. Más preferiblemente, la soldadura se extiende a través de la placa de interconexión metálica, el sustrato metálico y hasta al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico.
Al menos dos placas ciegas y la pluralidad de placas de sustrato metálico unidas al espaciador metálico definen juntas un sustrato metálico.
Preferiblemente, al menos dos placas ciegas, la pluralidad de placas de sustrato metálico, el espaciador metálico y la placa de interconexión metálica están alineadas durante el montaje por medio de un borde de referencia.
En el presente documento se proporciona una divulgación que permite el conocimiento de la presente invención, para un experto en la técnica. Ahora se hará referencia en detalle a realizaciones de la invención, uno o más ejemplos de las cuales se exponen a continuación. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la misma.
De las figuras:
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva en despiezada de los componentes de la unidad de celda de combustible de la Realización 1
La Figura 2 muestra una vista superior de los componentes del sustrato metálico ubicados en una placa base de ensamblaje
La Figura 3 muestra una vista superior de un espaciador metálico colocado encima de los componentes del sustrato metálico de la Figura 2
La Figura 4 muestra una vista superior de una primera placa de sujeción colocada encima del espaciador metálico de la Figura 3 con fines de soldadura
La Figura 5 muestra una vista superior del espaciador metálico de la Figura 3 después de soldar y retirar los primeros medios de sujeción
La Figura 6 muestra una vista superior de una placa de interconexión metálica colocada encima del espaciador metálico de la Figura 5
La Figura 7 muestra una vista superior de una segunda placa de sujeción colocada encima de la placa de interconexión metálica de la Figura 6 para fines de soldadura.
La Figura 8 muestra una vista superior de la placa de interconexión metálica de la Figura 6 después de soldar y retirar los segundos medios de sujeción y retirarlos de la placa base del montaje.
La Figura 9 muestra una sección transversal a través de una placa de sustrato metálico
La Figura 10 muestra una vista en perspectiva despiezada de los componentes de la unidad de celda de combustible de la Realización 2
La Figura 11 muestra las partes componentes de la unidad de celda de combustible de la Realización 4.
Al final de las realizaciones específicas se proporciona una lista de los signos de referencia utilizados en el presente documento.
Será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Realización 1
En las figuras se ilustra la fabricación de una unidad 1 de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal. La unidad 1 de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal se utiliza como capa de apilamiento de celda de combustible de óxido sólido.
En esta realización, la unidad 1 de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal se fabrica y comprende un sustrato 65 metálico (también denominado "capa de sustrato" o "capa de sustrato metálico"), un espaciador 30 metálico y una placa 20 de interconexión metálica.
Las placas 70a y 70b de sustrato metálico comprenden cada una, una región 78 porosa definida por perforaciones 78a perforadas con láser que se extienden entre la primera superficie 71 y la segunda superficie 72. La celda 79 de combustible se deposita sobre la región 78 porosa en la segunda superficie 72 de las placas 70a y 70b de sustrato metálico, y comprende una capa de ánodo depositada sobre (unida a) la región 78 porosa de la placa 70a, 70b de sustrato metálico, una capa de electrolito depositada sobre (unida a) a) la capa anódica, y una capa catódica depositada sobre la capa de electrolito. La región 78 porosa está rodeada por la región 78b no porosa.
Como se muestra en la Figura 2, la placa base 80 del montaje comprende pasadores 83a, 83b, 83c, 83d, 83e, 83f, 83g fijos y pasadores 84a, 84b, 84c, 84d, 84e, 84f, 84g accionados por resorte. La placa base 80 de ensamblaje también define (comprende) un borde 81 de referencia.
Las placas 70a y 70b de sustrato metálico y las placas 50a y 50b ciega están alineadas en la placa base 80 de ensamblaje, y la alineación se logra mediante pasadores 83a, 83b, 83c, 83d, 83e, 83f, 83g fijos, pasadores 84a, 84b, 84c. 84d, 84e, 84f, 84g accionados por resorte y borde 81 de referencia.
La segunda superficie 52 de la placa 50a ciega está dispuesta (es decir, hace contacto/apoya) sobre la placa base 80 del montaje. El segundo borde 58 de la placa 50a ciega está alineado con el borde 81 de referencia mediante un pasador 83g fijo, y el primer borde 57 de la placa 50a ciega está alineado con el pasador 83a fijo y el pasador 84a cargado por resorte. El borde 55 curvado de la placa 50a ciega está alineado mediante un pasador 84g cargado por resorte.
La segunda superficie 52 de la placa 50b ciega está dispuesta (es decir, hace contacto/apoya) sobre la placa base 80 del montaje. El segundo borde 58 de la placa 50b ciega está alineado con el borde 81 de referencia mediante el pasador 83c fijo, y el primer borde 57 de la placa 50b ciega está alineado con el pasador 83b fijo y el pasador 84d cargado por resorte. El borde 55 curvado de la placa 50b ciega está alineado con el pasador 84e cargado por resorte.
La segunda superficie 72 de la placa 70a de sustrato metálico está dispuesta (es decir, hace contacto/apoya con) la placa base 80 del montaje.
Las placas 70a y 70b de sustrato metálico están situadas en la placa base 80 del montaje entre las placas 50a y 50b ciega. El segundo lado 75 corto de la placa 70a de sustrato metálico está alineado con el borde 81 de referencia mediante pasadores 83f y 83e fijos. El primer lado 74 corto de la placa 70a de sustrato metálico está alineado mediante un pasador 84b cargado por resorte.
El segundo lado 75 corto de la placa 70b de sustrato metálico está alineado con el borde 81 de referencia mediante un pasador 83d fijo y un pasador 84f cargado por resorte. El primer lado 74 corto de la placa 70b de sustrato metálico está alineado mediante un pasador 84c cargado por resorte.
El lado 76 exterior largo de la placa 70a de sustrato metálico está alineado paralelo al borde 59 interior de la placa 50a ciega, definiendo un espacio 82a de tolerancia entre la placa 70a de sustrato metálico y la placa 50a ciega.
El lado 76 exterior largo de la placa 70b de sustrato metálico está alineado paralelo al borde 59 interior de la placa 50b ciega, definiendo un espacio 82b de tolerancia entre la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega.
El espacio 82c de tolerancia se define entre el lado 77 interior largo de la placa 70a de sustrato metálico y el lado 77 interior largo de la placa 70b de sustrato metálico.
Como se muestra en la Figura 3, el espaciador 30 metálico se coloca entonces encima de la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega.
La segunda superficie 32 del espaciador 30 metálico está dispuesta (es decir, hace contacto/se apoya) en la primera superficie 51 de la placa 50a ciega, la primera superficie 71 de la placa 70a de sustrato metálico, la primera superficie 71 de la placa 70b de sustrato metálico y la primera superficie 51 de la placa 50b ciega.
El espaciador 30 metálico está alineado con la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega mediante pasador 83e fijo, pasadores 84a, 84d, 84e, 84f y 84g accionados por resorte, y borde 81 de referencia.
El segundo borde 38 alargado del espaciador 30 metálico está alineado con el borde 81 de referencia y el segundo borde 58 de las placas 50a y 50b ciega y los segundos lados 75 cortos de las placas 70a y 70b de sustrato metálico usando un pasador 83e fijo y un pasador 84f cargado por resorte. El primer borde 37 alargado del espaciador 30 metálico está alineado con los primeros bordes 57 de las placas 50a y 50b ciega y los primeros lados 74 cortos de las placas 70a y 70b de sustrato metálico usando pasadores 84a y 84d accionados por resorte.
Los perímetros externos de la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega no se extienden más allá del perímetro 33 externo del espaciador 30 metálico.
[0071]El espaciador 30 metálico comprende perímetros 39a y 39b internos recortados, definiendo cada perímetro interno un recorte 40a y 40b respectivo, y un elemento 41 transversal entre ellos. Las placas 70a y 70b de sustrato metálico se superponen completamente a los perímetros 39a y 39b internos del espaciador 30 metálico, es decir, las placas 70a y 70b de sustrato metálico cubren completamente los recortes 40a y 40b.
El espaciador 30 metálico también comprende una pluralidad de perímetros 33a, 33b internos de entrada de combustible y perímetros 33c, 33d internos de salida de combustible que definen puertos 34a, 34b, 34c y 34d de combustible. Cada puerto de combustible comprende varias regiones: región 44a del conducto de combustible, región 44b de la garganta de combustible y región 44c del canal distribuidor de combustible.
Como se muestra en la Figura 4, la primera placa 90 de sujeción se coloca entonces encima del espaciador 30 metálico, es decir, hace contacto/apoya con la primera superficie 31 del espaciador 30 metálico.
La primera placa 90 de sujeción define los orificios 92a y 92b. El pasador 84h cargado por resorte se proyecta a través del orificio 92a, y el pasador 83e fijo se proyecta a través del orificio 92b, permitiendo que la primera placa 90 de sujeción se alinee con el espaciador 30 metálico (y por lo tanto también con la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega).
Los medios de sujeción (no mostrados) sujetan la primera placa 90 de sujeción y la placa base 80 del montaje, es decir, sujetan el espaciador 30 metálico, la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega.
La primera placa de sujeción también define ranuras 91a, 91b y 91c de soldadura.
Se utilizan medios de soldadura (no mostrados) para crear una costura 100a de soldadura en línea entre el espaciador 30 metálico y la placa 50a ciega, costuras 100b y 100c de soldadura en línea entre el espaciador 30 metálico y la placa 70a de sustrato metálico, costuras 100d y 100e de soldadura en línea entre el espaciador 30 metálico y la placa 70b de sustrato metálico, y la costura 100f de soldadura en línea entre el espaciador 30 metálico y la placa 50b ciega.
La región 78b no porosa de las placas 70a, 70b de sustrato metálico está unida al espaciador 30 metálico.
La placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega unidas al espaciador 30 metálico forman/definen un sustrato 65 metálico, es decir, un sustrato 65 metálico unido al espaciador 30 metálico.
A continuación se retira la primera placa 90 de sujeción, como se muestra en la Figura 5 (el pasador 83e fijo y los pasadores 84a, 84d y 84f accionados por resorte no se muestran).
Como se muestra en la Figura 6, luego se coloca la placa 20 de interconexión metálica encima del espaciador 30 metálico.
La segunda superficie 22 de la placa 20 de interconexión metálica está dispuesta (es decir, hace contacto/se apoya) sobre la primera superficie 31 del espaciador 30 metálico.
La placa 20 de interconexión metálica está alineada con el espaciador 30 metálico (y por lo tanto también con la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega) mediante pasador 83e fijo, pasadores 84a, 84d y 84f accionados por resorte, y borde 81 de referencia. Los pasadores 84a y 84d accionados por resorte se apoyan en el primer borde 27 de la placa 20 de interconexión metálica. El segundo borde 28 de la placa 20 de interconexión metálica se apoya en el borde 81 de referencia, el pasador 83e fijo y el pasador 84f accionado por resorte.
La placa 20 de interconexión metálica comprende una pluralidad de hoyuelos 110 y hoyuelos 120, 121 de puente alargado que se extienden hacia afuera desde la primera superficie 21, es decir, lejos de la segunda superficie 22 y lejos del espaciador 30 metálico y el sustrato 65 metálico unido al espaciador 30 metálico.
Los hoyuelos 110 se forman en una serie de regiones que incluyen regiones correspondientes a la ubicación de las celdas 79 de combustible de las placas 70a, 70b de sustrato metálico, de manera que en una disposición de apilamiento de celdas de combustible que comprende una pluralidad de unidades de celdas de combustible 1 en un apilamiento, los hoyuelos 110 de una primera unidad de celda de combustible 1 hacen contacto con las celdas 79 de combustible de una unidad de celda de combustible 1 adyacente con la que está apilada. Por lo tanto, los hoyuelos 110 forman una conexión eléctrica con la superficie exterior (cátodo) de las celdas 79 de combustible, con corriente eléctrica que fluye desde la primera superficie 21 de la placa 20 de interconexión metálica a la capa catódica de la celda de combustible/celdas de combustible 79 adyacentes de la unidad de celda de combustible adyacente 1.
Como se describe con más detalle más adelante, los hoyuelos 120, 121 de puente alargado actúan como puentes de flujo de fluido entre zonas/áreas/volúmenes recortados de la unidad de celda de combustible 1 final.
Como se muestra en la Figura 7, la segunda placa 95 de sujeción se coloca entonces encima de la placa 20 de interconexión metálica, es decir, hace contacto/se apoya con la primera superficie 21 de la placa 20 de interconexión metálica.
La segunda placa 95 de sujeción define los orificios 98a y 98b. El pasador 84h accionado por resorte se proyecta a través del orificio 98a, y el pasador 83e fijo se proyecta a través del orificio 98b, permitiendo que la segunda placa 95 de sujeción se alinee con la placa 20 de interconexión metálica (y por lo tanto también con el espaciador 30 metálico, la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega).
La segunda placa 95 de sujeción comprende un perímetro 96 interior que define la abertura 96a.
Los medios de sujeción (no mostrados) sujetan la segunda placa 95 de sujeción y la placa base 80 del montaje, es decir, sujetan la placa 20 de interconexión metálica, el espaciador 30 metálico, la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega.
Se utilizan medios de soldadura (no mostrados) para crear una costura 101 de soldadura perimetral continua entre la placa 20 de interconexión metálica, el espaciador 30 metálico y la placa 50a ciega, la placa 70a de sustrato metálico, la placa 70b de sustrato metálico y la placa 50b ciega.
Luego se retira la segunda placa 95 de sujeción y la unidad 1 de celda de combustible de óxido sólido completa soportada por metal se retira de la placa base 80 del montaje.
En la unidad 1 de celda de combustible de óxido sólido completa soportada por metal, los conductos 130 de combustible están definidos por puertos 24 de combustible, regiones 44a de conductos de combustible de puertos 34a-d de combustible, todos los cuales están alineados entre sí. Los conductos 130 de combustible se extienden entre la primera superficie 21 de la placa 20 de interconexión metálica y la segunda superficie 52 de las placas 50a, 50b ciega.
En el primer extremo 2 de la unidad de celda de combustible 1 (véase, por ejemplo, la Figura 3), los primeros volúmenes (volúmenes 35a de puerto de entrada de combustible) están definidos entre la primera superficie 51 de la placa 50a ciega, los perímetros 33a, 33b internos de entrada de combustible del espaciador 30 metálico, y la segunda superficie 22 de la placa 20 de interconexión metálica.
Un segundo volumen (un volumen 35b recortado) se define entre la primera superficie 71 de la placa 70a de sustrato metálico, el perímetro 39a interno recortado del espaciador 30 metálico y la segunda superficie 22 de la placa 20 de interconexión metálica.
Un tercer volumen (un volumen 35b recortado) se define entre la primera superficie 71 de la placa 70b de sustrato metálico, el perímetro 39b interno recortado del espaciador 30 metálico y la segunda superficie 22 de la placa 20 de interconexión metálica.
En el segundo extremo 3 de la unidad de celda de combustible 1, se definen cuartos volúmenes (volúmenes 35c de puerto de salida de combustible) entre la primera superficie 51 de la placa 50b ciega, los perímetros 33c y 33d internos de salida de combustible del espaciador 30 metálico y la segunda superficie 22 de la placa 20 de interconexión metálica.
En el primer extremo 2 de la unidad de celda de combustible 1, unos hoyuelos 120 alargados actúan para definir un paso de flujo de fluido entre los volúmenes primero y segundo, es decir, actúan como puentes de flujo de fluido entre los volúmenes primero y segundo. Los puentes de flujo de fluido son los volúmenes entre los hoyuelos 120 alargados y el espaciador 30 metálico.
Los hoyuelos 121 alargados actúan para definir un paso de flujo de fluido entre los volúmenes segundo y tercero (es decir, entre los volúmenes 35b recortados adyacentes). Los puentes de flujo de fluido son los volúmenes entre los hoyuelos 121 alargados y el espaciador 30 metálico.
En el segundo extremo 3 de la unidad de celda de combustible 1, unos hoyuelos 120 alargados actúan para definir un paso de flujo de fluido entre los volúmenes tercero y cuarto, es decir, actúan como puentes de flujo de fluido entre los volúmenes primero y segundo. Los puentes de flujo de fluido son los volúmenes entre los hoyuelos 120 alargados y el espaciador 30 metálico.
Por tanto, se define una trayectoria de flujo de fluido (utilizando los volúmenes 35a del puerto de entrada de combustible, los volúmenes 35b recortados, los volúmenes 35c del puerto de salida de combustible y los puentes de flujo de fluido) desde:
(1) las regiones 44a de conductos de combustible de los puertos 34a, 34b de combustible, hasta
(2) las regiones 44b de garganta de combustible de los puertos 34a, 34b de combustible, hasta
(3) las regiones 44c del canal distribuidor de combustible de los puertos 34a, 34b de combustible, hasta
(4) los hoyuelos 120 alargados en el primer extremo 2 de la unidad de celda de combustible 1, hasta
(5) el segundo volumen definido entre la primera superficie 71 de la placa 70a de sustrato metálico, el perímetro 39a interno recortado del espaciador 30 metálico y la segunda superficie 22 de la placa 20 de interconexión metálica, hasta
(6) los hoyuelos 121 alargados, hasta
(7) el tercer volumen definido entre la primera superficie 71 de la placa 70b de sustrato metálico, el perímetro 39b interno recortado del espaciador 30 metálico y la segunda superficie 22 de la placa 20 de interconexión metálica, hasta
(8) las regiones 44c del canal distribuidor de combustible de los puertos 34c, 34d de combustible, hasta
(9) las regiones 44b de garganta de combustible de los puertos 34c, 34d de combustible, hasta
(10) las regiones 44a de conductos de combustible de los puertos 34c, 34d de combustible.
Por lo tanto, se define una trayectoria de flujo de fluido (es decir, una trayectoria de flujo de combustible) dentro de la unidad de celda de combustible 1 desde los conductos 130 de combustible en el primer extremo 2 hasta los conductos 130 de combustible en el segundo extremo 3.
Los materiales adecuados para varios componentes incluyen:
Tabla 1:
Realización 2
Como se muestra en la Figura 10, la Realización 2 es igual a la Realización 1, excepto que en la unidad 1 de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal:
(i) la placa 50a ciega y la placa 70a de sustrato metálico están formadas como una placa 170a de sustrato metálico combinada, y
(ii) la placa 50b ciega y la placa 70b de sustrato metálico están formadas como una placa 170b de sustrato metálico combinada.
Por lo demás, la fabricación y el funcionamiento son idénticos a los de la Realización 1.
Realización 3
De acuerdo con el documento WO2015/136295, se forma un montaje de apilamiento de celdas de combustible usando una pluralidad de unidades de celdas de combustible 1. Más detalladamente, se ensambla un apilamiento de unidades de celda de combustible 1 encima de una placa base metálica (acero inoxidable ferrítico 3CR12), con una junta de Thermiculite 866 que aísla eléctricamente la placa base de la unidad de celda de combustible 1 adyacente, y una toma de energía ubicada entre la junta Thermiculite 866 y la unidad de celda de combustible adyacente 1. Las juntas de Thermiculite 866 están situadas entre los primeros extremos 2 de las unidades de celdas de combustible 1 adyacentes, y entre el segundo extremo 3 de las unidades de celdas de combustible adyacentes. Luego se coloca una toma de energía sobre la unidad de celda de combustible 1 superior (es decir, la expuesta), luego se coloca una junta de Thermiculite 866 encima de la toma de energía y se coloca una placa terminal metálica (acero inoxidable ferrítico 3CR12) tras la junta de Thermiculite. Luego se ejerce una fuerza de compresión mediante medios de compresión entre la placa base y la placa terminal, y un faldón unido a la placa base y la placa terminal para definir un volumen entre ellas dentro del cual está contenido el apilamiento de celdas de combustible y sus unidades de celdas de combustible.
Realización 4
Como se muestra en la Figura 11, se fabrica una unidad de celda de combustible 1 de acuerdo con la Realización 1. En esta realización, hay un total de seis placas 70 de sustrato metálico y seis recortes 40 correspondientes.
Diversas modificaciones, adaptaciones y realizaciones alternativas resultarán fácilmente evidentes para el experto en la técnica sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Los signos de referencia se incorporan en las reivindicaciones únicamente para facilitar su comprensión y no limitan el alcance de las reivindicaciones.
Signos de referencia:
1 Unidad de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal
2 Primer extremo
3 Segundo extremo
20 Placa de interconexión metálica
21 Primera superficie (de la placa 20 de interconexión metálica)
22 Segunda superficie (de la placa 20 de interconexión metálica)
23 Perímetro externo (de la placa 20 de interconexión metálica)
24 Puerto de combustible (de la placa 20 de interconexión metálica)
27 Primer borde (de la placa 20 de interconexión metálica)
28 Segundo borde (de la placa 20 de interconexión metálica)
30 Espaciador metálico
31 Primera superficie (del espaciador 30 metálico)
32 Segunda superficie (del espaciador 30 metálico)
33 Perímetro exterior (del espaciador 30 metálico)
33a Perímetro interno de entrada de combustible
33b Perímetro interno de entrada de combustible
33c Perímetro interno de salida de combustible
33d Perímetro interno de salida de combustible
34a Puerto de combustible
34b Puerto de combustible
34c Puerto de combustible
34d Puerto de combustible
35a Volumen del puerto de entrada de combustible
35b Volumen recortado
35c Volumen del puerto de salida de combustible
37 Primer borde alargado (del espaciador 30 metálico)
38 Segundo borde alargado (del espaciador 30 metálico)
39a Perímetro interno recortado
39b Perímetro interno recortado
40 Separador
40a Separador
40b Separador
41 Elemento transversal
44a Región del conducto de combustible
44b Región de la garganta de combustible
44c Región del canal distribuidor de combustible
50a Placa ciega
50b Placa ciega
51 Primera superficie (de la placa ciega)
52 Segunda superficie (de la placa ciega)
54 Puerto de combustible (de placa ciega)
55 Borde curvo (de la placa ciega)
57 Primer borde (de la placa ciega)
58 Segundo borde (de la placa ciega)
59 Borde interior (de la placa ciega)
65 Sustrato metálico
70 Placa de sustrato metálico
70a Placa de sustrato metálico
70b Placa de sustrato metálico
71 Primera superficie (de placa de sustrato metálico)
72 Segunda superficie (de placa de sustrato metálico)
74 Primer lado corto (de la placa de sustrato metálico)
75 Segundo lado corto (de la placa de sustrato metálico)
76 Lado largo exterior (de la placa de sustrato metálico)
77 Lado largo interior (de la placa de sustrato metálico)
78 Región porosa (de la placa de sustrato metálico)
78a Perforación
78b Región no porosa (de la placa de sustrato metálico)
79 Celda de combustible de óxido sólido
80 Placa base de montaje
81 Borde de referencia
82a Espacio de tolerancia
82b Espacio de tolerancia
82c Espacio de tolerancia
83a Pasador fijo
83b Pasador fijo
83c Pasador fijo
83d Pasador fijo
83e Pasador fijo
83f Pasador fijo
83g Pasador fijo
84a Pasador accionado por resorte
84b Pasador accionado por resorte
84c Pasador accionado por resorte
84d Pasador accionado por resorte
84e Pasador accionado por resorte
84f Pasador accionado por resorte
84g Pasador accionado por resorte
84h Pasador accionado por resorte
90 Primera placa de sujeción
91a Ranura de soldadura
91b Ranura de soldadura
91c Ranura de soldadura
92a Orificio
92b Orificio
95 Segunda placa de sujeción
96 Perímetro interior
96a Abertura
98a Orificio
98b Orificio
100a Costura de soldadura en línea
100b Costura de soldadura en línea
100c Costura de soldadura en línea
100d Costura de soldadura en línea
100e Costura de soldadura en línea
100f Costura de soldadura en línea
101 Costura de soldadura perimetral
110 Hoyuelo
120 Hoyuelo de puente alargado
121 Hoyuelo de puente alargado
130 Conducto de combustible
170a Placa de sustrato metálico combinada
170b Placa de sustrato metálico combinada

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal que comprende:
a) una pluralidad de placas (70a, 70b) de sustrato metálico y al menos dos placas (50a, 50b) ciegas, definiendo cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico una primera y segunda superficies (71, 72) opuestas y cada placa (50a, 50b) ciega que definen una primera y segunda superficies (51, 52) opuestas, en donde al menos una celda (79) de combustible de óxido sólido está dispuesta en dicha segunda superficie (72) de cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico;
b) un espaciador (30) metálico, que define una primera y segunda superficies (31, 32) opuestas, comprendiendo dicho espaciador (30) metálico un perímetro (33) externo y una pluralidad de perímetros (39a, 39b) internos recortados, definiendo cada perímetro (39a, 39b) interno recortado un recorte (40), en donde dicha primera superficie (71) de cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico y dicha primera superficie (51) de cada placa (50a, 50b) ciega está unido a dicha segunda superficie (32) de dicho espaciador (30) metálico, estando cada perímetro (39a, 39b) interno recortado de dicho espaciador (30) metálico completamente superpuesto por una placa (70a, 70b); de sustrato metálico; y c) una placa (20) de interconexión metálica que define una primera y segunda superficies (21, 22) opuestas, dicha segunda superficie (22) de dicha placa (20) de interconexión metálica unida de forma sellada a dicha primera superficie (31) de dicho espaciador (30) metálico.
2. Una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal es una capa de apilamiento de celdas de combustible de óxido sólido soportada por metal.
3. Una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico está unida a dicho espaciador (30) metálico entre un perímetro (39a, 39b) interno recortado y dicho perímetro (33) externo.
4. Una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con la reivindicación 3, en donde cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico comprende una región (78) porosa rodeada por una región (78b) no porosa, y dicha región (78b) no porosa de cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico está unida a dicho espaciador (30) metálico.
5. Una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha placa (20) de interconexión metálica está unida de forma sellada a dicha primera cara (31) de dicho espaciador (30) metálico entre dicho perímetro (33) externo de dicho espaciador (30) metálico y dicha pluralidad de perímetros (39a, 39b) internos recortados de dicho espaciador (30) metálico.
6. Una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico está unida a dicho espaciador (30) metálico mediante soldadura.
7. Una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dichas al menos dos placas (50a, 50b) ciegas y dicha pluralidad de placas (70a, 70b) de sustrato metálico están unidas a dicho espaciador (30) metálico.
8. Una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una placa (170a, 170b) de sustrato metálico combinada, comprendiendo cada placa (170a, 170b) de sustrato metálico combinada una placa (50a, 50b) ciega y al menos una placa (70a, 70b) de sustrato metálico.
9. Un apilamiento de celdas de combustible de óxido sólido que comprende una pluralidad de unidades (1) de celdas de combustible de óxido sólido soportadas por metal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
10. Un montaje de apilamiento de celdas de combustible de óxido sólido que comprende: una placa base, una placa terminal, un apilamiento de celdas de combustible de óxido sólido de acuerdo con la reivindicación 9, y un faldón unido a dicha placa base y dicha placa terminal y que define un volumen entre dicho faldón, dicha placa base y dicha placa terminal dentro de la cual está contenida dicho apilamiento de celdas de combustible.
11. Un método de ensamblaje de una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal, comprendiendo dicha unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal:
a) una pluralidad de placas (70a, 70b) de sustrato metálico y al menos dos placas (50a, 50b) ciegas, definiendo cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico una primera y segunda superficies (71, 72) opuestas y cada placa (50a, 50b) ciega que definen una primera y segunda superficies (51, 52) opuestas, en donde al menos una celda (79) de combustible de óxido sólido está dispuesta en dicha segunda superficie (72) de cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico;
b) un espaciador (30) metálico, que define una primera y segunda superficies (31, 32) opuestas, comprendiendo dicho espaciador (30) metálico un perímetro (33) externo y una pluralidad de perímetros (39a, 39b) internos recortados, definiendo cada perímetro (39a, 39b) interno recortado un recorte (40); y
c) una placa (20) de interconexión metálica que define la primera y segunda superficies (21,22) opuestas;
comprendiendo dicho método de ensamblaje las etapas de:
(i) unir dicha primera superficie (71) de cada placa (70a, 70b) de sustrato metálico y dicha primera superficie (51) de cada placa (50a, 50b) ciega a dicha segunda superficie (32) de dicho espaciador (30) metálico, en donde cada perímetro (39a, 39b) interno recortado de dicho espaciador (30) metálico está completamente superpuesto por una placa (70a, 70b) de sustrato metálico; y
(ii) unir de manera sellada dicha segunda superficie (22) de dicha placa (20) de interconexión metálica a dicha primera superficie (31) de dicho espaciador (30) metálico.
12. Un método de ensamblaje de una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la etapa (i) comprende sujetar dicho espaciador (30) metálico a dichas al menos dos placas (50a, 50b) ciegas y dicha pluralidad de placas (70a, 70b) de sustrato metálico y unir dicho espaciador (30) metálico a dichas al menos dos placas (50a, 50b) ciegas y dicha pluralidad de placas (70a, 70b) de sustrato metálico.
13. Un método de ensamblaje de una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en donde la etapa (ii) comprende sujetar dicha placa (20) de interconexión metálica a dicho espaciador (30) metálico y unir dicha placa (20) de interconexión metálica a dicho espaciador (30) metálico.
14. Un método de ensamblaje de una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, en donde al menos uno de la etapa (i) y de la etapa (ii) comprende la unión mediante soldadura.
15. Un método de ensamblaje de una unidad (1) de celda de combustible de óxido sólido soportada por metal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11-14, en donde dicha pluralidad de placas (70a, 70b) de sustrato metálico y dicha pluralidad de placas (50a, 50b) ciegas están alineadas con dicho espaciador (30) metálico y alineado con dicha placa (20) de interconexión metálica.
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