KR20160008214A - Soec 장치용 가스 유입구 - Google Patents

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Abstract

SOC 장치용 다중 가스 유입구 또는 배출구는 중첩되는 가스 채널에 대한 컷 아웃이 포함된 스택된 층들에 의해 제공된다.

Description

SOEC 장치용 가스 유입구{GAS INLET FOR SOEC UNIT}
본 발명은 특히 SOC 스택에 포함된 SOC 장치를 위한 고체 산화물 전지 (SOC) 장치, 특히 고체 산화물 연료 전지 (SOFC) 장치 또는 고체 산화물 전기분해 전지 (SOEC) 장치에 관한 것이다.
고체 산화물 연료 전지 (SOFC)는 산소 이온의 변환을 가능하게 하는 고체 전해질, 산소가 산소 이온으로 환원되는 곳인 음극 및 수소가 산화되는 곳인 양극을 포함한다. SOFC에서의 전체적인 반응은 수소와 산소가 전기화학적으로 반응하여 전기, 열 및 물을 생성하는 것이다. 필요한 수소를 생성하기 위하여, 양극은 정상적으로 탄화수소, 특히 천연 가스의 수증기 개질을 위한 촉매 활성을 가지고 있고, 그로써 수소, 이산화탄소 및 일산화탄소가 생성된다. 천연 가스의 주성분인 메탄의 수증기 개질은 다음 방정식으로 기술될 수 있다:
CH4 + H20 → CO + 3H2
CH4 + CO2 → 2CO + 2H2
CO + H20 → CO2 + H2
작동 중에 공기와 같은 산화제는 고체 산화물 연료 전지에 음극 영역에서 공급된다. 수소와 같은 연료는 연료 전지의 양극 영역에서 공급된다. 다르게는, 메탄과 같은 탄화수소 연료는 양극 영역에서 공급되는데, 거기에서 그것은 상기 반응들에 의해 수소 및 탄소 산화물로 변환된다. 수소는 다공성 양극을 통과하여 양극/-전해질 계면에서 전해질을 통해 확산된 음극 쪽에서 생성된 산소 이온과 반응한다. 산소 이온은 음극 쪽에서 전지의 외부 전기 회로로부터 전자의 유입으로 생성된다.
전압을 상승시키기 위하여, 여러 전지 장치가 조립되어 스택이 형성되고 상호접속부(interconnects)에 의해 함께 연결된다. 상호접속부는 인접한 세포 장치들의 양극 (연료) 및 음극 (공기/산소) 쪽을 분리하기 위한 가스 장벽으로서 작용하고, 동시에 인접한 장치들 사이에서, 즉 전자가 과잉으로 있는 한 전지의 양극과 환원 과정을 위해 전자를 필요로 하는 인접한 전지의 음극 사이에서 전류 전도를 가능하게 한다. 나아가, 상호접속부에는 정상적으로 상호접속부의 한 쪽에 있는 연료 가스 및 반대쪽에 있는 산화제 가스의 통과를 위해 많은 흐름로(flow path)가 제공된다. SOFC 스택의 성능을 최적화하기 위하여, 최소화되어야 하는 관련된 네거티브 값들의 다른 범위에 대한 허용할 수 없는 결과를 나타내지 않으면서 다양한 포지티브 값들이 최대화되어야 한다. 이들 값의 일부는 다음과 같다:
최대화되어야 하는 값들 최소화되어야 하는 값들
- 연료 이용률 - 가격
- 전기 효율 - 크기
- 수명 - (온도, 포인트까지의)
- 제조 시간
- 실패율
- 부품의 수
- 와류손(parasitic loss)(가열,
냉각, 송풍 등)
상기에서 열거된 거의 모든 값들은 상호관련되는데, 그것은 한 값을 변경시키면 다른 값에 영향을 미치는 것을 의미한다. 연료 전지의 가스 흐름의 특징과 상기 값들 사이의 일부 관련이 아래와 같이 언급된다:
연료 이용률:
상호접속부의 연료 쪽의 흐름로는 동등한 양의 연료가 스택의 각 전지로 흐르도록 디자인되어야 한다, 즉 스택의 연료 쪽을 통한 흐름 -"지름길"이 없어야 한다.
와류손 :
SOFC 스택과 그것의 연료 전지 장치에서 공정 가스 흐름로의 디자인은 적어도 공기 쪽에서 및 잠재적으로 상호접속부의 연료 쪽에서 흐름 부피당 저압 손실을 이룰 수 있어야 하고, 그것은 송풍기로의 와류손을 감소시킬 것이다.
전기 효율:
상호접속부는 인접한 전지들의 양극과 음극 층 사이에서 전류를 유도한다. 그러므로 내부 저항을 줄이기 위하여, 상호접속부의 전기 전도 접촉점 (이하 간단하게 "접촉점"으로 언급함)은 전극들 (양극 및 음극)에 대한 양호한 전기적 접촉을 수립하도록 디자인되어야 하고 접촉점은 멀리 떨어져 있지 않아야 하며, 그로써 전극의 더 긴 거리를 통해 전류가 흐르도록 가압될 수 있고, 그 결과 내부 저항은 더 높아진다.
수명:
상호접속부와 관련하여 상호접속부의 연료 및 공기 쪽 둘 다의 평평한 흐름 분포, 소수의 부품 및 다른 것들 중에서도 재료 위의 평평한 보호 코팅에 따라 좌우된다.
가격:
상호접속부 가격 분포는 귀한 재료를 사용하지 않음으로써, 상호접속부의 제조 시간을 감소시키고 재료 손실을 최소화함으로써 감소될 수 있다.
크기:
연료 스택의 전체 크기는 상호접속부 디자인이 활성 전지 지역의 높은 이용률을 보장할 때 감소된다. 낮은 연료- 또는 공기 흐름을 포함하는 죽은-지역은 감소되어야 하고 표면을 밀봉하기 위한 비활성 지대는 최소화되어야 한다.
온도:
온도는 전지의 촉매적 반응을 보장하기에 충분히 높아야 하지만, 전지 성분들의 가속화된 분해를 피하기 위해 충분히 낮아야 한다. 그러므로 상호접속부는 최대 온도를 초과하지 않으면서 높은 평균 온도를 제공하는 평평한 온도 분포에 기여해야 한다.
제조 시간.
상호접속부 자체의 제조 시간은 최소화되어야 하고 상호접속부 디자인은 또한 전체 스택의 빠른 조립에 기여해야 한다. 일반적으로 모든 부품에 대해 상호접속부 디자인은 불필요하게 만들고, 제조 시간의 이득이 있다.
실패율.
상호접속부 제조 방법 및 재료는 낮은 상호접속부 실패율 (예컨대 상호접속부 가스 장벽의 원하지 않는 구멍, 울퉁불퉁한 재료 두께 또는 특징)을 허용해야 한다. 나아가 조립된 전지 스택의 실패율은 상호접속부 디자인이 조립될 전체 부품의 총 수를 감소시키고 밀봉 표면의 길이를 감소시킬 때 감소될 수 있다.
부품의 수.
앞서 언급된 오차 및 조립 시간을 최소화하는 것과 별도로, 부품의 수의 감소는 감소된 가격을 유도한다.
양극과 음극 가스 흐름이 SOFC 스택에 분배되는 방법은 두 가지 공정 가스의 각각에 대해 공통 매니폴드를 가지는 것에 의한 것이다. 매니폴드는 내부적이거나 외부적일 수 있다. 매니폴드는 SOFC 스택의 개별적인 층에 각 층으로의 채널에 의해 공정 가스를 공급한다. 그 채널은 보통 SOFC 스택에 포함된 반복 엘레먼트들의 한 층에, 즉 스페이서에 또는 상호접속부에 위치한다.
스페이서 또는 상호접속부는 보통 재료를 통해 모든 방식으로 새겨지거나, 절단되거나 에칭된 하나의 유입 채널을 가진다. 단지 하나의 유입 채널을 가지는 이유는 스페이서가 내부 부품이어야 하기 때문이다. 이런 해결책은 조절가능한 크기가 조절가능한 압력 강하를 제공하기 때문에, 스페이서 또는 상호접속부 채널의 값싸고 조절가능한 제조를 허용한다.
다중 채널을 허용하는, 공정 가스 채널을 만드는 다른 방법은 스페이서 또는 상호접속부를 통해 채널을 에칭하거나, 압착하거나 또는 다른 방법으로는 부분적으로 채널을 만드는 것에 의한 것이다. 이것은 스페이서는 내부 부품일 수 있지만, 부분적으로 재료를 통한 채널의 제조 방법은 정확하지 않으며, 그것은 가스 채널의 불확실하고 조절할 수 없는 압력-강하를 유발하는 것을 의미한다.
만약 밀봉재가 단지 부분적으로 스페이서 또는 상호접속부의 재료를 통해 형성된 가스 채널을 가로질러 적용된다면, 가스 채널의 보다 불확실하고 조절할 수 없는 압력-강하가 일어날 것이다. 밀봉재는 당연히 단지 바람직한 표면에 매치되기 위해 스크린 프린팅될 수 있거나, 또는 접착되고 가스 채널로부터 절단될 수 있으며, 그것은 불확실한 압력-강하의 위험을 저하시키겠지만, 이것은 값비싸고 시간-소모적이다.
US6492053은 상호접속부 및 스페이서를 포함하는 연료 전지 스택을 개시한다. 상호접속부와 스페이서는 둘 다 산소/연료의 흐름을 위한 유입 및 배출 매니폴드를 가진다. 유입 및 배출 매니폴드는 그것의 표면에 양극 및 음극을 따라 산소/연료의 분포를 위한 홈/통로들을 가진다. 그러나 상호접속부 및 스페이서의 홈/통로는 상호간에 일렬 배열되지 않으며, 따라서 그것들의 기하학적 구조는 다중 유입 포인트들을 이루기 위해 조합될 수 없을 것이다. 또한 홈/통로들은 상호접속부와 스페이서 둘 다의 표면에 있기 때문에, 다중 유입 포인트의 형성은 실현가능하지 않다.
US2010297535는 흐름 채널을 가지는 연료 전지의 이극성 판(plate)을 개시한다. 흐름판은 연료 전지의 활성 지역 사이에서 유체를 균질하게 분포하기 위한 다중 채널을 가진다. 상기 문헌은 제 2층 및 그 안에 있는 유사한 채널은 기술하지 않았다.
US2005016729는 열 전도성 상호접속 판에서 지지되고, 다수의 판이 스택으로 불리는 전도성 히터를 형성하는 세라믹 연료 전지(들)을 개시한다. 다수의 스택을 연결하는 것은 연료 전지의 스틱을 형성한다. 다수의 스틱을 단부끼리 연결함으로써, 연료 전지의 스트링이 형성된다. 스트링의 길이는 예를 들면 오일과 같은 밑에 있는 자원층을 침투할만한 크기인, 1,000 피트 또는 그 이상일 수 있다. 예열기는 스트링을 700℃를 초과하는 작동 온도로 유도하고, 그런 다음 연료 전지는 그 온도를 연료 전지에 연료와 산화제를 공급하고, 배기 가스를 행성 표면(planetary surface)에 전달하는 다수의 도관을 통해 유지한다. 매니폴드는 스트링과 행성 표면 사이에서 다수의 도관을 지속시키고 배기 가스와 산화제/연료 사이의 열 교환기로서 작용하기 위해 사용될 수 있다.
상기에서 기술된 공지 기술 중 어느 것도 상기 기술된 문제점들에 대한 간단하고 효율적이며 안전장치가 있는 용액을 기술하지 않았다.
그러므로, 상기 열거된 고려사항들을 참조로, SOFC 장치를 위한 효율적이고 실패를 최소화하는 가스 유입구를 제공하기 위해 다중-채널 가스 유입 용액을 제조하고 취급하기 위한 강력하고, 간단하며, 값싸고 용이함에 대한 요구가 존재한다. 해당하는 전지 장치들은 또한 고체 산화물 전기분해에 대해서도 사용될 수 있기 때문에, 이런 가스 유입 용액은 또한 SOEC 장치에 대해서도 사용될 수 있고, 따라서 SOC 장치에 대한 용액이 요구된다.
이들 및 다른 목적들은 아래에 기술되는 발명에 의해 이루어진다.
발명의 요약
연료 전지 또는 전기분해 전지 스택은 각각의 전지에 있는 반복 엘레먼트들을 포함한다. 전지를 위한 유입 채널을 제조하기 위하여 전지 스택의 반복 엘레먼트들의 두 개의 층을 사용함으로써, 다중-채널 유입구를 가지는 간단하고 정합된 부품들을 제조하는 것이 가능하다.
발명은 한 부품의 채널로부터 다른 부품의 하나 또는 유리하게 특히 다수의 채널로, 그런 다음에는 스택의 전지들의 활성 지역 안으로 흐름을 지시하는 방식으로 중첩되는 두 개의 층에 상이한 채널을 가지는 것이다. 이런 원리에 따르면, 취급이 용이한 정합된 부품들을 가지는 전지 스택의 모든 반복 엘레먼트 안에 다중 채널을 제조하는 것이 가능하다.
발명의 특징들
1. 다수의 스택된 전지 장치를 포함하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 각각의 장치는 전지 층과 상호접속 층을 포함하고, 이때 하나의 상호접속 층은 하나의 전지 장치를 전지 스택의 인접한 전지 장치로부터 분리시키며, 적어도 하나의 전지 장치의 상기 층들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝을 가지며 동일한 전지 장치의 적어도 하나의 인접 층은 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝을 가지고, 상기 일차 가스 유입 오프닝 및 상기 이차 가스 유입 오프닝은 부분적으로 중첩되며, 그 중첩은 유입 가스가 일차 가스 유입 오프닝으로부터 이차 가스 유입 오프닝으로 흐르는 공통 가스 유입 지대를 규정한다.
2. 특징 1에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝을 포함하는 층과 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝을 포함하는 층은 정합된다.
3. 선행 특징들 중 어느 것을 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝을 포함하는 층은 추가로 적어도 하나의 가스 유입 흐름 가이드를 형성하는 적어도 하나의 돌출부를 포함한다.
4. 특징 3에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 상기 적어도 하나의 가스 유입 흐름 가이드는 적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝의 부분과 중첩되고, 그로써 적어도 하나의 다중 채널 가스 유입구를 형성한다.
5. 선행하는 특징들 중 어느 것을 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 적어도 하나의 전지 장치의 상기 층들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 일차 가스 배출 오프닝을 가지고 동일한 전지 장치의 적어도 하나의 인접 층은 적어도 하나의 이차 가스 배출 오프닝을 가지며, 상기 일차 가스 배출 오프닝과 상기 이차 가스 배출 오프닝은 부분적으로 중첩되며, 그 중첩은 배출 가스가 일차 가스 배출 오프닝으로부터 이차 가스 배출 오프닝으로 흐르는 공통 가스 배출 지대를 규정한다.
6. 특징 5에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 적어도 하나의 이차 가스 배출 오프닝을 포함하는 층은 추가로 적어도 하나의 가스 배출 흐름 가이드를 형성하는 적어도 하나의 돌출부를 포함한다.
7. 특징 6에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 상기 적어도 하나의 가스 배출 흐름 가이드는 적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 일차 가스 배출 오프닝의 일부와 중첩되고, 그로써 적어도 하나의 다중 채널 가스 배출구를 형성한다.
8. 선행하는 특징들 중 어느 것에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 상기 장치는 추가로 적어도 하나의 스페이서 층을 포함한다.
9. 선행하는 특징들 중 어느 것에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝 또는 적어도 하나의 일차 가스 배출 오프닝은 관통된 구멍, 관통된 오프닝, 압흔(indentation) 또는 이것들의 조합이다.
10. 선행하는 특징들 중 어느 것에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝 또는 적어도 하나의 이차 가스 배출 오프닝은 관통된 구멍, 관통된 오프닝, 압흔(indentation) 또는 이것들의 조합이다.
11. 선행하는 특징들 중 어느 것에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝 또는 적어도 하나의 일차 가스 배출 오프닝은 상호접속 층에 위치한다.
12. 선행하는 특징들 중 어느 것에 따르는 고체 산화물 전기분해 전지 스택, 이때 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝 또는 적어도 하나의 이차 가스 배출 오프닝은 적어도 하나의 스페이서 층에 위치한다.
13. 다수의 스택된 전지 장치를 포함하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택의 전지 장치에 유입 가스를 보내는 방법, 각각의 장치는 전지 층과 상호접속 층을 포함하고, 이때 하나의 상호접속 층은 하나의 전지 장치를 전지 스택의 인접한 전지 장치와 분리시키며, 적어도 하나의 전지 장치의 상기 층들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝을 가지고 동일한 전지 장치의 적어도 하나의 인접한 층은 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝을 가지며, 상기 일차 가스 유입 오프닝과 상기 이차 가스 유입 오프닝은 부분적으로 중첩되고, 그 중첩은 공통 가스 유입 지대를 규정하며, 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
- 유입 가스를 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝에 제공하는 단계
- 상기 일차 가스 유입 오프닝을 통해 제 1 방향으로 유입 가스를 흐르게 하는 단계
- 공통 가스 유입 지대를 통해 제 2 방향으로 유입 가스를 흐르게 하는 단계
- 적어도 하나의 이차 유입 가스 오프닝을 통해 제 3 방향으로 유입 가스를 흐르게 하는 단계.
14. 특징 13에 따르는 방법, 이때 제 2 방향은 전체적으로 제 1 및 제 3 방향과 상이하다.
15. 특징 13 또는 14에 따르는 방법, 이때 제 3 방향은 전체적으로 적어도 하나의 전지 층과 2차원 평면에서 동일하다.
16. 특징 13 내지 15중 어느 것에 따르는 방법, 이때 제 2 방향 전체와 적어도 하나의 전지 층 사이의 각은 적어도 5°, 바람직하게 적어도 30°이다.
17. 특징 13 내지 16중 어느 것에 따르는 방법, 이때 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝은 상호접속 층에 위치한다.
18. 특징 13 내지 17중 어느 것에 따르는 방법, 이때 상기 장치는 추가로 적어도 하나의 스페이서 층을 포함한다.
19. 특징 18에 따르는 방법, 이때 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝은 적어도 하나의 스페이서 층에 위치한다.
20. 특징 13 내지 19중 어느 것에 따르는 방법, 이때 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝은 관통 구멍, 관통 오프닝, 압흔 또는 이것들의 조합이다.
21. 특징 13 내지 20중 어느 것에 따르는 방법, 이때 유입 가스는 양극 가스 또는 음극 가스이다.
발명은 발명의 구체예들의 실례를 보여주는 첨부되는 도면에 의해 한층 더 설명된다.
도 1은 바닥층 컷 아웃(cut out)의 일부를 포함하는 고체 산화물 전지의 조립된 반복 엘레먼트의 저면도이다.
도 2는 등축도로 도 1의 반복 엘레먼트를 도시한다.
도 3은 도 1의 반복 엘레먼트의 일부의 측면 절단 A-A를 도시한다.
도 4는 도 1의 반복 엘레먼트의 일부 (B)의 확대도이다.
도 5는 도 1의 반복 엘레먼트의 일부 (C)의 확대도이다.
도 6은 도 2의 반복 엘레먼트의 일부 (D)의 확대도이다.
발명의 한 구체예에서, 층들, 스페이서, 상호접속부 및 전지의 가스 채널은 관통하는 모든 방식으로 절단되고 하나의 정합된 부품에 존재할 것이다.
도 1은 절단된 바닥층의 일부를 포함하는 고체 산화물 전지의 조립된 반복 엘레먼트의 저면도를 도시한다. 등축의 동일한 도면이 도 2에 도시된다. 바닥층은 도시된 것과 같이 전해질과 전극들을 포함하는 전지일 수 있고, 가스 유입구 또는 배출구 또는 둘 다일 수 있는, 가스 채널에 대한 6개의 컷 아웃이 존재한다. 이 구체예에서 바닥층의 상부에 있는 층인 스페이서는 상부 층과 상이한 채널을 가진다. 스페이서에 있는 6개의 가스 채널 컷 아웃의 각각은 바닥층의 정합된 컷 아웃보다 작지만, 스페이서의 각각의 컷 아웃과 관련하여 바닥층의 보다 큰 컷 아웃과 부분적으로 중첩하는 "날개"가 있고, 그로써 층들이 전지 스택에서 조립될 때 다중-채널 유입구 또는 배출구를 형성한다.
도 1에서 바닥 층의 컷 아웃들과 중첩하는 다중-채널의 제 1 부분은 5개의 컷 아웃 중 각각을 통해 볼 수 있고 (도 5의 확대도 "C"에서 보다 분명하게 볼 수 있음) "B"로 명명된 도면의 일부에서 제 6 컷 아웃 상에서 다중-채널의 모든 일부는 바닥층의 일부의 절단으로 인해 볼 수 있다. 이것은 도 4의 확대도 "B"에서 분명하게 볼 수 있다.
도 3에서, 이 다중-채널 유형의 가스 유입구는 화살표로 표시된 가스 흐름으로 도시된다. 가스 흐름의 주요 부분은 다중-채널 유입구를 통과하고 나아가 전지 스택의 이어지는 반복 엘레먼트들 (도시되지 않음)로 흐른다. 그러나 스택의 압력 프로필로 인해, 가스 흐름의 일부는 상기에서 기술된 스페이서에 형성된 날개들에 의해 제공된 다중-채널을 통해 도시된 엘레먼트로 들어간다. 도 6에서, 도 "D"는 보다 분명하게 도시된 반복 엘레먼트로 및 추가로 이어지는 반복 엘레먼트들 (도시되지 않음) 위로의 가스 흐름로를 보여준다. 도 6에서 다중 유입구가 효과적이고 평평한 분포를 제공하기 위해 어떻게 다중 방향으로 가스 흐름을 활성 지역 안으로 분포시키는 지가 분명해진다. 또한 각 층이 완전하게 관통되긴 하지만 날개들이 부동 엘레먼트가 되는 일 없이 층들의 중첩이 다중 유입구를 제공하는 방법이 명백하며, 그것은 쉽고 값싼 제조 및 조립을 제공하지만 다중 유입구의 유익을 얻을 수 있다.

Claims (21)

  1. 다수의 스택된 전지 장치를 포함하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택으로, 각각의 장치는 전지 층과 상호접속 층을 포함하고, 이때 하나의 상호접속 층은 하나의 전지 장치를 전지 스택의 인접한 전지 장치로부터 분리시키며, 적어도 하나의 전지 장치의 상기 층들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝을 가지며 동일한 전지 장치의 적어도 하나의 인접 층은 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝을 가지고, 상기 일차 가스 유입 오프닝 및 상기 이차 가스 유입 오프닝은 부분적으로 중첩되며, 그 중첩은 유입 가스가 일차 가스 유입 오프닝으로부터 이차 가스 유입 오프닝으로 흐르는 공통 가스 유입 지대를 규정하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  2. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝을 포함하는 층과 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝을 포함하는 층은 정합되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝을 포함하는 층은 추가로 적어도 하나의 가스 유입 흐름 가이드를 형성하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 유입 흐름 가이드는 적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝의 부분과 중첩되고, 그로써 적어도 하나의 다중 채널 가스 유입구를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 전지 장치의 상기 층들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 일차 가스 배출 오프닝을 가지고 동일한 전지 장치의 적어도 하나의 인접 층은 적어도 하나의 이차 가스 배출 오프닝을 가지며, 상기 일차 가스 배출 오프닝과 상기 이차 가스 배출 오프닝은 부분적으로 중첩되며, 그 중첩은 배출 가스가 일차 가스 배출 오프닝으로부터 이차 가스 배출 오프닝으로 흐르는 공통 가스 배출 지대를 규정하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  6. 제 5항에 있어서, 적어도 하나의 이차 가스 배출 오프닝을 포함하는 층은 추가로 적어도 하나의 가스 배출 흐름 가이드를 형성하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 배출 흐름 가이드는 적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 일차 가스 배출 오프닝의 일부와 중첩되고, 그로써 적어도 하나의 다중 채널 가스 배출구를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 추가로 적어도 하나의 스페이서 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝 또는 적어도 하나의 일차 가스 배출 오프닝은 관통된 구멍, 관통된 오프닝, 압흔(indentation) 또는 이것들의 조합인 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝 또는 적어도 하나의 이차 가스 배출 오프닝은 관통된 구멍, 관통된 오프닝, 압흔(indentation) 또는 이것들의 조합인 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝 또는 적어도 하나의 일차 가스 배출 오프닝은 상호접속 층에 위치하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝 또는 적어도 하나의 이차 가스 배출 오프닝은 적어도 하나의 스페이서 층에 위치하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택.
  13. 다수의 스택된 전지 장치를 포함하는 고체 산화물 전기분해 전지 스택의 전지 장치에 유입 가스를 보내는 방법으로, 각각의 장치는 전지 층과 상호접속 층을 포함하고, 이때 하나의 상호접속 층은 하나의 전지 장치를 전지 스택의 인접한 전지 장치와 분리시키며, 적어도 하나의 전지 장치의 상기 층들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝을 가지고 동일한 전지 장치의 적어도 하나의 인접한 층은 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝을 가지며, 상기 일차 가스 유입 오프닝과 상기 이차 가스 유입 오프닝은 부분적으로 중첩되고, 그 중첩은 공통 가스 유입 지대를 규정하며, 상기 방법은 다음의 단계들:
    - 유입 가스를 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝에 제공하는 단계
    - 상기 일차 가스 유입 오프닝을 통해 제 1 방향으로 유입 가스를 흐르게 하는 단계
    - 공통 가스 유입 지대를 통해 제 2 방향으로 유입 가스를 흐르게 하는 단계
    - 적어도 하나의 이차 유입 가스 오프닝을 통해 제 3 방향으로 유입 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 제 2 방향은 전체적으로 제 1 및 제 3 방향과 상이한 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 제 3 방향은 전체적으로 적어도 하나의 전지 층과 2차원 평면에서 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 방향 전체와 적어도 하나의 전지 층 사이의 각은 적어도 5°, 바람직하게 적어도 30°인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 13항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝은 상호접속 층에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 13항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 추가로 적어도 하나의 스페이서 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 적어도 하나의 이차 가스 유입 오프닝은 적어도 하나의 스페이서 층에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 13항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 일차 가스 유입 오프닝은 관통 구멍, 관통 오프닝, 압흔 또는 이것들의 조합인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 13항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 유입 가스는 양극 가스 또는 음극 가스인 것을 특징으로 하는 방법.
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