WO1996007212B1

WO1996007212B1 - Feststoffelektrolyt-hochtemperatur-brennstoffzelle und brennstoffzellen-anordnung

Info

Publication number: WO1996007212B1
Application number: PCT/DE1995/001169
Authority: WO
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1996-05-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Mittels einer Gaszuführung wird über einen Gaskanal Gas an der Anode vorbeigeleitet. Eine entsprechende Luftzuführung leitet Luft über die Kathode. Ferner ist eine Ableitung für das Abgas vorgesehen. Erfindungsgemäß besteht das Festelektrolyt-Element aus einem senkrecht anzuordnenden, oben offenen, unten geschlossenen Hohlkörper (2) aus keramischem Elektrolyt-Material. Der Hohlkörper weist auf seiner inneren Oberfläche die Anode (3) und auf seiner äußeren Oberfläche die Kathode (8) auf. Im Hohlkörper verläuft der Gaskanal, der zugleich Anodenraum (4) ist. Er wird von einer im oder am Boden des Hohlkörpers mündenden Gaszuführung (1a) gespeist. Der Hohlkörper ist kathodenseitig mit Abstand von einem weiteren, unten bis auf die Mündung der Luftzuführung geschlossenen Element (5) aus hochwarmfestem Material umhüllt. Der dadurch entstehende Raum bildet den Luftkanal (7) und zugleich den Kathodenraum. Das den Gas- und Luftkanal verlassende Gas-Luft-Gemisch wird bei dieser Anordnung nach oben aus dem Element zur Abgasleitung geführt.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE[beim Internationalen Büro am 12. März 1996 (12.03.96) eingegangen; ursprüngliche Ansprüche 1-12 durch geänderte Ansprüche 1-11 ersetzt (4 Seiten)]

1. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit Anode und Kathode aufweisendem Festelektrolyt- element, bei der eine Gaszuführung mit über die Anode führendem Gaskanal und eine Luftzuführung mit über die Kathode führendem Luftkanal sowie eine Ableitung für das Abgas vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Festelektrolytelement aus einem senkrecht anzuordnenden, oben offenen, unten geschlossenen Hohlkörper (2) aus keramischem Elektrolytmaterial besteht, auf dessen innerer Oberfläche die Anode (3) und auf dessen äußerer Oberfläche die Kathode (8) aufgetragen sind und in welchem der Gaskanal, der zugleich Anodenraum (4) ist, verläuft, der von der im oder am Boden des Hohl¬ körpers mündenden Gaszuführung (la, lb) gespeist wird, und daß der das Festelektrolytelement bil¬ dende Hohlkörper (2) kathodenseitig mit Abstand von einem weiteren, unten bis auf die Mündung der LuftZuführung (11) geschlossenen Element (5) aus hochwarmfestem Material umhüllt ist, dabei der zwischen dem Hohlkörper (2) und dem diesen umhül¬ lenden Element (5) befindliche Raum den Katho¬ denraum und zugleich den Luftkanal (7) bildet und das den Gas- und Luftkanal (7) verlassende Gas-

Luft-Gemisch oben aus dem Element zur Abgaslei- tung (13) geführt ist und daß ein in den Hohlkörper (2) ragendes, unten offenes Tauchrohr (12) vorgesehen ist, das oben an die Gasleitung (16) angeschlossen ist.

2. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden einander gegenüberliegenden Anodenflächen innerhalb des Hohlkörpers (2) elek¬ trisch leitend miteinander verbunden sind.

3. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzelle nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur elektrischen Verbindung der beiden Anodenflächen ein Drahtgeflecht vorgesehen ist.

4. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzelle nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur elektrischen Verbindung der beiden Anodenflächen Stege aus Anodenmaterial vorgesehen sind.

5. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzelle ge¬ mäß einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das den Hohlkörper (2) umhüllende Element (5) den Hohlkörper überragt und der oberhalb des

Hohlkörpers befindliche Raum im Element eine Nachbrennkammer (9) für das den Gas- und den Luftkanal (7) verlassende Gas-Luft-Gemisch bildet.

6. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzellen- Anordnung, bestehend aus mehreren, in Serie ge¬ schalteten, unmittelbar benachbarten Brennstoff¬ zellen nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzellen- Anordnung, bestehend aus mehreren, in Serie ge¬ schalteten, unmittelbar benachbarten Brennstoff¬ zellen nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen zwei benachbarten Brennstoffzellen je ein gemeinsamer Luftzufuhrkanal (10) vorgese¬ hen ist, der unten in den Luftkanal (7) mündet und oben an die Luftzuleitung angeschlossen ist.

8. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzelle nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Luftzufuhrkanäle sich über die Außenflä- ehe des den Hohlkörper umhüllenden Elementes er¬ strecken.

9. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzellen- Anordnung gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß stirnseitig an den Brennstoffzellen eine Luftvorwärmkammer (14) vorgesehen ist, die von unten durch die Luftzuleitung gespeist wird und oben an die Luftzufuhrkanäle (10) angeschlossen ist.

₁₀. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzellen- Anordnung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Hohlkörper umhüllenden Elemente oben von einer gemeinsamen Kopfplatte (17) abgeschlos¬ sen sind und der Boden des Brennstoffzellenofens, auf dem die Elemente (15) ohne feste Verbindung stehen, den unteren Abschluß der Elemente bildet.

11. Festelektrolyt-Hochtemperatur-Brennstoffzellen- Anordnung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Hohlkörper (2) umhüllenden Ele¬ mente (15) von einer gemeinsamen Kopfplatte (17) getragen werden und unten durch eine gemeinsame Bodenplatte abgeschlossen sind.