[發明專利]固體氧化物燃料電池系統

無效

• 申請號: 200980120879.0
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN102047481A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: M·E·波丁;W·J·布頓;陳鵬;S·J·格瑞格斯基
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/04;H01M8/24;F28D9/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧峻峰;李丹丹

1.一種燃料電池系統，包括：

a.多個燃料電池組，每個組包括至少一個燃料入口、至少一個燃料出口、框架以及兩個多電池的燃料電池裝置，所述燃料電池裝置定位成：一個燃料電池裝置的陽極側面向另一個燃料電池裝置的陽極側，所述兩個燃料電池裝置組合起來，至少部分地形成連接到所述燃料入口和所述燃料出口的燃料腔室；

b.多個熱交換器組，每個組包括至少一個氧化劑入口、至少一個氧化劑出口、以及連接到所述至少一個氧化劑入口和所述至少一個氧化劑出口的內部氧化劑腔室；所述熱交換器組平行于所述燃料電池組并介于所述燃料電池組之間，以使所述熱交換器組面對所述燃料電池組，并至少部分地在所述熱交換器組和所述燃料電池組之間形成多個陰極反應腔室；

c.外殼，所述外殼支承和包圍所述燃料組和所述熱交換器組；

d.氧化劑入口腔，所述氧化劑入口腔操作地連接到所述熱交換器組的氧化劑入口；

e.氧化劑排出腔，所述氧化劑排出腔操作地連接到所述陰極反應腔室；

f.入口燃料集管，所述入口燃料集管連接到所述燃料電池組的所述燃料入口；以及

g.排放燃料集管，所述排放燃料集管連接到所述燃料電池組的所述燃料出口。

2.如權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，包括：氧化劑回轉腔，所述氧化劑回轉腔包括至少一個擴散器板，所述氧化劑回轉腔操作地連接到：所述熱交換器組的所述氧化劑出口；以及所述陰極反應腔室的所述氧化劑入口側。

3.如權利要求2所述的燃料電池系統，其特征在于，還包括二次氧化劑排出口，所述二次氧化劑排出口(i)連接到交替的氧化劑腔；以及(ii)包括能夠控制所述交替的氧化劑腔內背壓的閥門。

4.如權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，還包括二次氧化劑排出口，所述二次氧化劑排出口(i)連接到交替的氧化劑腔；以及(ii)包括能夠控制所述交替的氧化劑腔內背壓的閥門。

5.如權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，所述燃料電池組由不銹鋼合金制成，所述不銹鋼合金厚度小于1mm。

6.如權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，所述熱交換器組由不銹鋼合金制成，所述不銹鋼合金厚度小于1mm。

7.如權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，所述熱交換器組包括框架和兩個平面的電解質板，所述板布置成彼此平行，以使形成在所述電解質板之間的內部腔室形成氧化劑預熱腔室。

8.如權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，所述燃料電池組內的燃料流動方向基本上是重力的方向。

9.如權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，所述(a)燃料電池組，(b)熱交換器組，(c)外殼，(d)入口氧化劑腔，(e)氧化劑排放腔，d(f)入口燃料集管，和/或(g)排放燃料集管包括能夠防止氧化物揮發的涂層。

10.如權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，包括燃料電池堆疊芯，其中，所述燃料電池堆疊芯包括所述多個燃料電池組，所述燃料電池系統附加地包括包圍燃料電池堆疊芯的熱絕緣件，所述熱絕緣件包括：

a.空氣內腔，所述空氣內腔位于所述熱絕緣件與所述燃料電池堆疊芯之間；以及

b.開口，所述開口在所述空氣內腔和環境空氣之間。

11.如權利要求10所述的燃料電池系統，其特征在于，在行進通過所述開口之前，排放氧化劑氣體行進通過所述燃料電池堆疊芯和所述絕緣件。

12.如權利要求11所述的燃料電池系統，其特征在于，所述熱絕緣件附加地包括嵌入的電加熱板，所述電加熱板平行于所述燃料電池堆疊芯的每個面。

13.一種燃料電池組包括：

c.兩個平面的電解質支承的燃料電池陣列，所述陣列布置成：一個燃料電池陣列的一個陽極側面對另一個燃料電池陣列的陽極側；

d.框架，所述框架設置在所述燃料電池陣列之間，其中所述框架包含燃料入口和排放端口、空氣入口和排放端口，以及一個或多個燃料腔室；

e.內部氧化劑腔室，所述內部氧化劑腔室設置在所述燃料電池陣列之間，所述空氣腔室具有多個壁，所述壁能夠將來自燃料電池陣列的熱能傳遞和散布到通過所述內部氧化劑腔室的所述氧化劑。