[發明專利]一種復合發電裝置

有效

• 申請號: 201210195045.X
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN103490082A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 劉紅超;王紹榮
• 申請（專利權）人: 劉紅超;王紹榮
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 北京神州華茂知識產權有限公司 11358
• 代理人: 吳照幸

技術領域

本發明涉及一種發電系統，具體涉及一種復合發電裝置。?

背景技術

隨著礦石資源的日益枯竭和核能利用門檻的提高，人們越來越重視新能源技術。一方面人們擴大新型可再生能源在整個能源結構中的比重，這些可再生能源包括太陽能，風能，潮汐能，生物質能，但這些能源往往因為技術不夠成熟，或者能源獲取的不穩定性，使得整個電網不可能主要依靠這些可再生能源。另一方面人們也在努力提高現有能源獲取的效力，這主要是通過提高礦石或者生物質能的能量轉化效率來實現。燃料電池就是其中最具實用前途的提高現有燃料能源轉換效率的方法。傳統燃料使用技術是通過高溫燃燒化學反應，發出熱能，產生蒸汽，再使用蒸汽產生機械能，繼而采用電磁轉換產生電能，轉換環節多，機械能轉換效率還受卡諾循環的限制，因而能量轉換效率不高，一般小于50%，在汽車等移動設備中，效率甚至低于20%。燃料電池技術則采用電化學反應的方法，直接將化學能轉化為電能，產生二氧化碳和水。燃料電池技術省去了傳統發電方法中的很多轉換環節，因而轉換效率高，產生的水蒸氣還可以作為熱能繼續使用，進一步提高了能源使用效率，綜合轉化效率可達70-80%。同時因為反應產物二氧化碳是集中產出，便于其后續回收處理。而且燃料電池系統中沒有可動部件，其潛在的可靠性高，又不產生機械噪音，在一些特殊場合，其能發揮的作用更是獨特。因此，燃料電池技術是一種備受關注的高效能源轉換技術。?

燃料電池依據其使用的電解質不同，主要有以下幾種：固體高分?子型，磷酸鹽型，熔融碳酸鹽型和固體氧化物型。前兩者主要是用氫作燃料，工作溫度低，但需要貴金屬作為催化劑，成本高，對燃料的要求也高。后兩者其燃料適應范圍廣，如氫氣，CO以及甲烷，甲醇等有機質燃料，無須貴金屬作為催化劑，工作溫度相對較高，轉換效率也高。特別是固體氧化物燃料電池，其單體效率就可達65%，加上其產生的熱水可作進一步供熱使用，其綜合能源轉換效率可達80%，因而備受瞻目。然而，也正是因為工作溫度高，通常在700C以上，其保溫裝置不僅是系統成本的一個重要因素，同時，也帶來相當部分的能量損失，限制了燃料電池發電裝置能量轉換效率的進一步提高。?

提高燃料電池效率的關鍵是有效利用高溫電化學反應所產生的熱能。高溫氧化物燃料電池通過高溫電化學反應，將有機燃料中的化學能轉化為電能的同時，放出熱量以及反應產物水和二氧化碳。反應產物水和二氧化碳會吸收部分熱量，這些熱量被部分回收，作為供熱使用，這是提高能源利用效率的一種途徑，目前在燃料電池裝置中多采用這種方法，也比較成熟。燃料電池放出熱量還有一部分是用來保持電化學反應的所需高溫，這部分熱量會通過保溫材料散失掉。如果能盡可能減少燃料電池系統的熱損失，并將其轉化為可利用的電能，就能提高整個系統的能源轉化效率。?

發明內容

本發明的目的是提供一種復合發電裝置，該裝置不僅能使燃料的化學能直接轉換成電能，而且能充分利用高溫化學反應所產生的熱能，并將這些熱能直接轉化為電能，達到提高能源轉換效率，節約資源的目地。即通過回收燃料電池熱能直接轉化為電能，提高燃料電池的能量轉換效率。?

為了達到上述目的，本發明有如下技術方案：?

本發明的一種復合發電裝置，包括燃料電池、熱光電電池，燃料?電池與熱光電電池之間，通過連接線串接，所述燃料電池包括陽極、陰極、固體電解質、燃料、吸收發射層、氧氣或空氣，所述熱光電電池包括增透膜、光電轉換材料、反射膜，其中，固體電解質位于陽極與陰極之間，固體電解質用于提供氧離子通道，并隔離陽極和陰極之間的電子通道；燃料位于吸收發射層與陽極之間，氧氣或空氣位于陰極與吸收發射層之間，所述增透膜位于吸收發射層一側，光電轉換材料位于增透膜與反射膜之間。?

其中，所述燃料電池包括若干個燃料電池，所述熱光電電池包括若干個熱光電電池，其中，若干個燃料電池與若干個熱光電電池分別通過連接體串聯、并聯或串并混合連接，在連接體與燃料電池、熱光電電池之間設有密封材料，在連接體與陽極、陰極之間設有界面材料。?

其中，所述若干個燃料電池和若干個熱光電電池為平板形狀的電池，若干個燃料電池堆垛放置，若干個熱光電電池置放在若干個燃料電池的四周，所述熱光電電池的平板平面平行于燃料電池堆垛的法向方向。?

其中，所述若干個燃料電池為管狀，熱光電電池為管狀，熱光電電池位于若干個燃料電池的外圍。?

其中，所述連接體采用鉻酸鑭陶瓷材料或者鐵基合金材料。?