[發(fā)明專利]用于內部歧管式固體氧化物燃料電池堆疊的互連件以及相關方法和電力系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710907102.5
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107887623B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設計）人: K.G.布朗
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0297;H01M8/2455;H01M8/2465;H01M8/2483
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

1.一種用于內部歧管式固體氧化物燃料電池SOFC堆疊的互連件，其包括與陰極互連結構集成且鄰近于所述陰極互連結構的至少一個陽極互連結構，其中所述陽極互連結構包括燃料流場；且所述陰極互連結構包括空氣流場；且所述兩個結構被配置成允許空氣和燃料跨越所述互連件的平面的平行流動；并且其中用于所述陽極互連結構和所述陰極互連結構兩者的歧管開口布置于交叉流動定向上；

其中能夠防止燃料與空氣的接觸的至少一個分離器板安置于所述陽極互連結構與所述陰極互連結構之間；

其中歧管板結構位于所述分離器板與所述陽極互連結構之間；且被配置成跨越所述互連件的平面相對于空氣的流動在反向流動方向上引導燃料從陽極互連件歧管開口的流動；

其中所述歧管板結構包括提供用于引導燃料的流動的配置的預選定燃料路由路徑的模式。

2.根據(jù)權利要求1所述的互連件，其特征在于，所述平行流動配置是反向流動或同向流動。

3.根據(jù)權利要求1所述的互連件，其特征在于，所述鄰近的陽極和陰極互連結構各自是彼此附接以形成所述互連件的大體上平面板。

4.根據(jù)權利要求3所述的互連件，其特征在于，包括第一表面以及與所述第一表面相對的第二表面，其中所述第一表面和所述第二表面分別包括充當相應燃料流場和空氣流場的縱向流動通路。

5.根據(jù)權利要求4所述的互連件，其特征在于，所述燃料流場和所述空氣流場共同界定所述燃料電池的平面活性區(qū)域。

6.根據(jù)權利要求5所述的互連件，其特征在于，所述燃料電池的所述平面活性區(qū)域跨越所述平面是大體上正方形的；且所述歧管開口鄰近于所述正方形的四條邊定位；使得鄰近于一條邊的至少一個空氣進入歧管與鄰近于相對邊的至少一個空氣輸出歧管對置；且

鄰近于一條邊的至少一個燃料進入歧管與鄰近于相對邊的至少一個燃料輸出歧管對置。

7.根據(jù)權利要求6所述的互連件，其特征在于，從所述燃料進入歧管到所述燃料輸出歧管的所述燃料流場跨越所述活性區(qū)域的所述平面是正弦形的。

8.根據(jù)權利要求6所述的互連件，其特征在于，所述正方形活性區(qū)域的所述四條邊包括所述互連件的周邊區(qū)；且鄰近于所述周邊區(qū)的密封件以足以防止所述空氣和燃料彼此接觸的配置圍繞且密封所述歧管開口。

9.一種包括根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的互連件的SOFC燃料電池堆疊，包括彼此并置的多個固體氧化物燃料電池；其中所述互連件中的至少一個安置于每一SOFC電池之間，所述互連件能夠提供至少兩個鄰近電池之間的電互連。

10.根據(jù)權利要求9所述的SOFC燃料電池堆疊，其特征在于，用于每一陽極互連結構和每一陰極互連結構的所述歧管開口垂直對準于所述燃料電池堆疊的每另一個相應陽極和陰極互連結構中的所述歧管開口。

11.一種用于跨越用于內部歧管式SOFC堆疊的平面互連件表面提供空氣和燃料的平行流動的方法，其中所述互連件表面上的燃料歧管開口布置于交叉流動定向上，

所述方法包括通過插入于陽極互連件與陰極互連件之間的根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的互連件的燃料路由路徑引導燃料的流動的步驟，其中所述燃料路由路徑被配置成跨越所述平面互連件表面相對于空氣的流動將燃料的流動從交叉流動定向重定向到平行流動定向。

12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，所述平行流動定向處于反向流動方向上。