[發明專利]一種快啟式固體氧化物燃料電池

有效

• 申請號: 201810598496.5
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108832155B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 徐立;陳鈞劍;葉健;靳浩
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;周舒蒙

本發明公開了一種快啟式固體氧化物燃料電池，包括一個或多個堆疊的固體氧化物燃料電池單元，固體氧化物燃料電池單元為管狀體結構，其一端接收燃料氣體，另一端排放廢氣；所述管狀固體氧化物燃料電池單元包括內管本體、由內向外同軸環繞于內管本體上的第一電極層、電解質層和第二電極層；第一電極層和第二電極層的極性相反；所述固體氧化物燃料電池單元的兩側沿軸線方向分別安裝有集電體和導熱組件，一個管狀固體氧化物電池單元的集電極/導熱組件與相鄰管狀固體氧化物電池單元的導熱組件/集電極相連。本發明的有益效果為：增設散熱翅片，增加了與空氣的接觸面積，提高了熱量發散速率，降低了燃料電池的溫度。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體涉及一種快啟式固體氧化物燃料電池。

背景技術

固體氧化物燃料電池屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環境友好地轉化成電能的全固態化學發電裝置，其被普遍認為是在未來會與質子交換膜燃料電池一樣得到廣泛普及應用的一種燃料電池。固體氧化物燃料電池的工作原理與其他燃料電池相同，在原理上相當于水電解的“逆”裝置，其單電池由陽極、陰極和固體氧化物電解質組成，陽極為燃料發生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都含有加速電極電化學反應的催化劑。工作時燃料電池相當于一個直流電源，其陽極即電源負極，陰極為電源正極。

然而，現有的固體氧化物燃料電池普遍存在散熱差、工作時溫度高的問題，較高的溫度導致整個固體氧化物燃料電池啟動速度較為緩慢，且嚴重影響電池組件的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于，正對現有技術的不足，提供一種散熱效率高、穩定性好的快啟式固體氧化物燃料電池。

本發明采用的技術方案為：一種快啟式固體氧化物燃料電池，包括一個或多個堆疊的固體氧化物燃料電池單元，固體氧化物燃料電池單元為管狀體結構，其一端接收燃料氣體，另一端排放廢氣；所述管狀固體氧化物燃料電池單元包括內管本體、由內向外同軸環繞于內管本體上的第一電極層、電解質層和第二電極層；第一電極層和第二電極層的極性相反；所述固體氧化物燃料電池單元的兩側沿軸線方向分別安裝有集電體和導熱組件，一個管狀固體氧化物電池單元的集電極/導熱組件與相鄰管狀固體氧化物電池單元的導熱組件/集電極相連。

按上述方案，在集電極和導熱組件之間的第二電極層外部分別安設有第一導熱板和第二導熱板。

按上述方案，所述第一導熱板和第二導熱板均為與第二電極層外壁相適配的弧形板，且與第二電極層1的外壁貼合。

按上述方案，所述第一導熱板的外側和第二導熱板的外側分別設有散熱結構，第一導熱板和/或第二導熱板與散熱結構之間設置導熱硅脂層。

按上述方案，所述散熱結構包括與第一導熱板和第二導熱板外壁相適配的散熱基體，散熱基體的外部沿周向間隔布置有多個散熱片，且散熱片呈散發狀分布于散熱基體上，在散熱片的端部設有多個橫截面呈波浪形的第一散熱翅片。

按上述方案，所述集電極設于第二電極層的外壁，且與第二電極層的外壁貼合。

按上述方案，所述導熱組件包括與電解質層相連的第一導熱塊，第一導熱塊的外側布置有第三散熱翅片，第三散熱翅片的頂部安裝第二導熱塊；所述第二導熱塊與相鄰管狀固體氧化物燃料電池單元的集電體相連。

按上述方案，所述電解質層的外側布置有貼合的連接體，所述第一導熱塊5通過連接體與電解質層相連。

按上述方案，第一導熱板和第二導熱板采用銅制成。

按上述方案，第一導熱塊和第二導熱塊均分別采用銅制成。