[發明專利]一種高溫燃料電池系統

有效

• 申請號: 201811547801.4
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111342090B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 孫海;劉敦珂;黃基才;孫公權
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H01M8/0668;H01M8/04007;H01M8/04014
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種高溫燃料電池系統，其特征在于：

包括燃料供應單元、燃料一次處理單元、燃料二次處理單元、空氣供應單元；

所述燃料供應單元包括燃料存儲裝置和燃料管路；

所述燃料一次處理單元為具有高壓電極和接地電極的等離子體反應器，具有燃料、空氣、水混合物進口和一級產物出口，用于將燃料轉化成氫氣、一氧化碳和低碳烴類化合物的混合氣；

所述燃料二次處理單元為重整反應器和水氣變換反應器，用于將燃料一次處理單元中的處理產物進一步處理，以提高產物中氫氣濃度并降低產物中一氧化碳的濃度；

燃料電池反應單元為具有陽極燃料進口和陽極尾氣出口，以及陰極空氣進口和出口的高溫燃料電池電堆；

空氣供應單元分別與燃料電池反應單元的陰極入口和燃料一次處理單元相連通，為燃料電池反應單元和燃料一次處理單元提供空氣。

2.如權利要求1所述高溫燃料電池系統，其特征在于：

所述系統還包括一催化燃燒室，所述催化燃燒室用于將燃料電池反應單元陽極尾氣出口氣體進行燃燒，所述催化燃燒室具有一與空氣供應單元相連通的進口。

3.如權利要求2所述高溫燃料電池系統，其特征在于：

所述系統中還包括一與催化燃燒室貼接的水氣化腔，用于將燃燒反應放出的熱量提供給水氣化反應。

4.如權利要求1所述高溫燃料電池系統，其特征在于：

所述燃料供應單元與燃料一次處理單元間設置有燃料氣化腔，所述燃料氣化腔與水氣變換反應器相貼接，用于將水氣變換反應放出的熱量提供給燃料氣化腔。

5.如權利要求2所述高溫燃料電池系統，其特征在于：

進入所述催化燃燒室的空氣與燃料電池反應單元陽極尾氣的體積比為30:1-5:1。

6.如權利要求2所述高溫燃料電池系統，其特征在于：

所述催化燃燒室內部設置有催化燃燒的分布器，分布器為一個帶通孔的三棱柱結構，混合氣在分布器上分布均勻后進入催化燃燒室，混合氣中的氫氣和氧氣在催化劑表面發生催化燃燒，燃燒尾氣匯聚后從尾氣出口離開。

7.如權利要求1所述高溫燃料電池系統，其特征在于：

所述等離子體反應器產物出口物料進入燃料重整室進行重整，所述重整室具有氣體入口和尾氣出口；

所述水氣變換反應器的入口與燃料重整反應器中的出口管路連接；所述水氣變換反應器的出口與燃料電池反應單元的陽極入口相連通。

8.如權利要求1所述高溫燃料電池系統，其特征在于：

所述燃料為甲醇、乙醇、汽油、柴油、甲烷中的一種或兩種以上。