[發明專利]固體氧化物燃料電池電堆的歧管及包括其的固體氧化物燃料電池

在審

• 申請號: 202010689212.0
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111799495A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 井志;劉濤;趙先興;李景云;常俊石
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司
• 主分類號: H01M8/2484
• 分類號: H01M8/2484;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/0662;H01M8/1231;H01M8/249
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

本發明提出了一種固體氧化物燃料電池電堆的歧管及包括其的固體氧化物燃料電池，本發明針對一種進出氣口布置在底部的電堆，通過本發明歧管的應用，可將電堆的進出氣口從底部引出至電堆側面，用連接管件將電堆的各個氣路并聯連接，從而實現多個電堆在高度方向堆疊布置，優化系統排布并提升了空間利用率。

技術領域

本發明屬于固體氧化物燃料電池領域，具體涉及一種固體氧化物燃料電池電堆的歧管及包括其的固體氧化物燃料電池。

背景技術

燃料電池是一種將燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置，與常規電池的不同之處在于燃料和氧化劑不是儲存在電池內部，而是來自外部供給，即只要不斷向其提供燃料和氧化劑，就可以連續不斷地發電。燃料電池有多種類型，按電解質不同主要分為以下幾種：堿性氫氧燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、質子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，簡稱SOFC)。與其他類型燃料電池相比，SOFC具有許多獨特的優點：

1、SOFC為全固態結構，避免了液態電解質導致的腐蝕和電解液流失等問題。

2、燃料適用范圍廣，可直接使用天然氣、煤氣化氣和其他含碳燃料。

3、電池排出的高溫余熱可以二次利用，可用于取暖。

4、電池在高溫下工作，電極反應過程迅速，無須采用貴金屬電極，電池成本低。SOFC發電系統一般情況下包含多個電堆，這些電堆通過管路連接，采用串聯或并聯的方式集成。對于功率較大的燃料電池系統，需要排布多個電堆，必須考慮空間利用率和集成度等，由于技術的限制，現有電堆存在空間利用率低和集成度小的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種固體氧化物燃料電池電堆的歧管及包括其的固體氧化物燃料電池。利用本發明的歧管將進氣管路從電堆的一個側面引入至電堆底部的進氣口，同時出氣管路從電堆底部的出氣口引出至電堆的另一個側面，通過本發明的歧管將進出氣口布置在電堆的底部，實現電堆在高度方向的堆疊，提高電堆的空間利用率和集成度。

根據本發明的第一個實施方案，提供一種固體氧化物燃料電池電堆的歧管，固體氧化物燃料電池包括多個上下堆疊的電堆，所述歧管設置于每一對應電堆的底部并與對應電堆的底面貼合，其包括歧管主體(通常為塊狀體)，歧管主體的上頂面分布有與對應電堆底部的空氣進口對接的歧管空氣出口、與對應電堆底部的燃氣進口對接的歧管燃氣出口、與對應電堆底部的陰極尾氣出口對接的歧管陰極尾氣進口、與對應電堆底部的陽極尾氣出口對接的歧管陽極尾氣進口，歧管主體具有向外延伸至電堆外側的兩個側部，第一側部設有貫穿第一側部并與固體氧化物燃料電池的空氣輸送連接管連通的歧管空氣進氣孔和與固體氧化物燃料電池的燃氣輸送連接管連通的歧管燃氣進氣孔，第二側部設有貫穿第二側部并與固體氧化物燃料電池的陰極尾氣輸送連接管連通的歧管陰極尾氣出氣孔和與陽極尾氣輸送連接管連通的歧管陽極尾氣出氣孔，歧管空氣進氣孔在孔壁上(尤其靠近歧管主體中心的內側面上)開設有經第一內部通道與歧管空氣出口連接的歧管空氣進口，歧管燃氣進氣孔在孔壁上(尤其靠近歧管主體中心的內側面上)開設有經第二內部通道與歧管燃氣出口連接的歧管燃氣進口，歧管陰極尾氣出氣孔在孔壁上(尤其在靠近歧管主體中心的內側面上)開設有經第三內部通道與歧管陰極尾氣進口連接的歧管陰極尾氣出口，歧管陽極尾氣出氣孔在孔壁上(尤其靠近歧管主體中心的內側面上)開設有經第四內部通道與歧管陽極尾氣進口連接的歧管陽極尾氣出口。

進一步地，歧管空氣進氣孔和/或歧管燃氣進氣孔和/或歧管陰極尾氣出氣孔和/或歧管陽極尾氣出氣孔的形狀與其連接的管道開口形狀相同，例如都為圓形截面。