[發明專利]一種固體氧化物燃料電池發電單元及其組成的發電堆裝置

在審

• 申請號: 202011244251.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112366342A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 陸玉正;顏森林;李沖
• 申請（專利權）人: 南京曉莊學院
• 主分類號: H01M8/122
• 分類號: H01M8/122;H01M8/2457;H01M4/88
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發明公開了一種固體氧化物燃料電池發電單元，包括環形電極支撐板陽極泡沫鎳、固體氧化物燃料電池片以及陰極泡沫鎳；環形電極支撐板上下表面均蝕刻有氣體流道，陽極泡沫鎳覆蓋在環形電極支撐板上表面的氣體流道上，陰極泡沫鎳覆蓋在環形電極支撐板下表面的氣體流道上；固體氧化物燃料電池片固定在陽極泡沫鎳上；環形電極支撐板上還設有管道通孔，管道通孔中插入有進氣管和出氣管；環形電極支撐板上表面氣體流道的進出氣口分別和與其對應的進氣管和出氣管連通，環形電極支撐板下表面氣體流道的進出氣口分別和與其對應的進氣管和出氣管連通。本發明還公開了上述固體氧化物燃料電池發電單元組成的發電堆裝置，發電堆裝置由多個串聯的發電單元組成。

技術領域

本發明涉及一種固體氧化物燃料電池發電單元，還涉及上述固體氧化物燃料電池發電單元組成的發電堆裝置。

背景技術

固體氧化物燃料電池具有燃料適應性廣、能量轉換效率高、全固態、模塊化組裝、零污染等優點，可以直接使用氫氣、一氧化碳、天然氣、液化氣、煤氣及生物質氣等多種碳氫燃料。在大型集中供電、中型分電和小型家用熱電聯供等民用領域作為固定電站，以及作為船舶動力電源、交通車輛動力電源等移動電源，都有廣闊的應用前景。但是，固體氧化物燃料電池至今沒有產業化，一方面是由于其高溫的運行，導致系統成本昂貴、密封工藝困難、電極與電解質之間易反應等，另一方面主要是由于傳統燃料電池復雜的電化學制備工藝，導致固體氧化物燃料電池的制備成本高居不下。綜上所述，傳統的固體氧化物燃料電池結構復雜，導致制備和組裝工藝都非常復雜，從而制備成本高。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術中存在的固體氧化物燃料電池結構復雜、電池堆組裝工藝復雜、成本高的問題，提供一種固體氧化物燃料電池發電單元，還提供上述固體氧化物燃料電池發電單元組成的發電堆裝置。

技術方案：本發明所述的固體氧化物燃料電池發電單元，包括環形電極支撐板、陽極泡沫鎳、固體氧化物燃料電池片以及陰極泡沫鎳；所述環形電極支撐板上下表面均蝕刻有氣體流道，所述陽極泡沫鎳覆蓋在環形電極支撐板上表面的氣體流道上，所述陰極泡沫鎳覆蓋在環形電極支撐板下表面的氣體流道上；所述固體氧化物燃料電池片固定在陽極泡沫鎳上；所述環形電極支撐板上還設有管道通孔，管道通孔中插入有進氣管和出氣管；環形電極支撐板上表面氣體流道的進出氣口分別和與其對應的進氣管和出氣管連通，環形電極支撐板下表面氣體流道的進出氣口分別和與其對應的進氣管和出氣管連通。

其中，所述環形電極支撐板上表面的氣體流道為氫氣流道，所述環形電極支撐板下表面的氣體流道為空氣流道。

其中，所述環形電極支撐板相對的兩個端部設有帶內螺紋的螺栓孔，所述環形電極支撐板的中心處設有定位通孔。

其中，所述陽極泡沫鎳和固體氧化物燃料電池片外圍環繞有密封環；所述密封環采用硅酸鹽玻璃或采用橡膠制備而成。

其中，環形電極支撐板呈中空腔體，環形電極支撐板上下表面的氣體流道分別和與其對應的中空腔體連通，上表面氣體流道連接的進氣管和出氣管在該氣體流道對應的中空腔體處設有通孔；下表面氣體流道連接的進氣管和出氣管在該氣體流道對應的中空腔體處設有通孔。

其中，所述固體氧化物燃料電池片由陰極、電解質和陽極組成，采用等離子噴涂方法將固體氧化物燃料電池片的陽極材料噴涂在陽極泡沫鎳上，再噴涂固體氧化物燃料電池片的電解質材料，最后將固體氧化物燃料電池片的陰極材料噴涂在電解質上。

上述固體氧化物燃料電池發電單元組成的發電堆裝置，包括底座以及固定在底座上的多個串聯的發電單元，還包括定位銷和緊固螺栓；所述底座中心處也設有定位孔，底座相對的兩個端部也設有帶內螺紋的螺栓孔，多個發電單元沿縱向依次堆疊，定位銷依次穿過每個發電單元中心處的定位通孔嵌入底座中心處的定位孔中，緊固螺栓的其中一個端部與底座的螺栓孔通過內外螺紋固定連接，每個發電單元依次通過螺栓孔套設在緊固螺栓上，緊固螺栓另一個端部與緊固螺母固定連接。