[發明專利]一種固體氧化物燃料電堆及其系統和應用

有效

• 申請號: 202110484221.0
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113285088B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 李成新;臧緒豐
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/04223;H01M8/04225;H01M8/04701;H01M8/04746;H01M8/241;H01M8/2457;H01M8/2483;C25B1/02;C25B3/03;C25B9/00;C25B9/67;C25B15/023
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

1.一種固體氧化物燃料電堆系統，其特征在于，所述系統包括：電堆本體、第一控制單元、第二控制單元、第三控制單元、還原性氣體回收單元以及溫控氣體回收單元；

所述電堆本體包括連接體與單電池；所述連接體內包括還原性氣體流道、溫控氣體流道和氧化性氣體流道；其中，所述溫控氣體流道設置于所述連接體的內部；

所述溫控氣體流道，分別與所述溫控氣體回收單元和所述第一控制單元相連通；所述還原性氣體流道，分別與所述還原性氣體回收單元和所述第二控制單元相連通；所述氧化性氣體流道與所述第三控制單元相連通；

所述第一控制單元，用于根據溫控氣體起始溫度與溫控氣體回收溫度的溫度差，調控預通入所述溫控氣體流道的溫控氣體的溫度值和/或流量值；其中，所述溫控氣體起始溫度是指經所述第一控制單元調控后的預流入所述電堆本體的溫控氣體的溫度，所述溫控氣體回收溫度是指從所述電堆本體流出預流入所述溫控氣體回收單元的溫控氣體的溫度；

所述第二控制單元包括還原性氣體回收單元；所述還原性氣體回收單元，包括還原性氣體含量檢測單元、還原性氣體排放控制閥門、回收控制閥門1號、回收控制閥門2號、回收控制閥門3號；其中，所述回收控制閥門1號，位于氣體回收的總干路上；所述回收控制閥門2號，位于由所述干路分支出的第一氣體回收支干路上，并與所述第二控制單元相連通；所述回收控制閥門3號，位于由所述干路分支出的第二氣體回收支干路上，并與所述第一控制單元相連通。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一控制單元，包括溫控氣體流量控制模塊、溫控氣體溫度控制模塊和第一溫度檢測組件；

其中，所述溫控氣體流量控制模塊和所述溫控氣體溫度控制模塊，用于執行上述的所述用于根據溫控氣體起始溫度與溫控氣體回收溫度的溫度差，調控預通入所述溫控氣體流道的溫控氣體的溫度值和/或流量值；

所述第一溫度檢測組件用于檢測所述溫控氣體起始溫度的溫度值。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述溫控氣體回收單元，包括第二溫度檢測組件、溫控氣體排放控制閥門和溫控氣體回收控制閥門；

其中，所述第二溫度檢測組件用于檢測所述溫控氣體回收溫度的溫度值。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第二控制單元，還包括還原性氣體流量控制模塊、還原性氣體溫度控制模塊和還原性氣體通入溫度檢測模塊；

所述還原性氣體流量控制模塊，用于根據電堆設定溫度，調控通入所述還原性氣體流道的還原性氣體的流量；

所述還原性氣體溫度控制模塊，用于調控所述還原性氣體流道的還原性氣體的溫度；

所述還原性氣體通入溫度檢測模塊，用于檢測通入所述還原性氣體流道的還原性氣體的溫度。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第三控制單元，包括氧化性氣體流量控制模塊、氧化性氣體溫度控制模塊和氧化性氣體通入溫度檢測模塊；

所述氧化性氣體流量控制模塊，用于根據電堆設定溫度，調控通入所述氧化性氣體流道的氧化性氣體的流量；

所述氧化性氣體溫度控制模塊，用于調控所述氧化性氣體流道的氧化性氣體的溫度；

所述氧化性氣體通入溫度檢測模塊，用于檢測通入所述氧化性氣體流道的氧化性氣體的溫度。

6.根據權利要求2、4、5任意一項所述的系統，其特征在于，所述第一控制單元中，溫控氣體先后依次通入溫控氣體流量控制模塊和溫控氣體溫度控制模塊；

所述第二控制單元中，還原性氣體先后依次通入還原性氣體流量控制模塊和還原性氣體溫度控制模塊；

所述第三控制單元中，氧化性氣體先后依次通入氧化性氣體流量控制模塊和氧化性氣體溫度控制模塊。

7.根據權利要求1-5任意一項所述的系統，其特征在于，所述溫控氣體流道、所述還原性氣體流道和所述氧化性氣體流道，兩兩之間不互通。

8.一種固體氧化物燃料電堆，其特征在于，所述固體氧化物燃料電堆，為上述權利要求1-7任意一項中所述的電堆；所述電堆為電池堆或電解池堆。

9.一種固體氧化物燃料電堆的應用，其特征在于，將上述權利要求8所述的固體氧化物燃料電池堆，應用于供電領域；和/或

將上述權利要求8所述的固體氧化物燃料電解池堆，應用于電解領域；

其中，所述電堆為電池堆或電解池堆。