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燃料電池堆構(gòu)造的制作方法

文檔序號(hào):12289083閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種中溫固體氧化物燃料電池堆組件,包括:

(i)基板;

(ii)安裝在所述襯底上的至少一個(gè)中溫固體氧化物燃料電池堆;

(iii)端板;和

(iv)適于在所述基板和所述端板之間在所述至少一個(gè)燃料電池堆上施加壓力的夾緊裝置,

每個(gè)燃料電池堆具有第一端和第二端,每個(gè)燃料電池堆布置在所述基板和所述端板之間,并包括至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層和以下的至少一個(gè):

(a)位于所述基板和所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層之間的至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層;

(b)位于所述端板和所述至少一個(gè)所述電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層之間的至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層;

每個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層包括金屬襯底,安裝在所述金屬襯底上的陽(yáng)極層、電解質(zhì)層和陰極層,以及金屬互連板,位于所述金屬襯底和所述金屬互連板之間的金屬間隔件,并限定從氧化劑入口到氧化劑排出口的氧化劑流動(dòng)路徑和從燃料入口到燃料排出口的燃料流動(dòng)路徑,

每個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層適于使自身不能執(zhí)行電化學(xué)功能,并包括金屬襯底和金屬互連板,位于所述金屬襯底和所述金屬互連板之間的金屬間隔件,且限定從氧化劑入口到氧化劑排出口之間的氧化劑流動(dòng)路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中每個(gè)燃料電池堆包括至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層和以下二者:

(a)位于所述基板和所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層之間的至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層;和

(b)位于所述端板和所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層之間的至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中每個(gè)燃料電池堆包括沿從所述基板到所述端板方向布置的:

(A)第一至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層;

(B)所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層;和

(C)第二至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層。

4.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中所述金屬襯底是由板或箔形成的。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層包括配置為阻止燃料從所述燃料入口流到所述燃料排出口的金屬間隔件。

6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中至少一個(gè)燃料電池堆重復(fù)層有相鄰的燃料電池堆重復(fù)層,所述至少一個(gè)燃料電池堆重復(fù)層還包括在它和所述相鄰的燃料電池堆重復(fù)層之間的至少一個(gè)電絕緣墊圈。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中具有至少一個(gè)相鄰的燃料電池堆重復(fù)層的每個(gè)燃料電池堆重復(fù)層還包括在每個(gè)燃料電池堆重復(fù)層和所述至少一個(gè)相鄰的燃料電池堆重復(fù)層之間的至少一個(gè)電絕緣墊圈。

8.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,還包括以下的至少一個(gè):

(a)位于所述第一至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層和所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層之間的端電極;和

(b)位于所述第二至少一個(gè)電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層和所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層之間的端電極。

9.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中所述至少一個(gè)中溫固體氧化物燃料電池堆是平面燃料電池堆。

10.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,還包括限定包含所述至少一個(gè)中溫固體氧化物燃料電池堆的罩容積的罩。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,所述罩密封地附接到所述基板,并限定所述基板和所述罩之間的所述罩容積。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,所述罩還被密封地附接到所述端板,并限定所述基板、所述端板和所述罩之間的所述罩容積。

13.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,還包括安裝在以下兩者中的至少一個(gè)中的熱絕緣和電絕緣墊圈:

(a)所述基板和所述至少一個(gè)燃料電池堆之間;和

(b)所述端板和所述至少一個(gè)燃料電池堆之間。

14.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中所述基板和所述端板與所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層電隔離。

15.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,還包括與所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層電接觸的第一和第二端電極,并且其中所述基板和所述端板與所述至少一個(gè)電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層電隔離。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中所述第一端電極是最靠近基板的電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層的一部分。

17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件,其中所述第二端電極是與最靠近所述端板的電化學(xué)活性燃料電池堆重復(fù)層相鄰的所述電化學(xué)惰性燃料電池堆重復(fù)層的一部分。

18.一種根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的中溫固體氧化物燃料電池堆組件的運(yùn)行方法,該方法包括以下步驟:

(a)向所述中溫固體氧化物燃料電池堆組件的相應(yīng)的燃料和氧化劑入口供給燃料和氧化劑;和

(b)運(yùn)行所述中溫固體氧化物燃料電池堆組件,以用所述氧化劑氧化所述燃料并產(chǎn)生電能。

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