CN114899462B - 一种固体氧化物燃料电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固体氧化物燃料电池，包括阳极板、连接板和阴极板、第一催化板、第二催化板及多根弯折板条，本发明通过在连接板和阳极板之间安装第一催化板和第二催化板，并在第一催化板和第二催化板之间设置多个重整流场，可以在固体氧化物燃料电池内部组成一个重整器，该重整器与固体氧化物燃料电池耦合，在固体氧化物燃料电池内部将气体燃料重整，可以简化重整器和固体氧化物燃料电池之间的连接结构，并共用固体氧化物燃料电池本身的高温反应热量，提高固体氧化物燃料电池的发电效率和能量利用率。
Description
技术领域
本发明涉及固体氧化物燃料电池技术领域，特别涉及一种固体氧化物燃料电池。
背景技术
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFCs)是第三代燃料固体氧化物燃料电池，作为一种中高温新型能源发电全固态装置，SOFCs可以直接将电化学反应产生的化学能转换为电能，不受卡诺循环的限制，具有极高的能量利用率，一般与热电系统联用，常应用于家庭用电源、车辆发电、固定发电站等方面，
而且SOFCs的逆过程通过电解水制氢可以使风能、太阳能等间歇性能源转化为可持续能源，是具有前景的能源转化装置和碳中和技术，已经吸引了越来越多研究者的关注和企业开发。
SOFCs的能量利用率是一个重要的评价指标，而整个SOFCs发电系统通常会在外部设置一个单独的重整催化单元对燃料气进行重整催化之后再作为燃料气通入固体氧化物燃料电池，单独的重整催化单元不仅加大系统负荷，而且影响系统能量利用率，
因此，如何提高整个SOFCs发电系统的能量利用率是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种固体氧化物燃料电池，解决外置重整器加大SOFCs发电系统负荷，降低系统能量利用率的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下，一种固体氧化物燃料电池，所述固体氧化物燃料电池包括阳极板、连接板和阴极板，所述连接板位于所述阳极板和所述阴极板之间且其两侧板面分别与所述阳极板和所述阴极板相对布置的一侧板面固定连接，其特征在于,还包括第一催化板、第二催化板及多根弯折板条，
所述第一催化板和所述第二催化板位于所述连接板和所述阳极板之间，所述第一催化板的一侧板面与所述连接板的一侧板面固定连接，所述第二催化板的一侧板面与所述阳极板相对布置的一侧板面固定连接；多根所述弯折板条对应固定连接在所述第一催化板和所述第二催化板之间，多根所述弯折板条形成的平面与所述第一催化板平行布置且两两相邻的所述弯折板条之间构成一个重整流场。
本发明的有益效果是：通过在连接板和阳极板之间安装第一催化板和第二催化板，并在第一催化板和第二催化板之间设置多个重整流场，可以在固体氧化物燃料电池内部组成一个重整器，该重整器与固体氧化物燃料电池耦合，在固体氧化物燃料电池内部将气体燃料重整，可以简化重整器和固体氧化物燃料电池之间的连接结构，并共用固体氧化物燃料电池本身的高温反应热量，提高固体氧化物燃料电池的发电效率和能量利用率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，多个所述弯折板条均为S型弯折板条，多个所述重整流场均为S型重整流场。
采用上述进一步的有益效果是:多个S型重整流场可以分散单个S型重整流场内燃料气体总量，延长燃料气体的重整时间和接触面积，有效解决固体氧化物燃料电池积碳问题。
进一步，所述S型弯折板条的长度为：18cm-22cm，宽度为：1.5cm-2.5cm；两两所述S弯折板条之间的距离为：1.5cm-2.5cm。
进一步，所述第一催化板、所述第二催化板和多个所述S型弯折板条均为含有钙钛矿的陶瓷氧化物或金属基合金。
进一步，还包括多个凸块和重整催化剂，第一催化板和所述第二催化板均包括板体，多个所述凸块分别间隔固定在所述第一催化板和所述第二催化板的板体相对布置的一侧板面；所述重整催化剂与粘合剂混合粘附在多个所述凸块的表面。
采用上述进一步的有益效果是:在第一催化板和第二催化板相对的两板面上间隔固定凸台，并在凸台表面粘附重整催化剂，可以提高重整流场内气体燃料重整效率。
进一步，所述粘合剂为为聚酰亚胺改性的芳杂环高分子粘接剂、SiC改性的陶瓷粘接剂、石墨改性的高温碳材料、无溶剂型环氧胶、固化有机硅胶类粘接剂或全氟磺酸树脂中的一种或多种。
进一步，所述重整催化剂包括混合连接的催化剂和催化剂载体。
进一步，所述催化剂为镍基负载型催化剂，所述镍基负载型催化剂为Ni/γ-Al2O3、Ni-MgO/γ-Al2O3或Ni-CaO/γ-Al2O3，所述催化剂载体为氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化锆、氧化钛、陶瓷或稀土氧化物中的一种或多种。
附图说明
图1为本发明一种固体氧化物燃料电池组装结构示意图；
图2为本发明一种固体氧化物燃料电池中S型弯折板条结构示意图；
图3为本发明一种固体氧化物燃料电池拆分结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、阳极板，2、连接板，3、阴极板，4、第一催化板，5、第二催化板，6、弯折板条，7、凸台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种固体氧化物燃料电池，固体氧化物燃料电池包括阳极板1、连接板2和阴极板3，连接板2位于阳极板1和阴极板3之间且其两侧板面分别与阳极板1和阴极板3相对布置的一侧板面固定连接，其特征在于,还包括第一催化板4、第二催化板5及多根弯折板条6，
第一催化板4和第二催化板5位于连接板2和阳极板1之间，第一催化板4的一侧板面与连接板2的一侧板面固定连接，第二催化板5的一侧板面与阳极板1相对布置的一侧板面固定连接；多根弯折板条6对应固定连接在第一催化板4和第二催化板5之间，多根弯折板条6形成的平面与第一催化板4平行布置且两两相邻的弯折板条6之间构成一个重整流场。
在一些具体实施例中，多个弯折板条6均可以为S型弯折板条，多个重整流场均可以为S型重整流场。
在一些具体实施例中，第一催化板4、第二催化板5和多个S型弯折板条均可以为含有钙钛矿的陶瓷氧化物或金属基合金。
在一些具体实施例中，还可以包括多个凸块7和重整催化剂，第一催化板4和第二催化板5均包括板体，多个凸块7分别间隔固定在第一催化板4和第二催化板5的板体相对布置的一侧板面；重整催化剂与粘合剂混合粘附在多个凸块7的表面。
具体地，S型弯折板条的长度为：18cm-22cm，宽度为：1.5cm-2.5cm；两两S弯折板条之间的距离为：1.5cm-2.5cm。
在一些具体实施例中，所述粘合剂为为聚酰亚胺改性的芳杂环高分子粘接剂、SiC改性的陶瓷粘接剂、石墨改性的高温碳材料、无溶剂型环氧胶、固化有机硅胶类粘接剂或全氟磺酸树脂中的一种或多种。
在一些具体实施例中，所述重整催化剂包括混合连接的催化剂和催化剂载体。
在一些具体实施例中，所述催化剂为镍基负载型催化剂，所述镍基负载型催化剂为Ni/γ-Al2O3、Ni-MgO/γ-Al2O3或Ni-CaO/γ-Al2O3，所述催化剂载体为氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化锆、氧化钛、陶瓷或稀土氧化物中的一种或多种。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种固体氧化物燃料电池，所述固体氧化物燃料电池包括阳极板(1)、连接板(2)和阴极板(3)，所述连接板(2)位于所述阳极板(1)和所述阴极板(3)之间且其两侧板面分别与所述阳极板(1)和所述阴极板(3)相对布置的一侧板面固定连接，其特征在于,还包括第一催化板(4)、第二催化板(5)及多根弯折板条(6)，
所述第一催化板(4)和所述第二催化板(5)位于所述连接板(2)和所述阳极板(1)之间，所述第一催化板(4)的一侧板面与所述连接板(2)的一侧板面固定连接，所述第二催化板(5)的一侧板面与所述阳极板(1)相对布置的一侧板面固定连接；多根所述弯折板条(6)对应固定连接在所述第一催化板(4)和所述第二催化板(5)之间，多根所述弯折板条(6)形成的平面与所述第一催化板(4)平行布置且两两相邻的所述弯折板条(6)之间构成一个重整流场；
还包括多个凸块(7)和重整催化剂，第一催化板(4)和所述第二催化板(5)均包括板体，多个所述凸块(7)分别间隔固定在所述第一催化板(4)和所述第二催化板(5)的板体相对布置的一侧板面；所述重整催化剂与粘合剂混合粘附在多个所述凸块(7)的表面；
多个所述弯折板条(6)均为S型弯折板条，所述重整流场均为S型重整流场；
所述第一催化板(4)、所述第二催化板(5)和多个所述S型弯折板条均为含有钙钛矿的陶瓷氧化物或金属基合金。
2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述S型弯折板条(6)的长度为：18cm-22cm，宽度为：1.5cm-2.5cm；两两所述S型弯折板条(6)之间的距离为：1.5cm-2.5cm。
3.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述粘合剂为聚酰亚胺改性的芳杂环高分子粘接剂、SiC改性的陶瓷粘接剂、石墨改性的高温碳材料、无溶剂型环氧胶、固化有机硅胶类粘接剂或全氟磺酸树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述重整催化剂包括混合连接的催化剂和催化剂载体。
5.根据权利要求4所述的一种固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述催化剂为镍基负载型催化剂，所述镍基负载型催化剂为Ni/γ-Al2O3、Ni-MgO/γ-Al2O3或Ni-CaO/γ-Al2O3，所述催化剂载体为氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化锆、氧化钛、陶瓷或稀土氧化物中的一种或多种。
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