[发明专利]熔融碳酸盐直接碳燃料电池系统和方法

权利要求书

1.一种直接碳燃料电池系统，包括：

多个燃料电池，每个燃料电池包括多孔燃料电池阳极和燃料电池阴极；

熔融碳酸盐电解质；

燃料供应装置，所述燃料供应装置用于使包含碳颗粒和碳载体流体的燃料浆料并行地流向所述燃料电池阳极，其中，所述碳载体流体具有与所述熔融碳酸盐电解质相同的组成；

氧化剂供应装置，所述氧化剂供应装置用于使含氧流并行地流向所述燃料电池阴极；以及

电解质循环装置，所述电解质循环装置用于使所述熔融碳酸盐电解质与所述多个燃料电池中的每一个燃料电池接触地循环，

其中，在所述直接碳燃料电池系统生成电力的操作期间，碳在所述燃料电池阳极处氧化以产生二氧化碳，并且在所述燃料电池阴极处氧和二氧化碳反应以产生碳酸根离子。

2.根据权利要求1所述的直接碳燃料电池系统，其中，所述电解质循环装置被配置为使所述熔融碳酸盐电解质并行地循环通过所述多个燃料电池中的每一个燃料电池。

3.根据权利要求2所述的直接碳燃料电池系统，其中，所述燃料电池中的每一个燃料电池还包括介于所述燃料电池阳极与所述燃料电池阴极之间的电解质流场室，并且所述电解质循环装置还被配置为使所述熔融碳酸盐电解质并行地循环通过所述电解质流场室。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的直接碳燃料电池系统，其中，所述燃料电池中的每一个燃料电池还包括阳极流场室。

5.根据权利要求4所述的直接碳燃料电池系统，其中，所述燃料供应装置被配置为使所述燃料浆料并行地循环通过所述阳极流场室，使得所述燃料浆料接触所述燃料电池阳极，并且其中，所述燃料电池中的每一个燃料电池还包括介于所述燃料电池阳极与所述燃料电池阴极之间的电解质流场室，并且所述电解质循环装置被配置为使所述熔融碳酸盐电解质并行地循环通过所述电解质室。

6.根据权利要求4或5所述的直接碳燃料电池系统，其中，所述燃料供应装置被配置为使所述燃料浆料并行地流至所述阳极流场室，由此在所述多个燃料电池中的每一个燃料电池中，所述燃料浆料被推进至所述多孔燃料电池阳极中，使得所述碳颗粒中的至少一些碳颗粒接触所述多孔燃料电池阳极并且所述碳载体流体中的至少一些碳载体流体穿过所述多孔燃料电池阳极的厚度。

7.根据权利要求6所述的直接碳燃料电池系统，其中，从所述燃料浆料供应至每个阳极流场室的基本上全部的所述碳载体流体穿过对应的所述多孔燃料电池阳极的厚度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的直接碳燃料电池系统，其中，所述燃料电池中的每一个燃料电池还包括介于所述燃料电池阳极与所述燃料电池阴极之间的电解质流场室，并且所述燃料供应装置被配置为使所述燃料浆料并行地流至所述电解质流场室中。

9.根据权利要求8所述的直接碳燃料电池系统，其中，所述燃料供应装置被进一步配置为使所述燃料浆料循环通过所述电解质流场室，由此在所述多个燃料电池中的每一个燃料电池中，所述燃料浆料被推进至所述多孔燃料电池阳极中，使得所述碳颗粒中的至少一些碳颗粒接触所述多孔燃料电池阳极，并且所述碳载体流体中的至少一些碳载体流体穿过所述多孔燃料电池阳极的厚度进入电解质返回室，并且所述碳载体流体中的至少一些碳载体流体经由相应的所述电解质流场室中的出口离开所述电解质流场室。

10.根据权利要求8所述的直接碳燃料电池系统，其中，所述燃料供应装置被进一步配置为使所述燃料浆料循环通过所述电解质流场室，由此在所述多个燃料电池中的每一个燃料电池中，所述燃料浆料被推进至所述多孔燃料电池阳极中，使得所述碳颗粒中的至少一些碳颗粒接触所述多孔燃料电池阳极，并且从所述燃料浆料供应至每个电解质流场室的基本上全部的所述碳载体流体穿过对应的所述多孔燃料电池阳极的厚度进入电解质返回室中，并且所述碳载体流体中的至少一些碳载体流体经由相应的所述电解质流场室中的出口离开所述电解质流场室。