[发明专利]固体氧化物燃料电池电堆的歧管及包括其的固体氧化物燃料电池

说明书

本发明提出了一种固体氧化物燃料电池电堆的歧管及包括其的固体氧化物燃料电池，本发明针对一种进出气口布置在底部的电堆，通过本发明歧管的应用，可将电堆的进出气口从底部引出至电堆侧面，用连接管件将电堆的各个气路并联连接，从而实现多个电堆在高度方向堆叠布置，优化系统排布并提升了空间利用率。

技术领域

本发明属于固体氧化物燃料电池领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池电堆的歧管及包括其的固体氧化物燃料电池。

背景技术

燃料电池是一种将燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，与常规电池的不同之处在于燃料和氧化剂不是储存在电池内部，而是来自外部供给，即只要不断向其提供燃料和氧化剂，就可以连续不断地发电。燃料电池有多种类型，按电解质不同主要分为以下几种：碱性氢氧燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC)。与其他类型燃料电池相比，SOFC具有许多独特的优点：

1、SOFC为全固态结构，避免了液态电解质导致的腐蚀和电解液流失等问题。

2、燃料适用范围广，可直接使用天然气、煤气化气和其他含碳燃料。

3、电池排出的高温余热可以二次利用，可用于取暖。

4、电池在高温下工作，电极反应过程迅速，无须采用贵金属电极，电池成本低。SOFC发电系统一般情况下包含多个电堆，这些电堆通过管路连接，采用串联或并联的方式集成。对于功率较大的燃料电池系统，需要排布多个电堆，必须考虑空间利用率和集成度等，由于技术的限制，现有电堆存在空间利用率低和集成度小的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种固体氧化物燃料电池电堆的歧管及包括其的固体氧化物燃料电池。利用本发明的歧管将进气管路从电堆的一个侧面引入至电堆底部的进气口，同时出气管路从电堆底部的出气口引出至电堆的另一个侧面，通过本发明的歧管将进出气口布置在电堆的底部，实现电堆在高度方向的堆叠，提高电堆的空间利用率和集成度。

根据本发明的第一个实施方案，提供一种固体氧化物燃料电池电堆的歧管，固体氧化物燃料电池包括多个上下堆叠的电堆，所述歧管设置于每一对应电堆的底部并与对应电堆的底面贴合，其包括歧管主体(通常为块状体)，歧管主体的上顶面分布有与对应电堆底部的空气进口对接的歧管空气出口、与对应电堆底部的燃气进口对接的歧管燃气出口、与对应电堆底部的阴极尾气出口对接的歧管阴极尾气进口、与对应电堆底部的阳极尾气出口对接的歧管阳极尾气进口，歧管主体具有向外延伸至电堆外侧的两个侧部，第一侧部设有贯穿第一侧部并与固体氧化物燃料电池的空气输送连接管连通的歧管空气进气孔和与固体氧化物燃料电池的燃气输送连接管连通的歧管燃气进气孔，第二侧部设有贯穿第二侧部并与固体氧化物燃料电池的阴极尾气输送连接管连通的歧管阴极尾气出气孔和与阳极尾气输送连接管连通的歧管阳极尾气出气孔，歧管空气进气孔在孔壁上(尤其靠近歧管主体中心的内侧面上)开设有经第一内部通道与歧管空气出口连接的歧管空气进口，歧管燃气进气孔在孔壁上(尤其靠近歧管主体中心的内侧面上)开设有经第二内部通道与歧管燃气出口连接的歧管燃气进口，歧管阴极尾气出气孔在孔壁上(尤其在靠近歧管主体中心的内侧面上)开设有经第三内部通道与歧管阴极尾气进口连接的歧管阴极尾气出口，歧管阳极尾气出气孔在孔壁上(尤其靠近歧管主体中心的内侧面上)开设有经第四内部通道与歧管阳极尾气进口连接的歧管阳极尾气出口。

进一步地，歧管空气进气孔和/或歧管燃气进气孔和/或歧管阴极尾气出气孔和/或歧管阳极尾气出气孔的形状与其连接的管道开口形状相同，例如都为圆形截面。