[发明专利]一种固体氧化物燃料电池发电单元及其组成的发电堆装置

说明书

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池发电单元，包括环形电极支撑板阳极泡沫镍、固体氧化物燃料电池片以及阴极泡沫镍；环形电极支撑板上下表面均蚀刻有气体流道，阳极泡沫镍覆盖在环形电极支撑板上表面的气体流道上，阴极泡沫镍覆盖在环形电极支撑板下表面的气体流道上；固体氧化物燃料电池片固定在阳极泡沫镍上；环形电极支撑板上还设有管道通孔，管道通孔中插入有进气管和出气管；环形电极支撑板上表面气体流道的进出气口分别和与其对应的进气管和出气管连通，环形电极支撑板下表面气体流道的进出气口分别和与其对应的进气管和出气管连通。本发明还公开了上述固体氧化物燃料电池发电单元组成的发电堆装置，发电堆装置由多个串联的发电单元组成。

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物燃料电池发电单元，还涉及上述固体氧化物燃料电池发电单元组成的发电堆装置。

背景技术

固体氧化物燃料电池具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点，可以直接使用氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质气等多种碳氢燃料。在大型集中供电、中型分电和小型家用热电联供等民用领域作为固定电站，以及作为船舶动力电源、交通车辆动力电源等移动电源，都有广阔的应用前景。但是，固体氧化物燃料电池至今没有产业化，一方面是由于其高温的运行，导致系统成本昂贵、密封工艺困难、电极与电解质之间易反应等，另一方面主要是由于传统燃料电池复杂的电化学制备工艺，导致固体氧化物燃料电池的制备成本高居不下。综上所述，传统的固体氧化物燃料电池结构复杂，导致制备和组装工艺都非常复杂，从而制备成本高。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中存在的固体氧化物燃料电池结构复杂、电池堆组装工艺复杂、成本高的问题，提供一种固体氧化物燃料电池发电单元，还提供上述固体氧化物燃料电池发电单元组成的发电堆装置。

技术方案：本发明所述的固体氧化物燃料电池发电单元，包括环形电极支撑板、阳极泡沫镍、固体氧化物燃料电池片以及阴极泡沫镍；所述环形电极支撑板上下表面均蚀刻有气体流道，所述阳极泡沫镍覆盖在环形电极支撑板上表面的气体流道上，所述阴极泡沫镍覆盖在环形电极支撑板下表面的气体流道上；所述固体氧化物燃料电池片固定在阳极泡沫镍上；所述环形电极支撑板上还设有管道通孔，管道通孔中插入有进气管和出气管；环形电极支撑板上表面气体流道的进出气口分别和与其对应的进气管和出气管连通，环形电极支撑板下表面气体流道的进出气口分别和与其对应的进气管和出气管连通。

其中，所述环形电极支撑板上表面的气体流道为氢气流道，所述环形电极支撑板下表面的气体流道为空气流道。

其中，所述环形电极支撑板相对的两个端部设有带内螺纹的螺栓孔，所述环形电极支撑板的中心处设有定位通孔。

其中，所述阳极泡沫镍和固体氧化物燃料电池片外围环绕有密封环；所述密封环采用硅酸盐玻璃或采用橡胶制备而成。

其中，环形电极支撑板呈中空腔体，环形电极支撑板上下表面的气体流道分别和与其对应的中空腔体连通，上表面气体流道连接的进气管和出气管在该气体流道对应的中空腔体处设有通孔；下表面气体流道连接的进气管和出气管在该气体流道对应的中空腔体处设有通孔。

其中，所述固体氧化物燃料电池片由阴极、电解质和阳极组成，采用等离子喷涂方法将固体氧化物燃料电池片的阳极材料喷涂在阳极泡沫镍上，再喷涂固体氧化物燃料电池片的电解质材料，最后将固体氧化物燃料电池片的阴极材料喷涂在电解质上。

上述固体氧化物燃料电池发电单元组成的发电堆装置，包括底座以及固定在底座上的多个串联的发电单元，还包括定位销和紧固螺栓；所述底座中心处也设有定位孔，底座相对的两个端部也设有带内螺纹的螺栓孔，多个发电单元沿纵向依次堆叠，定位销依次穿过每个发电单元中心处的定位通孔嵌入底座中心处的定位孔中，紧固螺栓的其中一个端部与底座的螺栓孔通过内外螺纹固定连接，每个发电单元依次通过螺栓孔套设在紧固螺栓上，紧固螺栓另一个端部与紧固螺母固定连接。