[发明专利]用于超高效率动力系统的燃料电池堆

权利要求书

1.  一种用于发电的燃料电池动力系统，其中包括：

一个造用于工作在不同工作温度的燃料电池堆的组件，其中所述工作温度在所述组件中的两个或多个燃料电池堆之间变化，以及

其中每个所述燃料电池堆包括用于接收用于电化学发电的反应剂的装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料电池堆的组件具有在大约20℃到大约2000℃之间范围的工作温度。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述组件包括由固态氧化物燃料电池、固态燃料电池、熔融碳化物燃料电池、磷酸燃料电池、碱性燃料电池或者质子交换隔膜燃料电池所构成的组中选择的两个或多个燃料电池堆。

4.根据权利要求1所述的系统，其中每个所述的燃料电池堆包括固态或固体氧化物，其中包括氧化钇稳定的氧化锆、镓酸镧、二氧化铈基氧化物、铋基氧化物或者上述材料的组合物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的系统，其中该燃料电池堆包括：

在一侧上具有氧化剂电极材料以及在相对侧具有燃料电极材料的多个电解质板，

用于提供与电解质板的电接触的多个互连板，其中燃料电池堆是通过把互连板与电解质板交替重叠而组成的，以及

与该电池堆轴向相关并适合于接收反应剂的多个支管。

6.根据权利要求5所述的系统，其中进一步包括用于加热一种或多种反应剂的反应剂加热装置，所述反应剂加热装置包括凸进轴支管中的互连板的导热和整体形成的延伸表面。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料电池堆具有圆柱或矩形截面形状。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料电池堆包括管状燃料电池的阵列。

9.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括一个或多个支管，其置于所述燃料电池堆的外部或内部，用于把流体通向或排出所述燃料电池堆。

10.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括用于把所述反应剂导向所述燃料电池堆的装置。

11.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括用于把在所述组件中的一个或多个燃料电池堆流体连接的装置。

12.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括用于把所述燃料电池堆在反应剂流方向上流体串联的装置。

13.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括用于把所述燃料电池堆在反应剂流的方向上流体并联的装置。

14.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括用于把其中一个所述燃料电池堆的废气连接另一个燃料电池堆的装置，其中所述一个燃料电池堆的所述燃料电池废气被导入另一个燃料电池堆。

15.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括置于所述组件的一个或多个燃料电池堆周围的气密封套，所述气密封套适合于从所述燃料电池堆收集废气。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料电池堆的组件包括适合于在第一工作温度产生废气的第一燃料电池堆，以及第二燃料电池堆，其连接到所述燃料电池堆以接收所述废气，并适合于把所述废气加热到高于所述第一工作温度的第二工作温度。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述第二燃料电池堆适合于把所述废气加热到所述第二工作温度，所述废气被耦合到具有高于所述第二工作温度的第三工作温度的第三燃料电池堆。

18.根据权利要求16所述的系统，其中进一步包括：

用于把燃料供给到所述第一和第二燃料电池堆中的至少一个电池堆的燃料供给源，

用于把氧化剂供给到所述第一燃料电池堆的氧化剂供给源，以及

用于把来自所述第一燃料电池堆的所述废气耦合到所述第二燃料电池堆的装置，所述废气被作为所述氧化剂导入。

19.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括用于把所选择数目的燃料电池堆串联在一起的装置，以把流体从第一温度加热到所选择温度，所述数目的燃料电池堆被选择作为所述所选择温度的一个函数。

20.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括用于把燃料供给到一个或多个所述燃料电池堆的燃料供给源。