[发明专利]用于SOEC单元的气体入口

说明书

用于SOC单元的多气体入口或出口通过具有切口的叠层提供以用于重叠的气体通道。

技术领域

本发明涉及用于固体氧化物电池(SOC)单元的气体入口，特别是固体氧化物燃料电池(SOFC)单元或者固体氧化物电解电池(SOEC)单元，特别是用于包含在SOC堆中的SOC单元。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)包括能使氧离子传导的固体电解质，氧被还原为氧离子的阴极以及氢被氧化的阳极。SOFC中的总反应是氢和氧电化学地反应以生成电、热和水。为了生成所需的氢，阳极通常具有催化活性以用于碳氢化合物(特别是天然气)的蒸汽转化，由此产生氢、二氧化碳和一氧化碳。甲烷(天然气的主要成分)的蒸汽转化可以通过以下方程式描述：

CH₄ + H₂0 → CO + 3H₂

CH₄ + CO₂ → 2CO + 2H₂

CO + H₂0→ CO₂ + H₂

在操作过程期间，将氧化剂(诸如空气)供给到阴极区域中的固体氧化物燃料电池。将燃料(诸如氢)供给到燃料电池的阳极区域中。作为备选，在阳极区域中供给碳氢燃料(诸如甲烷)，它在阳极区域通过上述反应转变成氢和碳氧化物。氢通过多孔阳极，并且在阳极/-电解质界面与已经通过电解质扩散的产生于阳极侧上的氧离子反应。利用来自电池的外部电路的电子的输入在阴极侧中形成氧离子。

为了增加电压，将若干电池单元组装以形成堆叠，并且通过互连件链接在一起。互连件用作气体屏障以分离相邻电池单元的阳极(燃料)侧和阴极(空气/氧)侧，并且同时，它们容许相邻电池之间的电流传导，即，在一个电池的具有过剩电子的阳极以及邻近电池的需要电子的用于还原过程的阴极之间。此外，互连件通常设置有多个流路以用于互连件的一侧的燃料气体和相反侧的氧化剂气体的通路。为了优化SOFC堆的性能，应当使正值的范围最大化而在应当最小化的相关负值的另一范围上无不可接受的后果。这些值中的一些是：