氢能专利库

本申请涉及包含空气入口挡板的燃料电池系统及其操作方法。一种燃料电池系统包含：燃料电池堆；阴极同流换热器，其经配置以使用从所述电池堆输出的阴极排气加热空气；以及空气入口挡板，其安置于所述阴极同流换热器与所述电池堆之间且含有沿着竖直方向分离且经配置以将从所述阴极同流换热器输出的受热空气提供到所述电池堆的多个区域的至少两行孔口。

本申请案涉及一种包括散热器插件的燃料电池堆组合件。一种燃料电池柱包括多个燃料电池堆，经配置以将燃料提供至所述多个燃料电池堆的至少一个燃料歧管，和位于所述多个燃料电池堆的相邻燃料电池之间的至少一个散热器插件。包括位于柱的相邻燃料电池堆之间的至少一个散热器插件的燃料电池柱可降低邻近于所述散热器插件的所述燃料电池堆的峰值温度，且可在所述燃料电池堆和所述整个柱内提供更小的温度分布。

本申请涉及用于防止大占地面积固体氧化物燃料电池柱中的热致应力裂纹的方法和装置。一种制造用于电化学电池堆的互连件的方法包括提供互连件并且在将互连件放置到电化学电池堆中之前使互连件蠕变平坦化。

本申请涉及一种与过渡金属元素合金化的燃料电池互连件和其制造方法。制造用于燃料电池堆叠的互连件的方法包括压缩互连件粉末以形成互连件，所述互连件粉末含有Cr、Fe以及与所述Cr和所述Fe中的至少一种预合金化的至少一种选自Co、Cu、Mn、Ni或V的过渡金属；以及烧结所述互连件。

提供用于促进固体氧化物燃料电池SOFC堆系统中的反应物进料流动的反应物进料和回料总成的各种实施例，例如阳极分流板ASP。实施例包含反应物进料和回料总成，其沿着反应物进料到燃料电池堆的流动路径包含至少一个喷嘴结构。所述至少一个喷嘴结构可包含沿着所述反应物的所述流动路径减小的宽度尺寸。所述总成的所述至少一个喷嘴结构可在所述反应物进料进入相邻燃料电池堆时加速所述反应物进料，并且可以为所述反应物进料提供足够的动能以抵消沿着穿过所述燃料电池堆的反应物流动路径的粘性阻力增加的影响。

本申请涉及一种燃料电池系统及其在近100％燃料利用率下的操作方法。一种燃料电池系统包含至少一个电化学泵分离器以从燃料排气流分离氢气和二氧化碳。

一种操作燃料电池系统的方法包括将燃料和空气提供到位于热箱中的燃料电池堆叠；操作所述堆叠以产生阳极排气和阴极排气；在启动模式下，将第一量的所述阳极排气和所述阴极排气提供到位于所述热箱中的阳极尾气氧化器ATO以氧化所述阳极排气并且产生提供到所述堆叠的热量；以及在稳态模式下，停止将所述阳极排气提供到所述ATO或将小于所述第一量的第二量的所述阳极排气提供到所述ATO，并且在所述热箱的外部提供所述阳极排气和所述阴极排气。

本申请涉及一种包括燃料排气处理器的燃料电池系统以及其操作方法。提供一种燃料电池系统和方法，所述系统包括热箱、安置于所述热箱中的燃料电池堆叠、安置于所述热箱中的阳极尾气氧化器ATO以及与所述热箱流体连接的燃料排气处理器。所述燃料排气处理器包括：第一氢气泵，其被配置用于从所述燃料电池堆叠接收的阳极排气中提取氢气并将所述氢气输出到被提供至所述燃料电池堆叠的第一氢气流；第二氢气泵，其被配置用于从所述第一氢气泵输出的阳极排气提取氢气并将所述氢气输出至所述第一氢气流；以及第三氢气泵，其被配置用于从所述第二氢气泵输出的阳极排气提取氢气并将所述氢气输出至被提供至所述ATO的第二氢气流。

本申请涉及燃料电池互连件、燃料电池堆及其操作方法。一种燃料电池互连件包含：燃料肋，其安置于所述互连件的第一侧上且至少部分地限定燃料通道；及空气肋，其安置于所述互连件的相对第二侧上且至少部分地限定空气通道。所述燃料通道包含安置于中心燃料场中的中心燃料通道和安置于外围燃料场中的外围燃料通道，所述外围燃料场安置于所述中心燃料场的相对侧上。所述空气通道包含安置于中心空气场中的中心空气通道和安置于外围空气场中的外围空气通道，所述外围空气场安置于所述中心空气场的相对侧上。所述中心燃料通道或所述中心空气通道中的至少一者具有与相应外围燃料通道或相应外围空气通道中的至少一者不同的横截面积或长度中的至少一者。

本申请涉及一种包含应力缓解结构的燃料电池柱。燃料电池柱包含交替的燃料电池和互连件的堆叠，其中所述互连件将所述堆叠中相邻的燃料电池分隔开且含有燃料和空气通道，所述燃料和空气通道配置成向所述燃料电池提供相应燃料和空气；歧管板，其含有位于所述歧管板的底表面中的底部入口孔和底部出口孔、在所述歧管板的顶表面的相对侧中形成的顶部出口孔和顶部入口孔、将所述顶部出口孔与所述底部入口孔流体连通的出口通道及将所述顶部入口孔与所述底部出口孔流体连通的入口通道；以及缓解结构，其配置成减小由于所述堆叠和所述歧管板之间的形状不匹配或热膨胀系数不匹配中的至少一个而施加到所述堆叠的应力。

本申请案涉及用于固体氧化物燃料电池的基于Ni‑Fe的阴极功能层。固体氧化物电化学电池包括固体氧化物电解质、位于所述固体氧化物电解质的第一侧上的阳极和位于所述固体氧化物电解质的第二侧上的阴极。所述阴极包括铁酸镧镍。

本申请案涉及一种包含催化剂环阳极尾气氧化器的燃料电池系统。一种燃料电池系统阳极尾气氧化器ATO包含内ATO壁、外ATO壁及安置于形成于所述内ATO壁与所述外ATO壁之间的腔室中的第一催化剂环。所述第一催化剂环包含内壁、外壁及安置于所述内壁与所述外壁之间且负载有氧化催化剂的基质。

本申请案涉及具有改进的燃料利用率的燃料电池系统和方法。一种燃料电池系统包括：至少一个热箱，其包括燃料电池堆且产生阳极排气产物；至少一个氢气泵；至少一个产物管道，其以流体方式将所述热箱的阳极排气产物出口连接至所述至少一个氢气泵的入口；经压缩氢气产物管道，其连接至所述至少一个氢气泵的经压缩氢气产物出口；和至少一个流出物管道，其连接至所述至少一个氢气泵的未泵送流出物出口。额外实施例包括燃料电池系统，其中将所述阳极排气产物流提供给至少一个二氧化碳泵以产生经压缩二氧化碳产物和未泵送流出物，所述未泵送流出物可再循环至所述燃料电池系统的所述至少一个热箱。在各种实施例中，燃料电池系统可使用或再捕获提供给所述燃料电池系统的输入燃料的基本上所有氢含量和几乎所有碳含量。

一种燃料电池堆包含经堆叠固体氧化物燃料电池、安置在所述燃料电池之间的互连件，及安置在所述互连件上且包含第一含玻璃组分和腐蚀阻隔材料的介电层。任选地，所述介电层可仅覆盖被立管密封件覆盖的互连件立管密封表面的一部分。另外或替代地，所述燃料电池堆可包含位于所述固体氧化物燃料电池的电解质上的电解质加强层。

用于燃料电池堆叠的歧管板包括下部歧管部分；上部歧管部分；包夹在所述下部歧管部分与所述上部歧管部分之间的介电层；在所述下部歧管部分的底表面中形成的底部入口孔和底部出口孔，其中所述底部入口孔和所述底部出口孔延伸穿过所述介电层；在所述上部歧管部分的顶表面的相对侧中形成的顶部出口孔和顶部入口孔；使所述顶部出口孔与所述底部入口孔流体连通的出口通道；以及使所述顶部入口孔与所述底部出口孔流体连通的入口通道。

本申请涉及基于燃料电池系统的微电网中的电力管理。可将由燃料电池堆产生的过量DC电流提供到电流源逆变器，并且可由所述电流源逆变器将AC电流输出到电网侧总线。所述电网侧总线上的AC电流可用于支持对微电网侧总线的负载需求或可被提供到电网。各种传输总线和电力调节和控制装置，例如整流器、电流源逆变器、电动机、发电机、电接触器、中继器和/或转接开关，可被配置成使用所述电网侧总线上的所述AC电流以将AC电流提供到所述微电网侧总线以支持对微电网侧总线的所述负载需求。

各种实施例公开了用于固体氧化物燃料电池系统的电热塞。电热塞包括具有第一端部和第二端部的外壳。电热塞包括纵向布置在外壳中的加热元件，从外壳的第二端部向第一端部延伸，并从外壳向外延伸以点燃燃料。此外，电热塞包括一对与加热元件电连接的卷线。此外，电热塞包括设置在外壳第二端部内的密封胶，用于将一对卷线与加热元件的电耦合固定。此外，电热塞包括密封元件，该密封元件被配置成在外壳和加热元件之间形成气密连接。密封件位于密封胶密封胶的顶部。

一种微电网系统包含：第一及第二DC电源，其电连接到相应第一及第二DC电功率总线；第一不断电模块，其电连接到所述第一DC电功率总线且经配置以连接到交流(AC)负载；第二不断电模块，其电连接到所述第二DC电功率总线且经配置以连接到所述AC负载；第一双向AC/DC逆变器，其具有DC端及AC端，其中所述第一DC电功率总线连接到所述第一双向AC/DC逆变器的所述DC端；第二双向AC/DC逆变器，其具有DC端及AC端，其中所述第二DC电功率总线连接到所述第二双向AC/DC逆变器的所述DC端；及AC电功率总线，其在所述第一及第二双向AC/DC逆变器的AC端处连接到所述第一及第二双向AC/DC逆变器。

一种燃料电池列包含：第一及第二燃料电池堆叠；燃料歧管，其安置在所述第一燃料电池堆叠与所述第二燃料电池堆叠之间且经配置以将燃料提供给所述第一燃料电池堆叠及所述第二燃料电池堆叠；以及第一及第二介电分离器，其位于所述燃料歧管与所述相应第一及第二燃料电池堆叠之间，且经配置以电隔离所述相应第一及第二燃料电池堆叠与所述燃料歧管。所述第一及第二介电分离器各自包含陶瓷材料的顶部层、所述陶瓷材料的底部层、安置在所述顶部层与所述底部层之间且包含具有比所述陶瓷材料低的密度及比所述陶瓷材料高的介电强度的材料的中间层，以及将所述中间层连接到所述顶部层及所述底部层的玻璃或玻璃陶瓷密封件。

本申请涉及处置可变且不可预测的气体组成改变以使燃料电池系统的健康和性能最大化。一种所公开的燃料电池系统包含：燃料入口，其从燃料源接收燃气；气体分析器，其确定由所述燃料入口接收的所述燃气的组成；以及堆叠，其包含使用从所述燃料源接收的所述燃气发电的燃料电池。所述燃料电池系统进一步包含控制器，其基于由所述气体分析器确定的所述原生燃气的所述组成控制所述堆叠的燃料利用率、由所述堆叠生成的电流，或由所述堆叠生成的电压中的至少一个。所述控制器可通过基于组成增加或减小燃料流率以借此增加或减小由所述堆叠生成的所述电压从而维持预定目标电压或维持可用燃料被供应到所述堆叠的预定速率，来控制所述燃料电池系统。