氢能专利库

本发明涉及一种中温固体氧化物燃料电池阴极材料及其制备方法和应用，属于直接转变化学能为电能的方法或装置技术领域。本发明的中温固体氧化物燃料电池阴极材料的化学通式为LaxBaySrzCoaFebO3；其中，x:y:z＝(0.45～0.65):(0.01～0.2):(0.3～0.4)，且满足(y+z)/(a+b)＝0.35～0.55。本发明的中温固体氧化物燃料电池阴极材料具有高导电性和良好的氧催化活性，可赋予燃料电池优异的电池性能。

本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池的余热回收系统及控制方法，包括余热回收模块，余热回收模块包括换热单元和第一水箱，换热单元连接燃料电池模块，换热单元将燃料电池模块输送的尾气与第一水箱输送的液态水进行热交换；第一水箱输出端将箱内的液态水输送至换热单元进行换热升温，第一水箱的接收端接收换热单元输出的升温液态水；第一水箱的出水端连接用热模块并将箱内液态水输送至用热模块；本发明中换热单元输出的升温液态水与第一水源输入的低温液态水在第一水箱内混合降温后再输入到用热模块中，使得第一水箱内的液态水的温度更为适宜稳定，满足用热模块更大的用热需求，避免了热能白白损耗，提高了燃料电池的余热回收利用率。

本发明涉及一种燃料电池模组及燃料电池系统，属于燃料电池技术领域。该燃料电池模组包括导电部件及燃料电池堆；所述导电部件包括导电板及导电杆，所述导电板具有第一表面及第二表面，所述第一表面与第二表面相对，所述导电杆的一端与所述导电板连接，所述导电杆的另一端向远离所述第一表面的方向延伸；所述燃料电池堆具有电输出面，所述燃料电池堆的电输出面与所述导电板的第二表面接触。本发明提供的燃料电池模组的结构设计合理；导电部件的结构简单，实用性强，本发明通过导电板的第二表面与燃料电池堆的电输出面接触，从而使燃料电池堆工作所产生的电能通过导电部件传导，导电效果好。

本发明涉及一种燃料电池的水碳比控制方法及燃料电池系统，属于燃料电池技术领域。本发明向第一电堆组的阳极通入燃气，燃气在第一电堆组中反应后，未参与反应的燃气从第一电堆组的阳极排出；对排出的燃气进行除水处理，以去除部分水蒸气，除水处理后燃气的水碳比为(1.2～3.5)：1；将处理后的燃气输入第二电堆组的阳极。本发明的第一电堆组和第二电堆组可以分别进行电流拉载，从第一电堆组排出的燃气中水蒸气含量高，本发明对步骤第一电堆组排出的燃气进行除水处理，以去除部分水蒸气，实现对输入第二电堆组的燃气水碳比的调控，从而在提高燃气利用率的同时，显著提高了燃料电池系统的发电效率。

本发明涉及固体氧化物燃料电池技术领域，公开了一种采用部分逆流气流分配的固体氧化物燃料电池电堆，其包括若干间隔堆叠的电池板和连接体，所述电池板包括电解质和分别设于所述电解质的两侧的阳极、阴极；所述连接体在与所述电池板的阳极接触的一侧设置有用于流通燃气的第一气道，所述连接体在与所述电池板的阴极接触的一侧设置有用于流通空气的第二气道，所述第一气道与所述第二气道的位置相对设置；相邻的两块所述连接体的第一气道中的燃气的流动方向相反，所有所述连接体的第二气道中的空气的流动方向相同。该电堆设计能够减小电池区域温度梯度和因温差引起的热应力，提高电效率，提高电堆的可靠性。

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池，所述固体氧化物燃料电池自下向上依次包括阳极层、电解质层、阻挡层、阴极层，所述阻挡层与电解质层元素扩散界限为0‑1.0μm。同时，本发明还公开一种所述固体氧化物燃料电池的制备方法，所述方法利用液相前驱体沉积方法或真空镀膜方法将阳极/电解质/阻挡层材料沉积一定厚度到陶瓷基体表面，从而避免制备半电池过程中的高温材料相互扩散，减弱了界面反应，将界面电阻降低40％以上。

本发明涉及固体氧化物燃料电池技术领域，公开了一种采用双错流气流分配的固体氧化物燃料电池电堆，其包括若干间隔堆叠的电池板和连接体，所述电池板包括电解质和分别设于所述电解质的两侧的阳极、阴极；所述连接体在与所述电池板的阳极接触的一侧设置有用于流通燃气的第一气道，所述连接体在与所述电池板的阴极接触的一侧设置有用于流通空气且与所述第一气道相交90°的第二气道；相邻的两块所述连接体的第一气道中的燃气的流动方向相反，所有所述连接体的第二气道中的空气的流动方向相同。该电堆设计能够减小电池区域温度梯度和因温差引起的热应力，提高电效率，提高电堆的可靠性。

本发明公开了一种平板式固体氧化物燃料电池电堆，包括至少一片电池片和至少一个连接组件，所述连接组件包括第一连接体和密封壳体，所述第一连接体与密封壳体上两个相对表面贴合连接，所述第一连接体远离密封壳体的表面上设有阳极流道或阴极流道；所述密封壳体内设有高温热管；所述电池片包括阳极、阴极和电解质；所述阳极与加工有阳极流道的第一连接体相连接，所述阴极与加工有阴极流道的第一连接体相连接。本发明所述平板式固体氧化物燃料电池电堆，能够承受较高的升温速率且降低操作时的温度梯度，从而可以实现电堆系统快速升温启动、降低电堆升降温与正常运行过程的温度梯度和热应力，扩大SOFC的应用领域。

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池连接体，包括阴极板、阳极板和设于阴极板和阳极板之间的密封中间层，所述密封中间层内设有高温热管；所述高温热管包括毛细芯和工作介质。本发明所述固体氧化物燃料电池连接体，采用内嵌热管设计，可以降低固体氧化物燃料电池电堆内部的温度梯度，优化电堆热管理效率，提高电堆承受快速升温的能力。本发明还公开了一种固体氧化物燃料电堆，本发明所述电堆包含有高温热管的连接体，能够承受较高的升温速率且降低操作时的温度梯度，从而可以实现电堆系统快速升温启动、降低电堆升降温与正常运行过程的温度梯度和热应力，扩大SOFC的应用领域。

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池的制备方法，包括至少一层阳极层；至少一层阴极层；设于所述阳极层和所述阴极层之间的电解质层；其中，所述阳极层和/或阴极层为多孔结构；所述阳极层和/或阴极层的多孔结构中含有金属氧化物纳米颗粒。同时，本发明还公开一种所述固体氧化物燃料电池的制备方法，本发明直接将纳米金属氧化物通过金属氧化物前驱体引入再热处理的方法引入阳极及阴极孔道中，方法简单易行且大大的降低了电池衰减速率。

本发明提供了一种阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制作方法，其主要特点是可根据不同的电解质及阴阳极材料对阳极支撑体热膨胀系数进行灵活调节，使得各层材料热膨胀系数匹配，解决电池烧结翘曲、开裂等重要缺陷问题。其主要优点是电池烧结后平整，无需对翘曲产品进行高温二次修正，与现有阳极支撑型固体氧化物燃料电池技术相比，可明显提高产品的平整度，因其良好的各层热膨胀系数的匹配性，大大的提高了电池的使用寿命，且其工艺可调性大，根据不同的电解质材料可进行调整，具有成本低、工艺可重复性好、工艺简单等优势。

一种固体氧化物燃料电池电解质隔膜的制备方法，按以下步骤实现：(1)以加有稳定剂的氧化锆为电解质材料，加入成型助剂后投入球磨机中分散，再加入PVB溶液继续混磨得到浆料；(2)将该浆料进行真空脱泡和陈腐处理；(3)进行流延制成生膜带，再经模具裁剪成生膜片；(4)将生膜片按所需要的厚度叠层，然后放入静水压机中压合成坯片，并同时作表面粗化处理，再冲切成型；(5)将成型的坯片装窑烧结。本发明所采用的制备燃料电池电解质隔膜方法，不受制作环境温度和湿度变化的影响，不会因为流延厚度增加而导致坯带的开裂。所生产出来的电解质隔膜结构致密、高温电导率高、机械强度高。