固体氧化物燃料电池电堆及为其分配气体的气流分配板制造技术

本发明专利技术提出一种SOFC电堆，包括用于为SOFC电堆分配气体的气流分配板，所述气流分配板采用双错流(double cross‑flow)的方式引入燃料，对燃料燃气进行分配，能让气流在电堆中分布更均匀，可使燃料与SOFC单电池片反应更充分，产生更多的电能，在相同电池活化区面积的前提下，与传统的气流分配方式相比，可降低电堆热梯度，提高电堆的电效率。

【技术实现步骤摘要】
固体氧化物燃料电池电堆及为其分配气体的气流分配板
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种用于为固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell,SOFC)电堆分配气体的气流分配板以及一种固体氧化物燃料电池电堆。
技术介绍
SOFC电堆是一种非常具有前途的采用电化学反应发电的发电装置，无卡诺循环，高效率，同时其产物为二氧化碳和水，是一种低排放的绿色能源发电方式。传统的SOFC电堆的气流分配方式是采用同流或错流气流分配方式，其中采用同流的气流分配方式，SOFC单电池区域热梯度虽然较小，但无法实现电堆的高效率运行，而采用错流的气流分配方式，具有较好的电效率，但会使SOFC单电池区域热梯度较大，从而影响电堆可靠性。
技术实现思路
基于此，有必要针对采用传统的气流分配方式无法同时满足电堆热梯度小，高效率运行的问题，提供一种用于为固体氧化物燃料电池电堆分配气体的气流分配板。一种用于为固体氧化物燃料电池电堆分配气体的气流分配板，所述气流分配板开设：第一燃料进口，用于引入燃料；第一燃料分布通道，与所述第一燃料进口连接，位于与SOFC单电池片的阳极接触的所述气流分配板的第一侧面，用于将燃料引入所述SOFC单电池片的阳极；第一燃料出口，与所述第一燃料分布通道连接，用于排出燃料尾气；第二燃料进口，用于引入燃料；第二燃料分布通道，与所述第二燃料进口连接，位于所述气流分配板的第一侧面，用于将燃料引入所述SOFC单电池片的阳极；第二燃料出口，与所述第二燃料分布通道连接，用于排出燃料尾气；其中，所述第二燃料出口与所述第一燃料进口位于所述气流分配板的第一侧区域，所述第二燃料进口与所述第一燃料出口位于与所述第一侧区域相对的所述气流分配板的第二侧区域；基于所述气流分配板，按照如下双错流分配方式分配燃料：令燃料从所述第一燃料进口进入、通过所述第一燃料分布通道引入所述SOFC单电池片的阳极，最后从所述第一燃料出口排出，形成第一燃气气流，并令燃料从所述第二燃料进口进入、通过所述第二燃料分布通道引入所述SOFC单电池片的阳极，最后从所述第二燃料出口排出，形成第二燃气气流；所述第一燃气气流的流向与所述第二燃气气流的流向是相反的。上述用于为固体氧化物燃料电池电堆分配气体的气流分配板，能够引入两路燃气气流流向相反的燃料，形成双错流(doublecross-flow)燃气气流以对对燃料进行分配，为SOFC单电池片的阳极提供燃料，能让气流在电堆中分布更均匀，可使燃料与SOFC单电池片反应更充分，产生更多的电能，在相同电池活化区面积的前提下，与传统的气流分配方式相比，可降低电堆热梯度，提高电堆的电效率。一个实施例中，所述第一燃料进口、第一燃料出口、第二燃料进口、第二燃料出口、第一燃料分布通道以及第二燃料分布通道可分别为两个以上；各第一燃料进口和各第二燃料出口在所述气流分配板的第一侧区域上按照“第一燃料进口、第二燃料出口、第一燃料进口、第二燃料出口、第一燃料进口······”的方式间隔排列；各第一燃料出口、各第二燃料进口在所述气流分配板的第二侧区域上对应按照“第一燃料出口、第二燃料进口、第一燃料出口、第二燃料进口、第一燃料出口······”的方式间隔排列，各条第一燃料分布通道与各条第二燃料分布通道在所述第一侧面上对应按照“第一燃料分布通道、第二燃料分布通道、第一燃料分布通道、第二燃料分布通道、第一燃料分布通道······”的方式间隔排列的，各条第一燃料分布通道平行，各条第二燃料分布通道平行。一个实施例中，所述气流分配板还开设：空气进口，位于所述气流分配板的第三侧区域，用于引入空气；空气分布通道，与所述空气进口连接，位于所述气流分配板的第一侧面相对的第二侧面上，用于将空气引入与所述第二侧面相邻的SOFC单电池片的阴极；空气出口，与所述空气分布通道连接，位于所述SOFC单电池片的阴极第三侧区域相对的第四侧区域，用于排出空气尾气；所述气流分配板按照如下气流分配方式分配空气，令空气从空气进口进入，通过空气分配通道引入SOFC单电池片的阴极，最后从所述空气出口排出，形成空气气流，所述空气气流的流向分别与所述第一燃气气流的流向、所述第二燃气气流的流向垂直。一个实施例中，所述空气进口的大小、所述第一燃料进口以及第二燃料进口根据所述固体氧化物燃料电池电堆的输出功率可调。还提供一种固体氧化物燃料电池电堆，包括SOFC单电池片以及如上任一实施例所述的用于为固体氧化物燃料电池电堆分配气体的气流分配板；所述SOFC单电池片为两块以上，所述气流分配板分别与SOFC单电池片的阳极、SOFC单电池片的阴极接触。一个实施例中，所述固体氧化物燃料电池电堆还包括电堆顶板和电堆底板；电堆顶板、SOFC单电池片、气流分配板以及电堆底板按照“电堆底板、SOFC单电池片、气流分配板、SOFC单电池片、气流分配板、SOFC单电池片······SOFC单电池片、电堆顶板”的方式堆叠形成所述固体氧化物燃料电池电堆。一个实施例中，各SOFC单电池片的结构自下而上为阳极、电解质、阴极，所述电堆底板的上表面开设第一燃料分布通道以及第二燃料分布通道，电堆顶板下表面开设空气分布通道。一个实施例中，所述电堆底板开设第一燃料进口、第二燃料进口、第一燃料出口、第二燃料出口、空气进口以及空气出口。附图说明图1为一个实施例中的气流分配板的示意性剖面结构图；图2为一个实施例中的气流分配板的示意性立体结构图；图3为另一个实施例中的气流分配板的示意性立体结构图；图4为一个实施例中的多个气流分配板的气流流向示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提出了一种新的用于为SOFC电堆分配气体的气流分配板以及新的用于为SOFC电堆分配气流的气流分配方式，可以用于平板式SOFC电堆，气流分配板可以是SOFC电堆的内置式气流分配板。一个实施例中，该气流分配板开设第一燃料进口、第一燃料出口、第二燃料进口以及第二燃料出口，第一燃料进口用于引入燃料；第一燃料分布通道开设在与SOFC单电池片的阳极接触的气流分配板的第一侧面，并与第一燃料进口连接，用于将燃料引入与第一侧面相邻的SOFC单电池片的阳极，气体分配板与SOFC电池是接触的，因而气流分配板中燃料分布通道中的燃气才能进入到SOFC电池的阳极；第一燃料出口与第一燃料分布通道连接，用于排出燃料尾气；第二燃料进口用于引入燃料；第二燃料分布通道，开设在气流分配板的第一侧面，与第二燃料进口连接，用于将燃料引入与SOFC单电池片的阳极，以进行化学反应；第二燃料出口与第二燃料分布通道连接，用于排出燃料尾气。其中，请参阅图1，图1是一个具体实施例中的气流分配板的剖面图，图1中，第二燃料出口13与第一燃料进口10开设在气流分配板的第一侧区域，可为图1中的下侧区域，其中，第一燃料进口10具体可以开设在图1的气流分配板的左下侧区域，第二燃料出口13具体可以开设在图1的气流分配板的右下侧区域，第二燃料进口12与第一燃料出口11开设在与第一侧区域相对的气流分配板的第二侧区域，可为图1中的上侧区域，其中，第二燃料进口12具体可以开设在图1中的气流分配板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为固体氧化物燃料电池电堆分配气体的气流分配板，其特征在于，所述气流分配板开设：第一燃料进口，用于引入燃料；第一燃料分布通道，与所述第一燃料进口连接，位于与SOFC单电池片的阳极接触的所述气流分配板的第一侧面，用于将燃料引入所述SOFC单电池片的阳极；第一燃料出口，与所述第一燃料分布通道连接，用于排出燃料尾气；第二燃料进口，用于引入燃料；第二燃料分布通道，与所述第二燃料进口连接，位于所述气流分配板的第一侧面，用于将燃料引入所述SOFC单电池片的阳极；第二燃料出口，与所述第二燃料分布通道连接，用于排出燃料尾气；其中，所述第二燃料出口与所述第一燃料进口位于所述气流分配板的第一侧区域，所述第二燃料进口与所述第一燃料出口位于与所述第一侧区域相对的所述气流分配板的第二侧区域；基于所述气流分配板，按照如下双错流分配方式分配燃料：令燃料从所述第一燃料进口进入、通过所述第一燃料分布通道引入所述SOFC单电池片的阳极，最后从所述第一燃料出口排出，形成第一燃气气流，并令燃料从所述第二燃料进口进入、通过所述第二燃料分布通道引入所述SOFC单电池片的阳极，最后从所述第二燃料出口排出，形成第二燃气气流；所述第一燃气气流的流向与所述第二燃气气流的流向是相反的。...

【技术特征摘要】
1.一种用于为固体氧化物燃料电池电堆分配气体的气流分配板，其特征在于，所述气流分配板开设：第一燃料进口，用于引入燃料；第一燃料分布通道，与所述第一燃料进口连接，位于与SOFC单电池片的阳极接触的所述气流分配板的第一侧面，用于将燃料引入所述SOFC单电池片的阳极；第一燃料出口，与所述第一燃料分布通道连接，用于排出燃料尾气；第二燃料进口，用于引入燃料；第二燃料分布通道，与所述第二燃料进口连接，位于所述气流分配板的第一侧面，用于将燃料引入所述SOFC单电池片的阳极；第二燃料出口，与所述第二燃料分布通道连接，用于排出燃料尾气；其中，所述第二燃料出口与所述第一燃料进口位于所述气流分配板的第一侧区域，所述第二燃料进口与所述第一燃料出口位于与所述第一侧区域相对的所述气流分配板的第二侧区域；基于所述气流分配板，按照如下双错流分配方式分配燃料：令燃料从所述第一燃料进口进入、通过所述第一燃料分布通道引入所述SOFC单电池片的阳极，最后从所述第一燃料出口排出，形成第一燃气气流，并令燃料从所述第二燃料进口进入、通过所述第二燃料分布通道引入所述SOFC单电池片的阳极，最后从所述第二燃料出口排出，形成第二燃气气流；所述第一燃气气流的流向与所述第二燃气气流的流向是相反的。2.根据权利要求1所述的用于为固体氧化物燃料电池电堆分配气体的气流分配板，其特征在于，所述第一燃料进口、第一燃料出口、第二燃料进口、第二燃料出口、第一燃料分布通道以及第二燃料分布通道可分别为两个以上；各第一燃料进口和各第二燃料出口在所述气流分配板的第一侧区域上按照“第一燃料进口、第二燃料出口、第一燃料进口、第二燃料出口、第一燃料进口······”的方式间隔排列；各第一燃料出口、各第二燃料进口在所述气流分配板的第二侧区域上对应按照“第一燃料出口、第二燃料进口、第一燃料出口、第二燃料进口、第一燃料出口······”的方式间隔排列，各条第一燃料分布通道与各条第二燃料分布通道在所述第一侧面上对应按照“第一燃料分布通道、第二燃料分布通道、第一燃料分布通道、第二燃料分布通道、第一燃料分布通道······”的方式间隔排列的，各条第一燃料分布通道平行，各条第二燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱基华，陈烁烁，
申请(专利权)人：潮州三环集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44