直接碳电化学电池制造技术

直接碳燃料电池DCFC系统(5)，该系统包括电化学电池，所述电化学电池(10)包括阴极(30)、固态的第一电解质(25)和阳极(20)，其中，所述系统还包括含有第二电解质(125)和燃料(120)的阳极室。当采用熔融碳酸盐作为第二电解质时，所述系统优选地通过吹扫气体入口(60)利用CO2进行吹扫。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直接碳电化学电池
本专利技术涉及一种电化学电池，例如燃料电池。特别地但非排他地，本专利技术涉及一种直接碳燃料电池(direct carbon fuel cells)。
技术介绍
碳燃料一直以来用于发电并且存在广泛和丰富的碳储量。碳燃料的实例包括生物燃料(例如木材、椰子壳)、煤、石油焦炭(由炼油厂的蒸馏工艺而得来的残留物)、热解碳和来自城市垃圾的材料。采用固体燃料操作的燃料电池能够提供比采用气体燃料操作的燃料电池更高的能量密度。例如，固体碳含有的每单位体积能量密度(如20.0kWh/L)比气体和液体燃料如甲醇(4.2kWh/L)、氢气(2.4kWh/L)或柴油(9.8kWh/L)的高。鉴于上述，直接碳燃料电池(其中碳是直接转化为电力的)显示出其巨大的潜力。碳燃料电池的电效率可以达到近100%的效率，相对而言传统的煤燃烧发电站通常限于30-40%左右的效率。此外，由直接碳燃料电池产生的碳氧化产物(如CO2)要比煤燃烧发电站排放的(可能包括不良产物如氮和硫的氧化物以及颗粒物)相对纯净。该相对纯净的氧化产物仅需简单隔离而无需昂贵的且能量密集型的分离和纯化工艺。如本文中所采用的，直接碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接碳燃料电池系统，该系统包括电化学电池，该电化学电池包括阴极、固态的第一电解质和阳极，其中，所述系统还包括含有和/或适于接收第二电解质和燃料的阳极室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.28 GB 1118641.81.一种直接碳燃料电池系统，该系统包括电化学电池，该电化学电池包括阴极、固态的第一电解质和阳极，其中，所述系统还包括含有和/或适于接收第二电解质和燃料的阳极室。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二电解质和燃料由所述阳极室提供，所述第二电解质的量少于或等于20mol%和/或与所述燃料的重量比小于1:1。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述阳极室至少部分地由含有不锈钢和/或氧化铝的阳极外壳限定。4.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中，所述第二电解质在运作条件下至少部分地为熔融的，且将所述电池配置为在600-850°C的温度下运作。5.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中，所述阳极、阴极和第一电解质含有固体氧化物材料。6.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中，所述第一电解质和/或阳极和/或阴极通过采用薄膜工艺提供。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一电解质小于50μ m厚。8.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中，所述电化学电池为平板电池。9.根据前述权利 要求中任意一项所述的系统，其中，所述阳极室包括至少一个气体入口和/或出口以供应和/或排出气体，所述系统配置为供应含有二氧化碳、氦气、氩气或氮气或由二氧化碳、氦气、氩气或氮气的至少一种组成的气体，和/或含有蒸汽的气体。10.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中所述阳极室至少部分地由阳极外壳限定，并且其中所述阳极室提供有从所述阳极外壳延伸出的至少一个支撑部件，所述支撑部件用于支撑所述电化学电池。11.根据权利要求10所述的系统，其中，每个支撑部件包括柱状物。12.根据权利要求11所述的系统，其中，将所述支撑部件延伸至大体上与由所述阳极室的壁的一端限定的孔在同一水平上或在同一个平面的位置。13.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中，该系统包括阴极外壳且所述电化学电池固定在和/或夹在所述阴极外壳和阳极外壳之间。14.根据权利要求13所述的系统，其中，该系统包括: 至少一个阳极室密封件，其提供在或是可提供在所述阳极外壳和所述电化学电池和/或阴极外壳和/或阴极密封件之间；和/或 至少一个阴极密封件，其提供在所述阴极外壳和所述电化学电池和/或所述阳极外壳和/或所述阳极密封件之间。15.根据权利要求14所述的系统，其中，在所述电化学电池的阳极侧提供有阳极侧电流收集器并且电连接器从所述阳极侧电流收集器延伸出来，在至少第一和第二阳极密封件之间，从而从所述阳极室向外延伸。16.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中，该系统还包括阴极侧电流收集器，其中所述阴极侧电流收集器包括银的和/或涂银的不锈钢线或网和/或在所述阴极和所述阴极侧电流收集器之间提供的连接器，其中该连接器包括固体氧化物材料。17.根据权利要求14-16中任意一项所述的系统，其中，所述阳极室密封件和/或阴极密封件包括电绝缘密封件。18.根据权利要求14-17中任意一项所述的系统，其中，至少一种阳极室密封件和/或阴极密封件包括矿物密封件。19.根据权利要求14-18中任意一项所述的系统，其中，所述阳极室密封件和/或阴极密封件包括滑石、蛭石和/或蛭石衍生物和/或陶瓷和/或陶瓷粘合剂中的至少一种。20.根据前述权利要求中任意一项所述的系统，其中，所述电池为压缩密封的或可压...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·S·欧文，G·蔻尔，姜彩荣，
申请(专利权)人：圣安德鲁斯大学董事会，
类型：发明
国别省市：英国;GB