一种用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板，在大功率熔融碳酸盐燃料电池堆中部，布置本实用新型专利技术双极板，该双极板的厚度为100～200mm，双极板的阴极侧公用管路和阳极侧公用管路的侧面开孔，分别焊接有阴极侧进气管和阳极侧进气管，电池堆外部的供气系统经孔路向电池堆中部直接供气，本实用新型专利技术能够很好的解决熔融碳酸盐燃料堆中部供气不足以及中部热量疏导困难的难题，使得大功率熔融碳酸盐燃料电池堆输出功率得到有效改进。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及熔融碳酸盐燃料电池
，具体涉及一种用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板。
技术介绍
燃料电池是一种不经过燃烧而以电化学反应方式将燃料的化学能直接变为电能的发电装置，其最大特点是反应过程不涉及燃烧，因此能量转化效率不受“卡诺循环”的限制，效率高达50％～60％。燃料电池工作时，氢气或其他燃料输入到阳极，并在电极和电解质的界面上发生氢气或其他燃料氧化与氧气还原的电化学反应，产生电流，输出电能。与火力发电方式相比，燃料电池的发电过程不经过燃料的直接燃烧CO、CO2、SO2、NOx及未燃尽的有害物质排放量极低，是公认的继火电、水电和核电之后的第四种发电方式。因此，燃料电池是集能源、化工、材料与自动化控制等新技术为一体的、具有高效与洁净特色的新电源。到目前为止，燃料电池已经出现了很多种技术和结构类型，但是根据电解质的不同，一般分为碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cell，AFC)、磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC)、固态氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)和质子交换膜燃料电池(Proton Electrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC)五大类。对于熔融碳酸盐燃料电池，由于其优点有：(1)工作温度高，电极反应活化能小，不论氢的氧化还是氧的还原，都不需要高效催化剂，节省了贵金属的使用，一定程度上
降低成本；(2)可以使用CO含量高的燃料气，如煤制气；(3)电池排放的余热温度高达673K之多，可用于底循环或回收使用，使总的效率高达80％；(4)可以不用水冷却，而用空气冷却，尤其适用于缺水的边远地区，因此，熔融碳酸盐燃料电池在分布式电站和移动电源等方面的应用前景非常美好。目前，双极板是熔融碳酸盐燃料电池的关键设备之一，其作用是分隔氧化气体和燃料气体，起集电和导电的作用，并构成气体流动的通道，同时还防止气体向外界泄露。此外，通过双极板的连接作用，将单个电池串联起来构成燃料电池堆，进行大功率的发电。在大功率熔融碳酸盐燃料电池堆发电中，电池堆供气系统一般从电池堆的两端进气，由于电池堆高度的增加，电池堆中部就会出现气源不足以及中部热量疏散困难等问题，随着长时间的运行，会影响电池堆输出功率的下降。
技术实现思路
为了克服上述问题，本技术的目的在于提供一种用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板，用于解决大功率熔融碳酸盐燃料堆热量管理等难题。为了达到上述目的，本技术的技术方案是：一种用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板，所述双极板1的厚度为100～200mm，双极板的阴极侧公用管路6和阳极侧公用管路7的侧面开孔，分别焊接有阴极侧进气管5和阳极侧进气管8。所述阴极侧进气管5和阳极侧进气管8与供气系统连接时分别安装有气体单向控制阀。所述阴极侧进气管5和阳极侧进气管8与供气系统连接时分别单独安装有气体流量计。根据电池堆高度来确定放置双极板的数量，在20～40节电池堆高度时安放
一个，在100节电池堆内部放置2～3个双极板。和现有技术相比较，本技术具备如下优点：在大功率熔融碳酸盐燃料电池堆中部，布置本技术双极板，该双极板阳极和阴极公用管道侧面开孔，电池堆外部的供气系统经孔路向电池堆中部直接供气，达到电池堆内部热量调整的作用；本技术能够很好的解决熔融碳酸盐燃料堆中部供气不足以及中部热量疏导困难的难题，使得大功率熔融碳酸盐燃料电池堆输出功率得到有效改进。附图说明图1是本技术双极板示意图。图2是大功率熔融碳酸盐燃料电池堆组装示意图图。其中1为本技术双极板，2为电极，3为电解质隔膜，4为普通大面积轻型薄双极板，5为阴极侧进气管，6为阴极侧公用管路，7为阳极侧公用管路，8为阳极侧进气管。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做详细叙述：如图1所示，本技术一种用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板，所述双极板1的厚度为100～200mm，其厚度为其它普通双极板的10～20倍，便于从其侧面开孔进气；双极板的阴极侧公用管路6和阳极侧公用管路7的侧面开孔，分别焊接有阴极侧进气管5和阳极侧进气管8。当电池堆中部气源不足或中部温度过高时，通过阴极侧进气管5和阳极侧进气管8向电池堆内部直接供气，达到电池堆内部热量调整的作用。所述阴极侧进气管5和阳极侧进气管8与供气系统连接时分别安装有气体单向控制阀，防止电池堆内部的气体外流出电池堆，造成电池堆性能下降。所述阴极侧进气管5和阳极侧进气管8与供气系统连接时分别单独安装有气体流量计，用于监测电池堆内部通入的气体流量，用于电池堆发电效率等的计算依据。根据电池堆高度来确定放置双极板的数量，一般在20～40节电池堆高度时安放一个，在100节电池堆内部一般放置2～3个双极板。如图2所示，准备好100节电池堆组装所需的大面积轻型薄双极板4(其厚度一般为10mm)、电极2(其厚度一般为0.8mm)、电解质隔膜3(其厚度一般为1mm)，根据电池堆高度，确定需要三块本技术双极板1(其厚度为150mm)，将双极板1分别放置在电池堆第25层、50层和75层高度，三块双极板1的阴极侧进气管5经过联箱后混合与带有单向控制阀的质量流量计连接，三块双极板1的阳极侧进气管8经过联箱后混合与带有单向控制阀的质量流量计连接，在电池堆正常运行后，随时监测电池堆中部温度以及中部气源，当中部温度过高或气源不足时，即可启用本技术双极板1向电池堆中部直接供气冷气源，达到大功率电池堆中部热量疏导左右。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板，其特征在于：所述双极板(1)的厚度为100～200mm，双极板的阴极侧公用管路(6)和阳极侧公用管路(7)的侧面开孔，分别焊接有阴极侧进气管(5)和阳极侧进气管(8)。

【技术特征摘要】
1.一种用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板，其特征在于：所述双极板(1)的厚度为100～200mm，双极板的阴极侧公用管路(6)和阳极侧公用管路(7)的侧面开孔，分别焊接有阴极侧进气管(5)和阳极侧进气管(8)。2.根据权利要求1所述的用于熔融碳酸盐燃料电池堆热量管理的双极板，其特征在于：所述阴极侧进气管(5)和阳极侧进气管(8)与供气系统连接时分别安装有气体单...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞云，许世森，程健，任永强，王鹏杰，王洪建，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11