本发明专利技术属于新能源技术领域，尤其涉及一种汽车尾气高效发电装置及制造方法。其特征在于，包括首先制作燃料电池模块；通过浇注的方法制作壳体，在进行切削加工成方便拆卸组装固定的壳体；制作温差发电片；将集成好的燃料电池基板沿尾气流通方向垂直嵌入壳体内腔的凹槽内，通过螺栓将壳体的上下两部分固定，燃料电池被封装、固定在壳体中；在壳体外部凹槽内先放入一层导热材料，再将温差电池模块嵌入凹槽内，继续加一层导热材料；将密封圈即隔热材料放入密封圈凹槽内并与散热基板下表面的凸台对其，用螺钉将保护罩、散热基板、壳体连接在一起。本发明专利技术方法制作的发电装置具有结构简单、成本低、可多耦合联用、方便拆卸等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源
，尤其涉及一种汽车尾气高效发电装置及制造方法。
技术介绍
21世纪，人类社会正面临着全球性的三大危机：能源短缺、环境污染和生态破坏，特别是随着全球汽车保有量逐年增加，使得交通运输业成为能源消耗大户，能源消耗总量占全社会能源消耗总量的10％左右，与此同时，汽车燃油中有大约40％的能量随尾气排出而浪费，其中包括大量的未充分燃烧的碳氢化合物，并对环境造成了一定的污染。如果能将汽车尾气回收利用，既能提供解决能源危机的新途径，又可减少生产过程中的环境污染，具有极大的经济效益和社会效益。温差发电技术能将热能直接转换成电能，具有结构简单，无需维护，无运动部件，环境友好等显著优点，温差发电是指材料用于热电效应，将热能直接转化为电能，通过在热源和冷端之间合理选用和布置N型和P型热电臂，可以在热电偶两端产生电压和电流，将电流引出即可利用。固体氧化物燃料电池是一种新型的电能发生装置,它按照电化学的方式将存储在燃料中的化学能直接转化为电能。从原理上讲,它不经过热机过程,因此不受卡诺循环的限制,一次能量转化率可高达50％—60％。此外,燃料电池还具有环境友好的优点,由于燃料电池本身没有任何运动部件,操作时噪音很小,而且几乎不排放NOx和SO2等污染气体,其温室气体CO2的排放量也比常规的火
力发电厂减少40％以上，正是由于这些突出的优点,燃料电池被认为是21世纪首选的发电技术。传统的燃料电池通常都是由两个气室组成，阳极通以燃料,而阴极通以氧气两极之间由致密的电解质隔开。在这里,电解质不仅起着传导氧离子或质子的功能,而且还起着把电池分成两腔以防止燃料和氧化剂的物理混合的作用,从而避免两者的直接反应以致电池失效。对于双室固体氧化物燃料电池(SOFC)来说,密封性能的好坏直接影响着电池的性能，且电池密封本身费用也相当昂贵，导致此类燃料电池的应用受到了很大的限制。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种汽车尾气高效发电装置，其特征在于，所述装置包括壳体、若干个燃料电池模块和若干个温差发电片；所述壳体分为上下两部分，结构完全对称，壳体两端有开口，燃料电池模块的两端分别嵌入壳体上下两部分内腔的燃料电池镶嵌凹槽内，与壳体内腔的上下表面相互垂直，温差发电片嵌入壳体的外壁设有凹槽中，温差发电片中温差电池的热端与壳体相连，温差发电片中温差电池的冷端与散热片连接，散热片与壳体之间通过螺钉固定，保护罩固定在散热片外侧。一种汽车尾气高效发电装置的制造方法，其特征在于，所述方法包括步骤1、将复合阳极粉体导入20cm×20cm压片机中，对其施加300Mp压力，将生坯放入马弗炉中进行煅烧；采用丝网印刷的方法在复合阳极板制备电解质膜，再一次煅烧，采用喷涂的方法在电解质膜的一侧制备催化剂层，继续煅烧；将制备好的20cm×20cm的燃料电池板两侧涂银浆，600℃煅烧40分钟；最后将电池板切割成1cm×1cm的小电池，集成并固定在燃料电池基板上；步骤2、壳体通过浇注的方法成型，在进行切削加工成方便拆卸组装固定的壳体；步骤3、温差电池模块由交替排列的P型和N型热电材料交替排列串联组成，并通过引出端与外电路相连；步骤4、将集成好的燃料电池基板沿尾气流通方向垂直嵌入壳体内腔的凹槽内，通过螺栓将壳体的上下两部分固定，燃料电池被封装、固定在壳体中；在壳体外部凹槽内先放入一层导热材料，再将温差电池模块嵌入凹槽内，继续加一层导热材料；将密封圈即隔热材料放入密封圈凹槽内并与散热基板下表面的凸台对其，扣上保护罩，用螺钉将保护罩、散热基板、壳体连接在一起，温差电池模块被封装在壳体与散热基板之间。所述燃料电池基板有多个且为多空的结构，彼此之间相互平行，燃料电池基板与壳体接触的凹槽涂有高温密封胶。所述燃料电池为阳极支撑型，电解质选用钆掺杂氧化饰GDC，钐掺杂氧化饰SDC、DOC-碳酸盐复合电解质，阳极材料选用Ni-GDC金属陶瓷Ni-SDC金属陶瓷、Pd、Ru、双钙钛矿结构的陶瓷材料，阴极是LSM-MnO2、LSCF-SDC、BSCF-SDC、La0.8Sr0.2MnO3-δ、Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ、双钙钛矿结构的阴极材料。所述热电材料采用BiZTe3基固溶体，其用于热端最高温度在300℃时或采用AgSbTe2-GeTe固溶体即TAGS合金，其用于热端最高温度在300℃至700℃时，根据需要选择温差电池的尺寸和所使用的热电材料。所述导热材料为导热硅胶。有益效果本专利技术方法具有结构简单、成本低、可多耦合联用、方便拆卸等优点。在燃料电池将尾气中的化学能转化成电能的同时，温差电池利用尾气废热和燃
料电池工作释放的废热与外界环境形成的温差发电，可有效的提高燃料的利用率，降低汽车有害气体的排放。附图说明图1为本专利技术的汽车尾气高效发电装置的制备方法的流程图；图2为基于本专利技术方法的发电装置的结构示意图；图3为燃料电池模块集成示意图；图4为电池封装及固定壳体内腔示意图；图5为温差电池集成原理图；图6-1为采用SOFC具体实施例一结构示意图；图6-2为采用SOFC的具体事例二结构示意图；图6-3为采用SOFC的具体事例三结构示意图；图中：1.壳体，2.燃料电池模块，3.温差发电片.4.燃料电池，5.燃料电池基板，6.燃料电池镶嵌凹槽，7.螺栓，8.凹槽，9.散热片，10.保护罩，11.导热材料，12.密封圈，13.导流片，14.引出端，15.P-型，16.N-型，17.热电材料凹槽，18.阴极，19.电解质，20.阳极。具体实施方式本专利技术提出了一种汽车尾气高效发电装置及制造方法，下面结合附图及实施例对本专利技术的发电系统作进一步说明。如图1所示，汽车尾气高效发电装置的制造方法的步骤为：1)将复合阳极粉体导入20cm×20cm压片机中，对其施加300Mp压力，将生坯放入马弗炉中进行煅烧；采用丝网印刷的方法在复合阳极板制备电解质膜，再一次煅烧，采用喷涂的方法在电解质膜的一侧制备催化剂层，继续煅
烧；将制备好的20cm×20cm的燃料电池板两侧涂银浆，600℃煅烧40分钟；最后将电池板切割成1cm×1cm的小电池，集成并固定在燃料电池基板上；2)壳体通过浇注的方法成型，在进行切削加工成方便拆卸组装固定的壳体；3)温差电池模块由交替排列的P型和N型热电材料交替排列串联组成，并通过引出端与外电路相连；4)将集成好的燃料电池基板沿尾气流通方向垂直嵌入壳体内腔的凹槽内，通过螺栓将壳体的上下两部分固定，燃料电池被封装、固定在壳体中；在壳体外部凹槽内先放入一层导热材料，再将温差电池模块嵌如凹槽内，继续加一层导热材料；将密封圈即隔热材料放入密封圈凹槽内并与散热基板下表面的凸台对其，扣上保护罩，用螺钉将保护罩、散热基板、壳体紧紧的连接在一起，温差电池模块被封装在壳体与散热基板之间。如图2-图4所示，本专利技术的汽车尾气的温差和燃料电池耦合高效发电装置，所述装置包括尾气热管理系统、气路管理系统和电路管理系统，其特征在于，所述装置还包括壳体1、若干个燃料电池模块2和若干个温差发电片3；若干个燃料电池4集成于燃料电池基板5的两侧，燃料电池基板5为多空结构陶瓷片，形成燃料电池模块2；所述的壳体1分为上下两部分，结构完全对称，壳体两端有开口，一端连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车尾气高效发电装置，其特征在于，所述装置包括壳体、若干个燃料电池模块和若干个温差发电片；所述壳体分为上下两部分，结构完全对称，壳体两端有开口，燃料电池模块的两端分别嵌入壳体上下两部分内腔的燃料电池镶嵌凹槽内，与壳体内腔的上下表面相互垂直，温差发电片嵌入壳体的外壁设有凹槽中，温差发电片中温差电池的热端与壳体相连，温差发电片中温差电池的冷端与散热片连接，散热片与壳体之间通过螺钉固定，保护罩固定在散热片外侧。
【技术特征摘要】
1.一种汽车尾气高效发电装置，其特征在于，所述装置包括壳体、若干个燃料电池模块和若干个温差发电片；所述壳体分为上下两部分，结构完全对称，壳体两端有开口，燃料电池模块的两端分别嵌入壳体上下两部分内腔的燃料电池镶嵌凹槽内，与壳体内腔的上下表面相互垂直，温差发电片嵌入壳体的外壁设有凹槽中，温差发电片中温差电池的热端与壳体相连，温差发电片中温差电池的冷端与散热片连接，散热片与壳体之间通过螺钉固定，保护罩固定在散热片外侧。2.一种基于权利要求1所述汽车尾气高效发电装置的汽车尾气高效发电装置的制造方法，其特征在于，所述方法包括步骤1、将复合阳极粉体导入20cm×20cm压片机中，对其施加300Mp压力，将生坯放入马弗炉中进行煅烧；采用丝网印刷的方法在复合阳极板制备电解质膜，再一次煅烧，采用喷涂的方法在电解质膜的一侧制备催化剂层，继续煅烧；将制备好的20cm×20cm的燃料电池板两侧涂银浆，600℃煅烧40分钟；最后将电池板切割成1cm×1cm的小电池，集成并固定在燃料电池基板上；步骤2、壳体通过浇注的方法成型，在进行切削加工成方便拆卸组装固定的壳体；步骤3、温差电池模块由交替排列的P型和N型热电材料交替排列串联组成，并通过引出端与外电路相连；步骤4、将集成好的燃料电池基板沿尾气流通方向垂直嵌入壳体内腔的凹槽内，通过螺栓将壳体的上下两部分固定，燃料电池被封装、固定在壳体中；
\t在壳体外部凹槽内...
【专利技术属性】
技术研发人员：王诚，吴国春，王晓敏，
申请(专利权)人：清华大学，北京锐达奇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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