燃料电池单元和燃料电池堆制造技术

一种金属支撑的SOEC或SOFC燃料电池单元(10)，包括分隔板(12)和具有化学层(50)的金属支撑板(14)，分隔板与金属支撑板相互重叠以形成重复单元，至少一个板具有通过压制该板形成的凸缘外周特征(18)，这些板在凸缘外周特征处直接相接，在它们之间形成流体体积(20)，每个板具有至少一个流体端口(22)，其中，这些端口对齐并与流体体积连通，而且至少有一块板具有压制形成的成型端口特征(24)，围绕其端口向另一块板延伸，并包括相互间隔的元件以限定流体通道，从而使流体能够从端口进入流体体积。突起构件(120)可以接收垫圈(34)作为硬止挡件表面或作为密封承载表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池单元和燃料电池堆本专利技术涉及一种改进的电化学燃料电池单元和包括多个这种电化学燃料电池单元的电池堆，以及制造它们的方法。本专利技术更具体地涉及金属支撑的燃料电池，特别是氧化剂类型(MS-SOFC)或电解槽类型(MS-SOEC)的金属支撑的固体氧化物燃料电池单元，以及它们的电池堆。一些燃料电池单元可以通过使用电化学转换过程(使燃料氧化)来产生电力。一些燃料电池单元也可以或替代地作为再生燃料电池(或反向燃料电池)单元运行，通常被称为固体氧化物电解槽燃料电池单元，例如从水中分离氢气和氧气，或从二氧化碳中分离出一氧化碳和氧气。它们可以具有管状或平面构造。平面燃料电池单元可以以堆叠的方式相互重叠，例如，100-200个燃料电池单元为一个堆叠，各个燃料电池单元以电串联方式排列。产生电力的固体氧化物燃料电池基于固体氧化物电解质，该固体氧化物电解质将负氧离子从阴极传导到位于电解质相对侧的阳极。为此，燃料或重整燃料与阳极(燃料电极)接触，氧化剂(如空气或富氧液体)与阴极(空气电极)接触。传统的陶瓷支撑的(如阳极支撑的)SOFC的机械强度低并且容易断裂。因此，最近研发了活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属支撑的固体氧化物燃料电池单元，包括:/n分隔板；以及/n承载燃料电池化学层的金属支撑板，该化学层设置在多孔区上；/n所述分隔板和所述金属支撑板相互重叠以形成重复单元；/n其特征在于：/n所述分隔板和所述金属支撑板中的至少一个板包括通过将该板压制成凹型结构而形成的凸缘外周特征；/n所述分隔板和所述金属支撑板在所述凸缘外周特征处直接相接以在二者之间形成流体体积；/n在所述分隔板和金属支撑板的每一个板的凸缘外周特征内设有至少一个流体端口，相应的流体端口对齐并与所述流体体积连通；以及/n所述分隔板和所述金属支撑板中的至少一个板具有通过压制围绕其端口形成的、朝着另一个板延伸的成型端口特征，并...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181220 GB 1820805.8;20191024 GB 1915440.01.一种金属支撑的固体氧化物燃料电池单元，包括:
分隔板；以及
承载燃料电池化学层的金属支撑板，该化学层设置在多孔区上；
所述分隔板和所述金属支撑板相互重叠以形成重复单元；
其特征在于：
所述分隔板和所述金属支撑板中的至少一个板包括通过将该板压制成凹型结构而形成的凸缘外周特征；
所述分隔板和所述金属支撑板在所述凸缘外周特征处直接相接以在二者之间形成流体体积；
在所述分隔板和金属支撑板的每一个板的凸缘外周特征内设有至少一个流体端口，相应的流体端口对齐并与所述流体体积连通；以及
所述分隔板和所述金属支撑板中的至少一个板具有通过压制围绕其端口形成的、朝着另一个板延伸的成型端口特征，并且所述成型端口特征的元件相互间隔开，以限定来自端口且位于元件之间的流体通道，使流体能够从所述端口通往所述流体体积。


2.根据权利要求1所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，所述燃料电池化学层采取电化学活性层的形式，所述电化学活性层包括形成在所述金属支撑板上且位于所述金属支撑板内的多孔区上方的阳极、电解质和阴极。


3.根据权利要求1所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，所述多孔区设置在分隔板上，所述燃料电池化学层形成在所述分隔板上，所述燃料电池化学层采取电化学活性层的形式，所述电化学活性层包括阳极、电解质和阴极，并且所述分隔板设置在所述金属支撑板的窗口上。


4.根据前述任一项权利要求所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，从所述流体端口通往所述流体体积的流体通道是曲折的和/或在多个位置相互交叉。


5.根据前述任一项权利要求所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，所述凸缘外周特征仅设置在所述分隔板上。


6.根据前述任一项权利要求所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，所述成型端口特征仅设置在所述分隔板上。


7.根据前述任一项权利要求所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，所述成型端口特征在其延伸起始的表面以上的高度与所述两个板的相对的内表面之间的距离相同。


8.根据前述任一项权利要求所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，所述分隔板和所述金属支撑板中的至少一个板设有通过压制形成且背离另一个板延伸的一个或多个突起构件，并且围绕所述流体端口或每个流体端口布置。


9.根据权利要求8所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，包括多个突起构件，所述多个突起构件被布置成限定用于容纳在所述突起构件内的垫圈的空间和/或所述多个突起构件被布置成限定用于容纳在所述突起构件外部的垫圈的周边。


10.根据权利要求8所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，在所述成型端口特征之间散布有多个突起构件。


11.根据权利要求8所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，所述突起构件或每个突起构件位于所述成型端口特征的外部。


12.根据权利要求8至11中任一项所述的金属支撑的燃料电池单元，其特征在于，所述突起构件或每个突起构件具有限定硬止挡件表面的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大卫·里斯，尤安·诺曼·哈维·弗里曼，托马斯·多曼斯基，克里斯托弗·詹姆斯·诺布斯，
申请(专利权)人：赛瑞斯知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB