一种管式固体氧化物碳燃料电池结构及其连续进料方法技术

本发明专利技术公开了一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，包括五个单元，其中，载气单元包括载气管道及各气瓶、阀门和流量计，固体碳进料单元包括与反应单元连接的储料罐，空气进料单元包括与反应单元连接的空气压缩机，反应单元包括电池堆和连接的刚玉连接管和气化反应管，尾气收集单元包括旋风分离器；其进料方法为：一、组装电池堆；二、CO<subgt;2</subgt;与固体碳粉末燃料气化生成CO；三、CO与空气电化学反应生成CO<subgt;2</subgt;并产生输出电流；四、尾气收集分离。本发明专利技术通过设置载气及固体碳进料单元，使固体碳燃料持续送入气化和电化学反应；本发明专利技术分步将固体碳燃料转化为电能，通过CO<subgt;2</subgt;气流床增大固体碳燃料与CO<subgt;2</subgt;接触、提高CO生成效率，提高电池输出性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池，具体涉及一种管式固体氧化物碳燃料电池结构及其连续进料方法。

技术介绍

1、随着人类社会的高速发展，世界能源与环境问题日益严重。基于节能减排的目标，开发具有清洁、高效的发电技术成为需要重点突破的技术方向。煤炭作为我国一次能源供给的主要来源，在未来相当长的时期内，仍将在能源结构中占主导地位。然而，现阶段煤炭主要是通过直接燃烧进行能量转化，由于受卡诺循环限制使得其能量转化效率较低，而且直接燃烧过程产生大量的co2、nox、硫化物及粉尘等温室气体和有害物质，给环境带来巨大压力。因此，探索更加高效、清洁的煤炭利用方式成为能源领域的研究热点。

2、燃料电池是一种静态能量转换装置，能将不同燃料的化学能直接转化为电能，反应过程不受卡诺循环限制，能量转化率高，与传统的燃煤发电相比更清洁、更高效。因此，燃料电池作为一种清洁、高效的能量转化装置得到了快速地发展，特别是固体氧化物燃料电池(sofc)由于燃料适应性广、系统能量效率高等备受关注。当以固体碳作为sofc的燃料时，其可认为是固体氧化物碳燃料电池(so-cfc)。由于so-cfc可以利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，其特征在于，包括载气单元、固体碳进料单元、空气进料单元、反应单元和尾气收集单元；

2.根据权利要求1所述的一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，其特征在于，所述电池堆(17)包括多根串联且并排设置的电池管(18-3)，所述多根电池管(18-3)的上端和下端分别集成固定在上封板(18-1)和下封板(18-2)的安装孔上并贯通。

3.根据权利要求1所述的一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，其特征在于，所述电池管(13)包括管外壁的阴极层(18-3-1)、管内壁的阳极层(18-3-3)以及位于阳极层(18-3-3)与阴极层(18-3-1)...

【技术特征摘要】

1.一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，其特征在于，包括载气单元、固体碳进料单元、空气进料单元、反应单元和尾气收集单元；

2.根据权利要求1所述的一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，其特征在于，所述电池堆(17)包括多根串联且并排设置的电池管(18-3)，所述多根电池管(18-3)的上端和下端分别集成固定在上封板(18-1)和下封板(18-2)的安装孔上并贯通。

3.根据权利要求1所述的一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，其特征在于，所述电池管(13)包括管外壁的阴极层(18-3-1)、管内壁的阳极层(18-3-3)以及位于阳极层(18-3-3)与阴极层(18-3-1)之间的电解质(18-3-2)，且阴极层(18-3-1)与电解质(18-3-2)之间设置隔离层。

4.根据权利要求3所述的一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，其特征在于，所述阴极层(18-3-1)的组分为镧锶锰氧化物lsm，所述阳极层(18-3-3)的组分为氧化镍-氧化钇稳定氧化锆nio-ysz，所述电解质(18-3-2)的组分为氧化钇稳定氧化锆ysz，所述隔离层的组分为氧化镓掺杂氧化铈gdc。

5.根据权利要求3所述的一种管式固体氧化物碳燃料电池结构，其特征在于，所述电池堆(17)包括19根电池管(18-3)，且每根电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国阳，周安宁，刘倩，王振平，白世刚，侯志勇，王俊哲，庞青涛，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：