【技术实现步骤摘要】
本申请涉及可逆固体氧化物电池，尤其涉及一种可逆固体氧化物电池的流场结构及控制方法。
技术介绍
1、可逆固体氧化物电池（reversible solid oxide cell，rsoc）是在同一装置内实现高温下制氢/发电可逆循环的技术，将“电解制氢”和“氢气发电”相结合，实现氢循环完美闭环。rsoc具有固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell，sofc）和固体氧化物电解池（solid oxide electrolysis cell，soec）两种模式，既可以在sofc模式下工作，利用氢气、天然气、乙醇等燃料发电，将存储在燃料中的化学能直接转化为电能。也可以在soec模式下工作，有效地利用间歇能源通过电解h2o和co2分别制成h2和co，将电能转化为化学能储存。
2、如图1所示，可逆固体氧化物电池由隔离结构、阴阳极扩散电极及电解质组成。隔离结构上的气体通道用于将尽可能多的反应气体输送到电极并快速运送反应产物，在实际应用中，电池单元常因不均匀的气体流动引起的温度和压力梯度变化，从而造成电池单元出现局部热点温度，不利于电池的稳定运行。
技术实现思路
1、本申请提供了一种可逆固体氧化物电池的流场结构及控制方法，用于解决现有的可逆固体氧化物电池运行时电池单元出现容易局部热点，导致运行稳定性差的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种可逆固体氧化物电池的流场结构，包括：可变气流通道、驱动机构和控制模块；
3、所述可变气
4、所述控制模块用于控制所述驱动机构的运行，所述驱动机构与所述可变侧壁活动连接，用于根据所述控制模块发出的控制指令，以通过驱动所述可变侧壁切换所述可变气流通道的凸起部的横截面形状。
5、优选地，所述可变侧壁包括：第一伸缩部、连接件和第二伸缩部；
6、所述第一伸缩部的第一端与所述可变气流通道的第一底面活动连接，所述第二伸缩部的第一端与所述可变气流通道的第二底面活动连接；
7、所述第一伸缩部的第二端和所述第二伸缩部的第二端通过所述连接件连接；
8、所述连接件与所述驱动机构连接，以基于所述驱动机构控制所述连接件的抬升或闭合。
9、优选地，当所述连接件处于抬升状态时，所述第一伸缩部和所述第二伸缩部的夹角为90°，当所述连接件处于闭合状态时，所述第一伸缩部和所述第二伸缩部的夹角为180°。
10、优选地，所述流场结构为交叉流场；
11、所述交叉流场包括两个片区，两个片区之间通过可变气流通道的隔离结构连接。
12、优选地，所述交叉流场为不连续的交叉流场，所述两个片区的可变气流通道末端均为死端通道。
13、优选地，所述两个片区通过可拆卸承插的方式连接。
14、本申请第二方面提供了一种可逆固体氧化物电池的流场结构控制方法，应用于如本申请第一方面提供的一种可逆固体氧化物电池的流场结构中的控制模块，包括：
15、获取可逆固体氧化物电池当前的运行模式；
16、根据所述运行模式，结合预设的运行模式与气流通道状态的对应关系，确定所述运行模式对应的目标气流通道状态；
17、根据所述目标气流通道状态发出控制指令，以控制所述驱动机构将所述可变气流通道的凸起部切换成所述目标气流通道状态对应的横截面形状。
18、优选地，所述根据所述运行模式，结合预设的运行模式与气流通道状态的对应关系，确定所述运行模式对应的目标气流通道状态具体包括：
19、当所述运行模式为sofc模式时，确定所述运行模式对应的目标气流通道状态为第一气流通道状态；
20、当所述运行模式为soec模式时，确定所述运行模式对应的目标气流通道状态为第二气流通道状态。
21、优选地，当所述可变气流通道处于第一气流通道状态时，所述可变气流通道中的第一伸缩部和第二伸缩部的夹角为90°，凸起部的横截面形状呈矩形。
22、优选地，当所述可变气流通道处于第二气流通道状态时，所述可变气流通道中的第一伸缩部和第二伸缩部的夹角为180°，凸起部的横截面形状呈梯形。
23、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
24、本申请提供的技术方案通过将可逆固体氧化物电池的气流通道设置成侧壁由可活动叶片构成的可变气流通道，通过可变式气流通道截面几何结构设计，可根据电池soec和sofc两种模式下的温度分布和运行特性需求的差异，按照实际运行模式切换气流通道的几何截面结构，从而改善不同运行模式下的气体扩散过程和电池内部温度分布，提高可逆固体氧化物电池的整体性能。
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1.一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，包括：可变气流通道、驱动机构和控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，所述可变侧壁包括：第一伸缩部、连接件和第二伸缩部；
3.根据权利要求2所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，当所述连接件处于抬升状态时，所述第一伸缩部和所述第二伸缩部的夹角为90°，当所述连接件处于闭合状态时，所述第一伸缩部和所述第二伸缩部的夹角为180°。
4.根据权利要求1所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，所述流场结构为交叉流场；
5.根据权利要求4所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，所述交叉流场为不连续的交叉流场，所述两个片区的可变气流通道末端均为死端通道。
6.根据权利要求5所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，所述两个片区通过可拆卸承插的方式连接。
7.一种可逆固体氧化物电池的流场结构控制方法，应用于如权利要求1至6任意一项所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构中的控制模块，其特
8.根据权利要求7所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构控制方法，其特征在于，所述根据所述运行模式，结合预设的运行模式与气流通道状态的对应关系，确定所述运行模式对应的目标气流通道状态具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构控制方法，其特征在于，当所述可变气流通道处于第一气流通道状态时，所述可变气流通道中的第一伸缩部和第二伸缩部的夹角为90°，凸起部的横截面形状呈矩形。
10.根据权利要求8所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构控制方法，其特征在于，当所述可变气流通道处于第二气流通道状态时，所述可变气流通道中的第一伸缩部和第二伸缩部的夹角为180°，凸起部的横截面形状呈梯形。
...【技术特征摘要】
1.一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，包括：可变气流通道、驱动机构和控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，所述可变侧壁包括：第一伸缩部、连接件和第二伸缩部；
3.根据权利要求2所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，当所述连接件处于抬升状态时，所述第一伸缩部和所述第二伸缩部的夹角为90°，当所述连接件处于闭合状态时，所述第一伸缩部和所述第二伸缩部的夹角为180°。
4.根据权利要求1所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，所述流场结构为交叉流场；
5.根据权利要求4所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，所述交叉流场为不连续的交叉流场，所述两个片区的可变气流通道末端均为死端通道。
6.根据权利要求5所述的一种可逆固体氧化物电池的流场结构，其特征在于，所述两个片区通过可...
【专利技术属性】
技术研发人员：李紫勇，黄青丹，黄慧红，杨柳，李东宇，王勇，莫文雄，刘智勇，韦凯晴，赵崇智，刘静，吴培伟，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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