SOFC电池堆及将甲烷转化为低碳烃并产生电能的方法技术

本发明专利技术提供一种SOFC电池堆及将甲烷转化为低碳烃并产生电能的方法，其中，SOFC电池堆，包括多个电池堆基本单元，每个电池堆基本单元包括电解质、设置于电解质两侧的阴极和阳极、分别设置于阴极和阳极上的阴极集流层和阳极集流层以及连接相邻电池堆基本单元阴极和阳极的集流连接体；其中，集流连接体的材质为马氏体不锈钢，且其阴极侧和阳极侧均设置有化学修饰层；所述集流连接体阳极侧的化学修饰层上负载甲烷氧化偶联催化剂。本发明专利技术分别通过于马氏体不锈钢材质的集流连接体表面形成化学修饰层和在集流连接体阳极侧的化学修饰层上负载甲烷氧化偶联催化剂，有效抑制了表面积碳形成并提高了甲烷转化生成低碳烃类产物的产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种sofc电池堆及将甲烷转化为低碳烃并产生电能的方法，属于sofc和天然气转化利用。

技术介绍

1、固体氧化物燃料电池(sofc)系统是一种可以高效地将燃料中化学能转化为电能的装置，具有良好的商业化应用前景。sofc系统的燃料来源广泛，除氢气外，还可以使用甲烷、丙烷等碳氢气体作为燃料。近年来，随着富含甲烷的页岩气、天然气水合物、生物沼气等的大规模开发，以储量相对丰富、价格低廉的天然气替代石油，生产乙烯等基础化学品已成为学术界和产业界的研发重点。sofc系统使用甲烷作为燃料时，可以通过复合甲烷氧化偶联催化剂的方式获得乙烯等高附加值产物，实现联产“低碳烃类-电力”的目标。

2、sofc系统的核心为电池堆，主要有管型和平板型两种，其中平板型sofc电堆具有功率密度高、制作成本低等优点，成为主要的发展趋势。sofc电池堆由多个基本电池串联构成，连接体是其中重要组成部分，起到连接相邻单电池阳极和阴极的作用，在相邻电池之间提供电流流动，并防止阴、阳极两侧气体混合，维持堆内压力平衡。因此，作为连接体的材料一般要求在高温条件下，在氧化、还原气氛本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种SOFC电池堆，包括多个电池堆基本单元，每个电池堆基本单元包括电解质、设置于电解质两侧的阴极和阳极、分别设置于阴极和阳极上的阴极集流层和阳极集流层以及连接相邻电池堆基本单元阴极和阳极的集流连接体；其特征在于，所述集流连接体的材质为马氏体不锈钢，且其阴极侧和阳极侧均设置有化学修饰层，阳极侧的化学修饰层的材质包括金或者银，阴极侧的化学修饰层的材质包括LSM、LSCF或者LSCM；

2.根据权利要求1所述的SOFC电池堆，其特征在于，所述化学修饰层的厚度为1-50μm，优选为1-30μm。

3.根据权利要求1所述的SOFC电池堆，其特征在于，所述甲烷氧化偶联催化...

【技术特征摘要】

1.一种sofc电池堆，包括多个电池堆基本单元，每个电池堆基本单元包括电解质、设置于电解质两侧的阴极和阳极、分别设置于阴极和阳极上的阴极集流层和阳极集流层以及连接相邻电池堆基本单元阴极和阳极的集流连接体；其特征在于，所述集流连接体的材质为马氏体不锈钢，且其阴极侧和阳极侧均设置有化学修饰层，阳极侧的化学修饰层的材质包括金或者银，阴极侧的化学修饰层的材质包括lsm、lscf或者lscm；

2.根据权利要求1所述的sofc电池堆，其特征在于，所述化学修饰层的厚度为1-50μm，优选为1-30μm。

3.根据权利要求1所述的sofc电池堆，其特征在于，所述甲烷氧化偶联催化剂为铈-锰-钨系催化剂，其活性组分包括ceo2、mn2o3和na2wo4，载体包括ysz、scsz和gdc中的一种或几种的组合；

4.根据权利要求1或3所述的sofc电池堆，其特征在于，于集流连接体阳极侧的化学修饰层上负载甲烷氧化偶联催化剂，包括：

5.根据权利要求1所述的sofc电池堆，其特征在于，所述阳极和所述阳极集流层的材质均包括甲烷氧化偶联催化活性组分和氧离子-电子混合导体材料，所述氧离子-电子混合导体材料包含第一组分和第二组分，所述第一组分为lsm、lscf和lscm中的一种或多种的混合体，所述第二组分为ysz、scsz和gdc中的一种或多种的混合体。

6.根据权利要求5所述的sofc电池堆，其特征在于，所述氧离子-电子混合导体材料中第一组分的质量分数为10％-90％。

7.根据权利要求5所述的sofc电池堆，其特征在于，所述甲烷氧化偶联催化活性组分和所述氧离子-电子混合导体材料的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺业亨，肖海成，娄舒洁，王月，李庆勋，张振莉，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：