ES2590341T3 - Conjunto de pilas - Google Patents

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Jacob BREINER
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Abstract

Conjunto de un sistema de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (650) y conjunto de pila de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (100, 200, 300, 400, 500, 600) que comprende: un sistema de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (650), que comprende - una contra parte de interfaz configurada para proporcionar gas combustible y oxidante a un conjunto de pila de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (100, 200, 300, 400, 500, 600); y un conjunto de pila de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (100, 200, 300, 400, 500, 600), que comprende - al menos una de pila de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (103, 203, 403, 503, 603), la al menos una pila comprende una pluralidad de células de combustible o células de electrolisis, la al menos una pila comprende una cara superior, una cara inferior, una pluralidad de caras laterales, entrada de gas combustible (107, 507), salida de gas combustible (108, 508), entrada de gas oxidante (106, 506) y salida de gas oxidante (105, 505), - una carcasa rígida (101, 201, 301, 401, 501, 601) con un extremo superior cerrado, un extremo de interfaz inferior abierto opuesto al extremo cerrado y a menos un lado, encerrando la carcasa la al menos una cara superior de la pila y la pluralidad de caras laterales, el extremo de la interfaz inferior abierto está adaptado para ser conectado a la contra parte de interfaz del sistema de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (650) y proporciona interfaz para el gas combustible y gas oxidante entre la al menos una pila y dicho sistema, - al menos una estera de fuerza de compresión flexible (211, 411, 511, 611) posicionada dentro de la carcasa entre la al menos una cara superior de la pila y el extremo superior cerrado de la carcasa, la estera de fuerza de compresión proporciona fuerza de compresión para la al menos una pila, - al menos una estera de fijación flexible (110, 210, 410, 610) posicionada dentro de la carcasa entre al menos una de la pluralidad de caras laterales de la pila y el al menos un lado de la carcasa, en la que dicho conjunto comprende, además, un ajuste de interfaz flexible (104, 204, 404, 504, 604) posicionado adyacente al extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa, de manera que cierra al menos parcialmente una pila dentro de la carcasa y cubre al menos parcialmente la cara inferior de la al menos una pila; caracterizado por que la interfaz inferior abierta del conjunto de pila de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (100, 200, 300, 400, 500, 600) está conectada y fijada a la contra parte de interfaz del sistema de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (650), de manera que al menos parte de la fuerza de la estera de fuerza de compresión flexible (211, 411, 511, 611) es transmitida a la contra parte de interfaz; y en el que el espesor del ajuste de interfaz flexible (104, 204, 404, 504, 604) está en el rango de 0,1 - 3 mm, y dicho ajuste de interfaz flexible (104, 204, 404, 504, 604) tiene una rigidez a la flexión de entre 0,1 Nm y 5000 Nm, de manera que el ajuste de interfaz flexible (104, 204, 404, 504, 604) es suficientemente rígido para proporcionar fijación de la al menos una pila (103, 203, 403, 503, 603) en dicha carcasa (101, 201, 301, 401, 501, 601) cuando la al menos una pila no está funcionando, pero es suficientemente flexible para permitir la transferencia de al menos una parte de la fuerza de compresión desde la estera de fuerza de compresión a través de la al menos una pila, además a través del ajuste de interfaz flexible y contra la contra parte de interfaz del sistema de células de combustible de óxido sólido o de células de electrolisis (650), cuando la al menos una pila está funcionando.

Description

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DESCRIPCION
Conjunto de pilas
La invencion se refiere a un conjunto para una pila de celulas de combustible de oxido solido (SOFC) o pila de celulas de electrolisis de oxido solido (SOEC), mas espedficamente a una carcasa de cerramiento, que proporciona proteccion y compresion para tal pila y una interfaz mejorada para conexion del conjunto a un sistema SOFC o un sistema SOEC.
La presente invencion se refiere a caractensticas fuera de la propia pila y se puede utilizar tanto par SOFC como para SOEC. No obstante, a continuacion se explicara la invencion principalmente con relacion a SOFC para mayor simplicidad. A continuacion se hara referencia a la pila SOFC o a la pila SOEC simplemente como la pila de celulas.
Las reacciones electro-qmmicas y la funcion de una celula de combustible no es la esencia de la presente invencion, por lo que esto no se explicara en detalle, sino que se considerara conocido por un tecnico en la materia.
La incrementar la tension producida por el SOFC, se ensamblan varias unidades de celulas para formar una pila y se enlazan juntas por interconexion. Estas capas de la pila son selladas juntas con una junta de estanqueidad hermetica al gas y resistente a la temperatura, tal como vidrio a lo largo de algunos o todos los bordes. Las interconexiones sirven como una barrera al gas para separar los lados del anodo (combustible) y del catodo (aire/oxfgeno) de unidades de celulas adyacentes, y al mismo tiempo permite la conduccion de corriente entre las celulas adyacentes, es decir, entre un anodo de una celula con un exceso de electrones y un catodo de una celula vecina que necesita electrones para el proceso de reduccion. La conduccion de corriente entre la interconexion y sus electrodos vecinos es activada a traves de una pluralidad de puntos de contacto a traves del area de la interconexion. Los puntos de contacto se pueden formar como proyecciones a ambos lados de la interconexion. La eficiencia de la pila de celulas de combustible depende del buen contacto en cada uno de estos puntos y, por tanto, es crucial que se aplique una fuerza de compresion adecuada a la pila de celulas de combustible. Esta fuerza de compresion debe ser suficientemente grande y distribuida uniformemente a traves del area de la celula de combustible para asegurar el contacto electrico, pero no tan grande que dane el electrolito, los electrodos, la interconexion o impida el flujo de gas sobre la celula de combustible. La compresion de la celula de combustible es tambien vital para la junta de estanqueidad entre las capas de la pila para mantener la pila hermetica al gas.
La presente invencion se refiere a pilas de celulas con colector interno y pilas con colector externo (lateral). Por colector interno se entiende que la distribucion del gas de proceso desde una entrada o salida de gas hasta o desde cada una de las celulas en la pila de celulas se proporciona por un colector que esta localizado ffsicamente dentro / integrado en la pila de celulas configurada sustancialmente en forma de caja, mientras que el colector externo significa que la distribucion del gas de proceso desde juna entrada o salida de gas hasta o desde cada una de las celulas en la pila de celulas se proporciona por un colector que esta localizado ffsicamente fuera, adyacente a la pila de celulas configurada sustancialmente en forma de caja.
Aunque las pilas de celulas de colector externo tienen un rendimiento mas alto que las pilas de celulas de colector interno requieren colectores de gas que conducen el gas hacia y fuera de la pila de celulas. La obtencion del sellado con fugas pequenas de los colectores externos es un problema tecnico conocido, un problema que es importante resolver, puesto que las fugas de gas tienen un impacto negativo sobre la eficiencia del sistema.
Las pilas de celulas de colector externo tienen normalmente una interfaz que es diffcil conectar a un sistema de celulas de combustible de oxido solido (o celulas de electrolisis de oxido solido). Por sistema de celulas de combustible de oxido solido (o celulas de electrolisis de oxido solido) se entienden las partes circundantes necesarias para accionar la pila de celulas, es decir, pre-tratamiento de gas de proceso (soplantes de aire, intercambiadores de calor, reformadores de gas, etc.) y suministro, extraccion de gas de proceso y post-tratamiento, toma de potencia electrica, aislamiento termico, amortiguacion de vibraciones, equipo de medicion, etc. Esto es provocado por el hecho de que las pilas de celulas de colector externo tienen normalmente conexiones de gas de proceso en tres lados diferentes de la pila de celulas configurada sustancialmente en forma de caja. A menudo esto da como resultado disenos en los que cuatro tubos necesitan adaptador individual con juntas de estanqueidad, abrazaderas o similares al entubado del sistema de celulas de combustible de oxido solido. Este tipo de conexiones tubulares da como resultado varios problemas.
• Las conexiones tubulares ocupan mucho espacio y dan como resultado sistemas de celulas de combustible de oxido solido mayores. Los sistemas de celulas de combustible de oxido solido mayores dan como resultado una perdida mayor de calor, una cantidad mayor de aislamiento termico necesario y, en general, costes mayores de produccion. Ademas de esto, la compacidad es un parametro importante para ajustar el sistema de celulas de combustible de oxido solido en productos con una cantidad limitada de espacio, por ejemplo camiones.
• Para poder montar y obtener un ajuste de larga vida y hermetico a todas las conexiones tubulares, deben montarse compensadores en todos o algunos de los tubos para ajustar las desviaciones relativas de la
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dimension de un tubo a otro causadas por fabricacion y/o diferencias en expansion termica debidas a condiciones operativas. Esto es un problema por que los compensadores son costosos, mecanicamente fragiles, de pared fina, ocupan espacio y tiene una perdida grande de calor.
• El riesgo de una malformacion (fuga) se incrementa con el numero de conexiones.
• Cuatro adaptadores individuales requieren mucho tiempo de montaje.
• Las conexiones tubulares conocidas son diffciles de aflojar despues del uso, ya que las partes metalicas tienden a agarrotarse.
Los colectores y las disposiciones de compresion requieren a menudo un numero grande de piezas. Esto incrementa el riesgo de malformacion y costes totales.
Se conocen dispositivos de compresion que son voluminosos cuando se instalan pilas de celulas. Muchos dispositivos de compresion requieren una desviacion de un dispositivo de compresion a otro cuando la pila de celulas esta instalada en un sistema. El solape de las fuerzas de dos dispositivos de compresion hace diffcil mantener el intervalo de la fuerza de compresion. Esta instalacion se realiza a menudo manualmente y requiere tiemplo, es voluminosa y contiene el riesgo de proporcionar demasiada fuerza de compresion, demasiado poca fuerza de compresion y/o una mala distribucion de la fuerza de compresion. Ademas de esto, el fallo en dispositivos de compresion es una fuente conocida de error en sistemas de celulas de combustible.
Se conoce que el tiempo de arranque de sistemas SOCF y SOEC puede reducirse reduciendo la masa del sistema y de las pilas.
El cortocircuito electrico es un modo de fallo conocido. Los lados de las pilas de celulas se cargan con un potencial electrico relativo al resto del sistema y, por lo tanto, son vulnerables con respecto al cortocircuito electrico. El lado electrico positivo de la pila de celulas de combustible debe protegerse frente a cortocircuitos.
Si se produce una malformacion de la pila de celulas de combustible, las fugas de combustible pueden dar lugar a un problema de seguridad. Una malformacion seria de la pila de celulas puede fundir la pila de combustibles y puede danar los componentes circundantes.
Una solucion de algunos de estos problemas ha sido propuesta en el documento US 2010143814, que se refiere a conjuntos mejorados de pilas de celulas de combustible, y a metodos de operacion de un conjunto de pilas de celulas de combustible, particularmente con gestion termica mejorada y del flujo de gas.
En el documento DE10124853 una unidad tiene juna carcasa sellada en la que existe una pila de celulas de combustible. Durante la operacion, las celulas son alimentadas con gases que entran y salen a traves de orificios. La corriente electrica generada se toma a traves de terminales. La carcasa se produce de placas metalicas que estan soldadas por laser para proporcionar una junta de estanqueidad de gas.
El documento US2002168560A describe un colector de base para un conjunto modular de celulas de combustible de oxido de solido, que comprende una pluralidad de areas de recepcion para recibir una pluralidad de pilas de celulas de combustible de oxido solido; un paso de entrada de combustible dispuesto entre un orificio de entrada de combustible de colector y una pluralidad de orificios de entrada de combustible de la pila; un paso de entrada de oxidante dispuesto entre un orificio de entrada de oxidante de colector y una pluralidad de orificios de entrada de oxidante de la pila; un paso de salida de combustible dispuesto entre una pluralidad de orificios de salida de combustible de la pila y un orificio de salida de combustible del colector; y un paso de salida de oxidante dispuesto entre una pluralidad de orificios de salida de oxidante de la pila y un orificio de salida de oxidante del colector.
El documento WO10102815 describe una pila de celulas de combustible o pila de celulas de electrolisis que tiene miembros de distribucion de la fuerza con una forma plana y una forma convexa aplicadas al menos a su cara superior e inferior y en una forma de realizacion, ademas, a dos de sus caras laterales. Una estera comprimida y, ademas, un collar de fijacion ngido rodea la pila y los miembros de distribucion de la fuerza, de manera que la pila es sometida a una fuerza de compresion sobre al menos la cara superior e inferior y potencialmente tambien a dos caras laterales. El conjunto es sustancialmente hermetico al gas en una direccion axial de la forma principalmente ovalada o circular y se puede equipar con placas extremas hermeticas al gas para formar colectores robustos de entrada y salida de gas.
El documento US2003235743A describe una pila de celulas de combustible de oxido solido que tiene una pluralidad de celulas de combustible conectadas en serie y dispuestas como dos pilas lado a lado en configuracion de cabeza- a-cola, conectadas en serie a traves de un extremo y que tiene colectores de corriente de catodo y anodo montados lado a lado sobre una base de pila en el otro extremo. Cada colector de corriente es una placa plana que se extiende desde el espacio de la pila. Rodeando las pilas esta formada una pestana de sellado de la tapa de tal manera que cuando la tapa esta colocada se forma una camisa termica alrededor de las pilas. Los colectores de corriente estan
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aislados electricamente de la pestana de sellado y la tapa por una junta de estanqueidad, y se extienden hacia fuera desde la pestana para fijacion electrica a una carga. Esta disposicion permite montar totalmente las pilas y asegurar la tapa de las pilas y sellarla en posicion sin necesidad de pasar conductores electricos a traves de orificios en la tapa que debe ser sellada posteriormente.
El documento US2010062297A describe una invencion que se refiere a un dispositivo que comprende un receptaculo de aislamiento termico y, dispuesto en el receptaculo, al menos un componente del sistema de celulas de combustible encerrado por al menos una capa aislante de un primer material, un medio de sujecion que actua sobre la capa aislante. De acuerdo con la invencion esta previsto que los medios de sujecion comprendan, soportados por una carcasa de recepcion y que actua sobre la capa de aislamiento, uno o mas elementos en forma de placa fabricados de un segundo material que es deformacion elasticamente a una presion de contacto, a la que el primer material no es deformable.
El documento US2004072059 describe una estructura de contenedor para una celula de combustible que comprende un contenedor de celulas de combustible, una placa separada que tiene una pluralidad de orificios, un tubo de escapa que descarga gas en el contenedor de celulas de combustible, y un tubo de aire comprimido que envfa un aire comprimido dentro del contenedor de celulas de combustible. En la estructura del contenedor, el interior del contenedor de celulas de combustible se divide en una unidad de colector de escape y una unidad de alojamiento de las celulas que aloja la celula de combustible por la placa separada, el tubo de escape se fija para conectar un orificio de escape previsto sobre la unidad de colector de escape y una salida de escape prevista sobre una superficie de un vetuculo, una presion de aire en la unidad de colector de escapa se ajusta a una presion atmosferica, y una presion de aire en la unidad de alojamiento de las celulas se ajusta igual o menor que una presion del gas de las celulas de combustible o igual o mayor que la presion atmosferica por el tubo de aire comprimido.
A pesar de las soluciones conocidas presentadas a la compresion, al cerramiento y a los problemas de interfaz de una pila de celulas de combustible o pila de celulas de electrolisis, ninguna de ellas presenta una solucion mejorada a todos los problemas presentados como la presente invencion descrita a continuacion.
Un objeto de la presente invencion es solucionar los problemas mencionados proporcionando un conjunto de pilas SOFC o SOEC nuevo para al menos una pila de celulas, adecuado para conexion a un sistema de celulas de combustible o celulas de electrolisis de oxido solido.
A continuacion, la pila de celulas de combustible se considera como una caja negra que genera electricidad y calor cuando se abastece con gas de oxidacion y gas combustible. La funcion y los componentes internos de la pila de celulas de combustible se consideran tecnica conocida y no son objeto de esta invencion.
Las pilas OSFC o SEC pueden tener muchas formas ffsicas, sin limitar la presente invencion, pero por razon de simplicidad de la descripcion de la invencion, la siguiente explicacion y los ejemplos se tomaran como punto de partida de una pila de celulas sustancialmente con una forma de caja, es decir, con seis lados rectangulares, ocho esquinas y doce bordes colocados en conexion sustancialmente rectangular tres por tres. A continuacion la pila de celulas se caracterizara, por lo tanto, por que tiene una cara superior y una pluralidad de caras laterales. Al menos una superficie de tope y la cara inferior necesitan una fuerza de compresion de tal manera que la cara superior es presionada hacia la cara inferior. Opcionalmente, ademas, dos caras laterales opuestas de la pila necesitan una fuerza de compresion entre sf y en algunos casos, ademas, dos caras laterales opuestas necesitan una fuerza de compresion entre sf. La al menos una pila de celulas de combustible y de electrolisis de oxido solido comprende, ademas, una entrada de gas combustible, una salida de gas combustible, una entrada de gas oxidante y una salida de gas oxidante. El conjunto de pilas SOFC o SOEC comprende, ademas, una carcasa ngida con un extremo superior sustancialmente cerrado, un extremo de interfaz inferior abierto opuesto al extremo sustancialmente cerrado y a menos un lado. La carcasa encierra la al menos una cara superior de la pila y la pluralidad de caras laterales, el extremo de la interfaz inferior abierto esta adaptado para ser conectado a la contra parte de interfaz de dicho sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y proporciona interfaz para el gas combustible y gas oxidante entre la al menos una pila y el sistema SOFC o SOEC. Para proporcionar la fuerza de compresion necesaria para la al menos una pila, existe al menos una estera de fuerza de compresion flexible posicionada dentro de la carcasa entre la al menos una cara superior de la pila y el extremo superior sustancialmente cerrado de la carcasa. La al menos una estera de fuerza de compresion puede ser aislante electrica y aislante termica. Ademas, al menos una estera de fijacion flexible esta posicionada dentro de la carcasa entre al menos una de la pluralidad de caras laterales de la pila y el al menos un lado de la carcasa. Ademas, la al menos una estera de fijacion flexible puede ser aislante electrica y aislante termica.
Para fijar la pila en la carcasa y para proporcionar al menos una parte de la interfaz del conjunto de pilas SOFC y SOEC hacia el sistema SOFC o SOEC, el conjunto comprende, ademas, un ajuste de interfaz flexible posicionado adyacente al extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa. El ajuste de interfaz flexible encierra parcialmente la al menos una pila dentro de la carcasa y cubre al menos parcialmente la cara inferior de la al menos una pila. La flexibilidad del ajuste de interfaz flexible se define como suficientemente ngido para proporcionar fijacion de la al
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menos una pila en la carcasa cuando la pila no esta funcionando, es dedr, que puede proporcionar una contra fuerza contra la pila que es presionada en una direccion fuera de la carcasa por la fuerza desde la estera de fuerza de compresion; pero el ajuste de interfaz flexible es suficientemente flexible para permitir la transferencia de al menos una parte de la fuerza de compresion desde la estera de fuerza de compresion a traves de la al menos una pila, ademas a traves del ajuste de interfaz flexible y contra la contra parte de interfaz del sistema SOFC o SOEC cuando la al menos una pila esta funcionando.
Aunque puede parecer diffcil conseguir estos dos objetivos contradictorios de flexibilidad contra rigidez, la tarea se facilita considerablemente por el hecho de que existe una diferencia grande entre la temperatura del ajuste de interfaz flexible cuando la al menos una pila esta en funcionamiento y cuando no esta en funcionamiento. Por lo tanto, un rango de materiales pueden proporcionar la caractenstica mencionada anteriormente, por ejemplo una placa metalica es mucho mas ngida a una temperatura de aproximadamente 20°C que a una temperatura de 800°C (ejemplos). Alguna de las ventajas inherentes importantes de la invencion como se ha descrito anteriormente es que la masa termica del conjunto de pilas SOFC o SOEC se puede reducir significativamente por medio del ajuste de interfaz flexible que es relativamente fino en comparacion con las placas de base de interfaz conocidas y se reduce el numero de componentes, puesto que la estera de fuerza de compresion proporciona fuerza de compresion de la al menos una pila asf como fuerza de empaquetadura del ajuste de interfaz flexible hacia la contra parte de interfaz del sistema SOFC o SOEC.
En la invencion, la flexibilidad necesaria se consigue por un ajuste de interfaz flexible con una rigidez a la flexion entre 0,01 Nm (Nm es metros Newton) y 5000 Nm, con preferencia entre 0,1 Nm y 1000 Nm, con preferencia entre 1 Nm y 500 Nm a 20°C de temperatura. Esta flexibilidad asegura la rigidez necesaria para fijar y comprimir la pila de celulas en la carcasa cuando no esta conectada a un sistema SOEC o SOFC y al mismo tiempo asegura la flexibilidad necesaria para transmitir al menos una parte de la fuerza de compresion desde la estera de fuerza de compresion flexible hasta la contra parte de interfaz del sistema SOFC o SOEC cuando esta en funcionamiento. El rango de la rigidez a la flexion vana, naturalmente, con las demandas de la pila de celulas y del sistema actual, que puede variar ampliamente con el tamano de la pila, el tipo de pila y otros parametros. Por tanto, la flexibilidad debe elegirse por el tecnico en la materia por calculos de la rigidez a la flexion con relacion a las demandas del sistema espedfico o incluso por experimentos iterativos.
En una forma de realizacion de la invencion como se ha descrito anteriormente, el extremo de la interfaz inferior abierto de la carcasa y dicho ajuste de interfaz flexible estan planos y tienen una superficie de interfaz externa que esta sustancialmente en el mismo plano cuando se conecta a la contra parte de interfaz del sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis. Esto hace que la interfaz y la conexion del conjunto a un sistema SOFC o SOEC sean simples y reduce los costes de fabricacion. Debe entenderse que puesto que el ajuste de interfaz flexible esta sujeto a fuerza de compresion de la estera de fuerza de compresion, la superficie de la interfaz no estara plana cuando el conjunto no esta conectado a la contra parte de interfaz de un sistema SOFC o SOEC.
En otra forma de realizacion de la invencion, la conexion del conjunto a un sistema SOFC o SOEC se simplifica, ademas, por la provision de una pestana en el extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa. La pestana puede ser una parte integrada de la carcasa (es decir, fundida en una pieza), se puede fijar a la carcasa de cualquier manera conocida, tal como soldadura, abrazadera, por tornillos o como tambien se conoce como una pestana suelta, que actua contra un tope o borde mecanico de la carcasa. En cualquier caso, la pestana es adecuada para conexion a la contra parte de la interfaz del sistema SOFC o SOEC.
En una forma de realizacion espedfica de la invencion, el ajuste de interfaz flexible es una placa de acero (por ejemplo, inconel, 253 MA, etc.) conectada al extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa. Se puede fijar a la carcasa por cualquier medio conocido, tal como soldadura, abrazadera, un ajuste mecanico, etc. Ademas, el espesor de la palca de acero se puede seleccionar para cumplir espedficamente los requerimientos de flexibilidad para una aplicacion dada. Las aplicaciones pueden varias con el tamano de la pila de celulas, numero de celulas, temperatura de funcionamiento, tipos de celulas, etc. En la invencion, el espesor del ajuste de interfaz flexible esta en el rango de 0,1 - 5 mm, con preferencia en el rango de 0,5 - 3 mm. El ajuste de interfaz flexible tiene una masa termica baja con relacion a las placas de base de carcasa de tipo conocido, ya que es fino y no cubre necesariamente todo el extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa. Cuando la pila de celulas no esta en funcionamiento y el conjunto no esta conectado a una contra parte de interfaz de un sistema SOFC o SOEC, el extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa asf como el ajuste de interfaz flexible se pueden cubrir por una tapa de proteccion, que cubre todo el extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa y de esta manera protege la pila de celulas dentro de la carcasa. En una forma de realizacion, la tapa de proteccion puede ser ngida y adaptada para ajustar con la conexion de pestana de la carcasa, de manera que es posible un ajuste hermetico con la carcasa y la compresion de la pila de celulas.
En una forma de realizacion de la invencion, la fuerza de compresion que se transmite desde la estera de fuerza de compresion hacia la pila de celulas y, ademas, hacia el ajuste de interfaz flexible se utiliza para proporcionar al menos una parte de la fuerza de sellado para una junta de estanqueidad que esta prevista entre la cara inferior de la al menos una pila y el ajuste de interfaz flexible para proporcionar un sellado entre la al menos una entrada o salida
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de gas combustible u oxidante de la al menos una pila y el ajuste de interfaz flexible cuando el conjunto esta conectado a la contra parte de interfaz de dicho sistema y la al menos una pila esta funcionando. La junta de estanqueidad asegura que cada una de las conexiones de gas de proceso hacia o desde la al menos una pila es hermetica al gas, de tal manera que los gases de proceso no se mezcla de forma inadvertida, lo que reducina el rendimiento y sera tambien potencialmente peligroso y nocivo.
En una forma de realizacion, en la que al menos una pila de celulas tiene un colector externo para el gas de oxidacion y un colector interno para el gas combustible, esta forma de realizacion asegura, ademas, una presion de sellado bien definida para el gas combustible cntico, puesto que esta presion es proporcionada, al menos parcialmente, por la estera de fuerza de compresion y, por lo tanto, es menos sensible a la fuerza por la que el conjunto esta conectado a la contra parte de interfaz del sistema SOFC o SOC. En esta forma de realizacion, una cara lateral de la al menos una pila tiene una entrada de gas oxidante del colector externo, una cara lateral de la al menos una pila tiene una salida de gas oxidante del colector externo y la cara inferior de la al menos una pila tiene una entrada de gas combustible del colector interno y una salida de gas combustible del colector interno.
Todavfa en otra forma de realizacion de la invencion, la al menos una pila tiene un colector externo para la entrada y salida de gas oxidante y la entrada y salida del gas colector, y en la que la al menos una estera de fijacion flexible proporciona un sellado al gas entre al menos dos de las entradas y salidas de gas de la al menos una pila. Esta forma de realizacion reduce los costes de material y el numero de componentes, puesto que la estera de fijacion flexible sirve para mas finalidades, fijacion sellada de gas y aislamiento termico.
En otra forma de realizacion, la al menos una pila puede tener un colector interno para la entrada y salida de gas oxidante y para la entrada y salida de gas combustible.
La carcasa del conjunto se puede fabricar por cualquier metodo de produccion convencional, tal como fundicion, embuticion profunda, fundicion o soldadura por laser selectivo, y se puede proveer con nervaduras externas y/o internas de rigidez y de refuerzo. Ademas, al menos una parte de estas nervaduras se puede adaptar para proporcionar grna del flujo de al menos una parte de los gases oxidantes o combustibles. Esto puede ser ventajoso para asegurar una distribucion uniforme de los gases del proceso hacia y desde la al menos una pila de celulas.
En otra forma de realizacion de la invencion, la rigidez y el refuerzo de la carcasa puede proporcionarse por perfiles formados sobre al menos uno de los al menos un lado de la carcasa. Estos perfiles pueden servir mas que para esta finalidad, puesto que pueden proporcionar tambien espacio para otros elementos necesarios del conjunto no mencionados anteriormente, tales como colectores de corriente.
Los materiales para la al menos una estera de fuerza de compresion y tambien la al menos una estera de fijacion pueden ser, pero no estan restringidos, a cualquiera de los siguientes materiales: ceramica, vidrio, metal o una combinacion de estos, con preferencia silicato de calcio poroso o silicato de calcio reforzado con fibra de vidrio o fibra ceramica o fibra de vidrio refractaria, con preferencia fibra de magnesia-sflice, fibra de alumina con o sin una cantidad de sflice, composiciones de aluminosilicato de bajo contenido alcalino que contienen uno o mas de los oxidos siguientes: zirconio, oxido de cromo u oxido de titanio o vermiculita.
La invencion descrita tiene un conjunto de ventajas sobre la tecnica conocida, algunas de las cuales son:
- Una placa de base pesada ngida con una masa termica grande se omite simplemente del conjunto de pilas de celulas. En lugar de la base ngida y la contra fuerza necesaria para compresion de la al menos una pila y necesaria para sellar el conjunto a un sistema, la contra parte de interfaz es proporcionada por esta misma contra parte de interfaz del sistema. Solo se proporciona un ajuste de interfaz flexible de masa termica baja para fijar la al menos una pila en la carcasa cuando no esta en funcionamiento y/o no esta conectada a una contra parte de interfaz del sistema.
- Todas las conexiones de gas de proceso estan posicionadas sobre un lado de interfaz del conjunto de pilas de celulas. En una forma de realizacion, esta interfaz es una superficie plana con una conexion de pestana y la presion de sellado esta bien definida, ya que es proporcionada por la estera de fuerza de compresion. Esto simplifica y asegura la conexion del conjunto de pilas de celulas a la contra parte de interfaz del sistema, y reduce los costes.
- La masa termica de la carcasa se reduce optimizando el uso del material y la resistencia por el uso de nervaduras y/o perfiles de refuerzo.
- El colector externo, que es una parte integrada del conjunto, proporciona una perdida baja de presion, ahorrando de esta manera energfa y capacidad del soplante de gas del proceso. Al mismo tiempo, la simplicidad de la construccion del colector externo reduce coste y minimiza el fallo.
- Se reduce al mmimo la fuga de gas de proceso desde el conjunto de pilas de celulas, ya que la pila de celulas esta encerrada por la carcasa por todos los lados, excepto el lado de interfaz que esta sellado a la
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contra parte de interfaz.
- El conjunto es robusto contera manipulacion severa y las vibraciones son debiles y se omiten las partes sobresalientes y la pila esta encerrada por una capa de absorcion de impactos y una cascara dura, el mismo principio que un casco protector.
- Se obtiene un precio de bajo coste reduciendo al mmimo el numero de partes para ahorrar coste de material y tiempo de produccion/montaje.
Las caractensticas de la invencion se definen por la reivindicacion independiente 1, siendo especificadas otras caractensticas preferidas en las reivindicaciones dependientes.
A continuacion se ilustran formas de realizacion particulares de la invencion por los dibujos que se acompanan, que muestran ejemplo de formas de realizacion de la invencion.
La figura 1 muestra una vista extrema inferior isometrica del conjunto de pilas de celulas de acuerdo con una forma de realizacion de la invencion.
La figura 2 muestra una vista lateral en seccion del conjunto de pilas de celulas de acuerdo con una forma de realizacion de la invencion.
La figura 3 muestra una vista extrema superior isometrica del conjunto de pilas de celulas de acuerdo con una forma de realizacion de la invencion.
La figura 4 muestra una vista lateral en seccion del conjunto de pilas de celulas de acuerdo con una forma de realizacion de la invencion.
La figura 5A muestra una vista lateral en seccion del conjunto de pilas de celulas, como se muestra en la figura 5B, de acuerdo con una forma de realizacion de la invencion.
La figura 6 muestra una vista lateral en seccion del conjunto de pilas de celulas, cuando esta montado sobre un sistema SOFC o SOEC de acuerdo con una forma de realizacion de la invencion.
Lista de numeros de posicion
o o CO o' o CM o~ O
4^ O O cn o o •< O) o o Conjunto de pilas de celulas (SOFC o SOEC)
101,201, 301,
401, 501,601: Carcasa
102, 202, 302,
405, 502, 602: Pestana
103, 203, 403,
503, 603: Pila de celulas (SOFC o SOEC)
"3- o "3- o CM O
"3- o CD O LO Ajuste de interfaz flexible
105, 505:
Salida de gas oxidante
106, 506:
Entrada de gas oxidante
107, 507:
Entrada de gas combustible
108, 508:
Salida de gas combustible
209, 409, 509,
O) O CD Junta de estanqueidad
110, 210, 410,
610: Estera de fijacion flexible
211,411, 511,
611: Estera de fuerzas de compresion flexible
112, 312, 412,
512, 61: Nervaduras de rigidez y refuerzo
650:
Sistema SOFC o SOEC
652:
Pestana del sistema
659:
Junta de estanqueidad del sistema
Con referencia a la figura 1, se muestra una forma de realizacion de un conjunto de pilas de celulas de combustible (100). Se muestra una carcasa (101) con el extremo de interfaz inferior abierto hacia arriba. Este extremo esta
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proviso con una pestana (102), de manera que el conjunto de pilas de celulas se puede conectar a una contra parte de interfaz de un sistema SOFC (no mostrado) de una manera sencilla, segura y hermetica al gas.
La pila de celulas de combustible (103) esta posicionada en la carcasa, fijada en posicion por dos esteras de fijacion flexibles (110), localizadas dentro de la carcasa, una entre un lado de la carcasa y la cara lateral adyacente de la pila de celulas de combustible y la otra localizada entre el lado opuesto de la carcasa y su cara lateral adyacente de la pila de celulas de combustible. De esta manera, la pila de celulas de combustible se aplasta entre las dos esteras de fijacion flexibles y de esta manera se mantiene en posicion al menos hasta cierta extension por las fuerzas de friccion. La pila de celulas de combustible esta fijada, ademas, en su posicion en la carcasa por la estera de fuerza de compresion flexible (no mostrada) localizada dentro de la carcasa entre el extremo superior y la cara superior de la pila de celulas de combustible. La estera de fuerza de compresion presiona la pila de celulas de combustible hacia el extremo de interfaz inferior abierto opuesto de la carcasa, donde el ajuste de interfaz flexible (104) en forma de una placa de acero fina reacciona a la fuerza de compresion con una contra fuera que la dobla hasta cierta extension hacia fuera debido a su flexibilidad. En esta forma de realizacion, el ajuste de interfaz flexible tiene una anchura que corresponde a la anchura lateral de la pestana. Como se muestra en la figura 1, la pila de celulas de combustible no esta en funcionamiento y, por lo tanto, la flexibilidad de la placa de ajuste de interfaz flexible es de esta manera relativamente pequena comparada con al estado de funcionamiento, en el que la temperatura es considerablemente mayor.
La pila de celulas de combustible de la forma de realizacion mostrada en la figura 1 es una pila de colector combinado externo (aire) e interno (combustible). Gas oxidante tal como aire ambiental es conducido a la entrada de gas oxidante del colector lateral de la pila de celulas de combustible a traves de la entrada de gas oxidante (106) y es conducido fuera de ka pila de celulas de combustible a traves de la salida de gas oxidante (105). El conjunto es simple y robusto en su construccion, puesto que no son necesarios colectores externos reales. Las esteras de fijacion flexibles no solo fijan la pila de celulas de combustible, sino que aseguran tambien una junta hermetica al gas entre el lado de la carcasa y la pila de celulas de combustible, puesto que los colectores externos estan constituidos por el hueco entre el lado de la carcasa y los lados de los colectores externos de la pila de celulas de combustible. El combustible es conducido hacia y desde la pila de celulas de combustible a traves de la entrada de gas combustible (107) y la salida de gas combustible (108). Como se puede ver, todas las conexiones de gas de proceso estan localizadas en el mismo lado del conjunto, el extremo de interfaz de la carcasa. La interfaz mostrada es una superficie plana, en la que el lado de la pestana y el lado exterior del ajusta de interfaz flexible estan localizados en el mismo plano. La carcasa y la pestana estan reforzadas por las nervaduras de rigidez y refuerzo (112) que hacen posible reducir el espesor de las paredes de la carcasa y la pestana y de esta manera la masa termica y los costes de material.
Volviendo a la figura 2, la misma forma de realizacion de la invencion se muestra ahora en una vista lateral en seccion del conjunto, que permite mostrarla estera de fuerza de compresion flexible (211). Es visible que la junta de estanqueidad de gas combustible (209) esta localizada entre la cara superior de la pila de celulas de combustible (203) y el ajuste de interfaz flexible (204). El ajuste de interfaz flexible se muestra aqrn plano. Como se ha mencionado, es mas flexible y, por tanto, transfiere mas fuerzas cuando esta en funcionamiento, pero todavfa es posible una flexion ligera, no mostrada, tambien cando no esta en funcionamiento. La junta de estanqueidad de combustible es comprimida por la fuerza de compresion desde la estera de fuerza de compresion flexible. Como se ha mencionado, las esteras de fijacion flexibles (210) estan localizadas entre dos de las caras laterales de la pila de celulas de combustible y dos de los lados de la carcasa (201) para asegurar la fijacion y el sellado al gas entre el lado de entrada de gas de oxidacion y el lado de salida de gas de oxidacion. En esta forma de realizacion, la carcasa tiene una entrada en el extremo de interfaz inferior abierto para la localizacion del ajuste de interfaz flexible.
En la figura 3 es visible el extremo superior externo de la carcasa (301) asf como dos de los lados de la carcasa. La carcasa y la pestana (302) para conexion a una contra parte de interfaz del sistema SOFC estan integradas, como las nervaduras de rigidez y refuerzo (312). Esta forma de realizacion puede tener una carcasa de acero fundido. No se muestran los colectores de corriente, que proporcionan la salida de potencia electrica desde la celula de combustible. Los terminales para los colectores de corriente pueden estar localizados sobre el extremo superior de la carcasa. Pero tambien son posibles otras localizaciones de los terminales de corriente, tales como los lados o el lado de interfaz del conjunto (para mantener todas las conexiones en el mismo lado).
La figura 4 muestra una vista lateral en seccion del conjunto (400) como en la figura 2, pero aqrn se muestra la deflexion del ajuste de interfaz flexible (404). El ajuste de interfaz flexible es en esta forma de realizacion una placa de acero. Esta expuesto a una fuerza desde la estera de fuerza de compresion flexible (411) a traves de la pila de celulas (403) y la junta de estanqueidad (409), y puesto que la masa termica de la placa se mantiene baja, la fuerza dobla la placa. Como se ve en la figura 4, la carcasa (401) no tiene en esta forma de realizacion ninguna entrada para la localizacion de la placa. En su lugar, la placa ajusta dentro de la carcasa y se puede soldar en una posicion en la que la superficie del ajuste de interfaz flexible es plana con la pestana (402) como se muestra. Ademas se muestran dos esteras de fijacion flexibles (410) como una nervadura de rigidez y de refuerzo (42) que se extiende alrededor de dos lados y el extremo superior cerrado de la carcasa. Las nervaduras de rigidez y refuerzo sirven tambien para reducir la masa termica de la carcasa en comparacion con la carcasa sin nervaduras y, por lo tanto, la
necesidad de paredes mas gruesas y las nervaduras pueden servir como nervaduras de refrigeracion para la carcasa.
En la figuran 5A se muestra una vista lateral en seccion del conjunto de pilas de celulas (500) en la figura 5B.EI cote se realiza donde la deflexion del ajuste de interfaz flexible (504) debida a la fuerza desde la estera de fuerza de 5 compresion flexible (511) esta en su maximo y, por lo tanto, la distancia desde la superficie de la pestana (502) hasta la superficie del ajuste de interfaz flexible es bastante visible en el corte. Entre el ajuste de interfaz visible y la pila de celulas (503) es una justa de sellado (509). La pila de celulas de esta forma de realizacion es una pila de flujo simultaneo, lo que significa que la direccion del flujo de gas oxidante es la misma que la direccion del flujo de gas combustible, en este caso desde la izquierda hacia la derecha en la figura 5A. Por tanto la entrada de gas oxidante 10 (506) y la entrada de gas combustible (507) estan localizadas en el lado izquierdo del conjunto y la salida de gas
oxidante (505) y la salida de gas combustible (508) estan localizadas en el lado derecho del conjunto. Como se ve en la figura 5A, la pila de celulas es una pila combinada de colector interno y externo: el lado de gas combustible (anodo) de la pila tiene colector interno y el lado de gas oxidante (catodo) de la pila tiene colector externo. De acuerdo con la invencion, los colectores externos son simplemente el hueco entre la pila de celulas y la carcasa 15 (501). Algunas de las nervaduras de rigidez y de refuerzo (512) se extienden alrededor de dos lados y del extremo
superior cerrado de la carcasa, mientras que otras estan localizadas solo adyacentes a la pestana. Sirven para dar rigidez y reforzar a la carcasa, pero tambien para dar rigidez y reforzar la pestana que en otro caso debenan fabricarse de dimensiones mayores. De esta manera, la masa termica se mantiene baja.
En la figura 6, el conjunto de pilas de combustible (600) se muestra en vista lateral en seccion con la interfaz 20 conectada a un sistema SOFC o SOEC para ilustrar como el ajuste de interfaz flexible (604) es plano y esta en el mismo plano que la pestana (602) cuando la pestana (602) esta conectada a la pestana del sistema (652) y al menos una parte de la fuerza desde la estera de fuerza de compresion flexible (611) es contrarrestada por la fuerza de conexion / empaquetadura desde la pestana del sistema. Como se describe, la fuerza desde la estera de fuerza de compresion flexible es transmitida al ajuste de interfaz flexible a traves de la pila de celulas (603), proporcionando 25 de esta manera una fuerza de sellado a las juntas de estanqueidad asf como una fuerza de compresion a la pila. Aparte de la junta de estanqueidad (609) ya descrita anteriormente, se muestra tambien una junta de estanqueidad del sistema (659), proporcionando ambas juntas un sellado entre las pestanas y las conexiones de gas. Por tanto, debido a la naturaleza flexible del ajuste de interfaz flexible, se omite una masa termica grande, puesto que la contra presion es proporcionada por el sistema conectado, que en cualquier caso tiene que ser suficientemente ngido para 30 proporcionar una fuerza de sellado. El corte lateral en la figura 6 muestra tambien las dos esteras de fijacion flexible (610) entre la pila de celulas y la carcasa (601), que sirve para fijar la pila en la posicion correcta y proporciona sellado al gas entre el lado de la entrada y la salida de gas de oxidacion de la pila de celulas. Se muestra tambien una nervadura de rigidez y refuerzo (612) como se ha explicado anteriormente.
Ejemplos
35 Para una pila SOFC con las dimensiones de las celulas 120 x 120 mm se han realizado calculos para un ajuste de interfaz flexible en forma de una placa de acero con un espesor de 0,1 mm y 5 mm:
Rigidez a la flexion del ajuste de interfaz flexible. La rigidez se basa en la ecuacion de la placa:
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imagen2
imagen3
\ = 0.1 mm Dx = 0.02Nm
imagen4
D2 = 2304.83Nm
en la que E es el modulo elastico para la placa de acero seleccionada, h es el espesor de la placa de acero y v es la relacion de Poisson.
Se realizaron experimented con un ajuste de interfaz flexible de 3 mm de espesor, que muestra compresion y sellado satisfactorios de la pila de celulas.

Claims (15)

  1. 5
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    50
    REIVINDICACIONES
    1. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (650) y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (100, 200, 300, 400, 500, 600) que comprende:
    un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (650), que comprende
    • una contra parte de interfaz configurada para proporcionar gas combustible y oxidante a un conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (100, 200, 300, 400, 500, 600); y
    un conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (100, 200, 300, 400, 500, 600), que comprende
    • al menos una de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (103, 203, 403, 503, 603), la al menos una pila comprende una pluralidad de celulas de combustible o celulas de electrolisis, la al menos una pila comprende una cara superior, una cara inferior, una pluralidad de caras laterales, entrada de gas combustible (107, 507), salida de gas combustible (108, 508), entrada de gas oxidante (106, 506) y salida de gas oxidante (105, 505),
    • una carcasa ngida (101, 201, 301, 401, 501, 601) con un extremo superior cerrado, un extremo de interfaz inferior abierto opuesto al extremo cerrado y a menos un lado, encerrando la carcasa la al menos una cara superior de la pila y la pluralidad de caras laterales, el extremo de la interfaz inferior abierto esta adaptado para ser conectado a la contra parte de interfaz del sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (650) y proporciona interfaz para el gas combustible y gas oxidante entre la al menos una pila y dicho sistema,
    • al menos una estera de fuerza de compresion flexible (211, 411, 511,611) posicionada dentro de la carcasa entre la al menos una cara superior de la pila y el extremo superior cerrado de la carcasa, la estera de fuerza de compresion proporciona fuerza de compresion para la al menos una pila,
    • al menos una estera de fijacion flexible (110, 210, 410, 610) posicionada dentro de la carcasa entre al menos una de la pluralidad de caras laterales de la pila y el al menos un lado de la carcasa, en la que dicho conjunto comprende, ademas, un ajuste de interfaz flexible (104, 204, 404, 504, 604) posicionado adyacente al extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa, de manera que cierra al menos parcialmente una pila dentro de la carcasa y cubre al menos parcialmente la cara inferior de la al menos una pila;
    caracterizado por que la interfaz inferior abierta del conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (100, 200, 300, 400, 500, 600) esta conectada y fijada a la contra parte de interfaz del sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (650), de manera que al menos parte de la fuerza de la estera de fuerza de compresion flexible (211, 411, 511, 611) es transmitida a la contra parte de interfaz; y en el que el espesor del ajuste de interfaz flexible (104, 204, 404, 504, 604) esta en el rango de 0,1 - 3 mm, y dicho ajuste de interfaz flexible (104, 204, 404, 504, 604) tiene una rigidez a la flexion de entre 0,1 Nm y 5000 Nm, de manera que el ajuste de interfaz flexible (104, 204, 404, 504, 604) es suficientemente ngido para proporcionar fijacion de la al menos una pila (103, 203, 403, 503, 603) en dicha carcasa (101, 201, 301, 401, 501, 601) cuando la al menos una pila no esta funcionando, pero es suficientemente flexible para permitir la transferencia de al menos una parte de la fuerza de compresion desde la estera de fuerza de compresion a traves de la al menos una pila, ademas a traves del ajuste de interfaz flexible y contra la contra parte de interfaz del sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis (650), cuando la al menos una pila esta funcionando.
  2. 2. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la rigidez a la flexion del ajuste de interfaz flexible esta entre 0,1 Nm y 1000 Nm, con preferencia entre 1 Nm y 500 Nm a 20°C.
  3. 3. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa y dicho ajuste de interfaz flexible son planos, paralelos y tiene una superficie de interfaz que esta en el mismo plano cuando se conecta a la contra parte de interfaz del sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis.
  4. 4. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las
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    reivindicaciones precedentes, en el que dicho extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa esta provisto con una pestana (102, 202, 302, 402, 502, 602) adecuada para conexion a la contra parte de interfaz del sistema, dicha pestana puede ser una parte integrada de la carcasa, o se puede fijar a la carcasa por medio de soldadura, abrazadera, tornillos o puede ser una pestana suela con un ajuste mecanico alrededor de la carcasa.
  5. 5. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila

    de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las
    reivindicaciones precedentes, en el que el ajuste de interfaz flexible es una placa de acero conectada al extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa.
  6. 6. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila

    de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las

    reivindicaciones precedentes, en el que el ajuste de interfaz flexible esta conectado a la carcasa por medio de
    soldadura, abrazadera, tornillos o un ajuste mecanico.
  7. 7. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la anchura del ajuste de interfaz flexible corresponde a la anchura interior del extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa, de manera que el ajuste de interfaz flexible se puede montar dentro de dicho extremo de interfaz inferior abierto de la carcasa.
  8. 8. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos una junta de estanqueidad (209, 409, 509, 609) esta prevista entre la cara inferior de la al menos una pila y el ajuste de interfaz flexible para proporcionar un sellado entre al menos una entrada o salida de combustible o de gas oxidante de la al menos una pila y el ajuste de interfaz flexible, y en el que la presion necesaria para proporcionar un sellado hermetico al gas de dicha junta de estanqueidad es proporcionada, al menos parcialmente, por la estera de fuerza de compresion flexible cuando el conjunto esta conectado a la contra parte de interfaz de dicho sistema y la al menos una pila esta funcionando.
  9. 9. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la al menos una pila tiene un colector externo para el gas oxidante y un colector interno para el gas combustible, una cara lateral de la al menos una pila tiene una entrada de gas oxidante de colector externo, una cara de la al menos una pila tiene una salida de gas oxidante de colector externo y la cara inferior de la al menos un pila tiene una entrada de gas combustible de colector interno y una salida de gas combustible de colector interno.
  10. 10. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la al menos una pila tiene un colector externo para la entrada y salida de gas oxidante y la entrada y salida de gas combustible, y en el que la al menos una estera de fijacion flexible proporciona un sellado al gas entre al menos dos de las entradas y salida de gas de la al menos una pila.
  11. 11. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la al menos una pila tiene un colector interno para la entrada y salida de gas oxidante y la entrada y salida de gas combustible.
  12. 12. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la carcasa esta fabricada por fundicion, embuticion profunda, moldeo o soldadura por laser selectivo, o en el que la carcasa esta provista con nervaduras externas y/o internas de rigidez y de refuerzo (112, 312, 412, 512, 612).
  13. 13. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con la reivindicacion 12, en el que la carcasa tiene al menos nervaduras internas de rigidez y de refuerzo, y en el que al menos una parte de dichas nervaduras estan adaptadas para proporcionar grna del flujo de al menos una parte de los gases oxidantes o combustibles.
  14. 14. - Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos uno del al menos un lado de la carcasa esta formado como al menos un perfil de rigidez y de refuerzo.
  15. 15.- Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con la reivindicacion 13, en el que al menos uno de dicho(s) perfil(es) proporciona espacio para otros elementos del conjunto tales como colectores de corriente.
    5 16.- Conjunto de un sistema de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis y conjunto de pila
    de celulas de combustible de oxido solido o de celulas de electrolisis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el quela al menos una estera de fuerza de compresion y la al menos una estera de fijacion se fabrica a partir de uno o mas de los siguientes materiales de ceramica, vidrio, metal o una combinacion de estos, con preferencia silicato de calcio poroso o silicato de calcio reforzado con fibra de vidrio o fibra ceramica 10 refractaria o fibra de vidrio, con preferencia fibra de sflice de magnesia, fibra de alumina o sin una cantidad de sflice, composiciones de aluminosilicato alcali bajo que contienen uno o mas de los oxidos siguientes: zirconio, oxido de cromo u oxido de titanio o vermiculita.
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