RU2014149663A - Газораспределительный элемент для топливного элемента - Google Patents

Газораспределительный элемент для топливного элемента Download PDF

Info

Publication number
RU2014149663A
RU2014149663A RU2014149663A RU2014149663A RU2014149663A RU 2014149663 A RU2014149663 A RU 2014149663A RU 2014149663 A RU2014149663 A RU 2014149663A RU 2014149663 A RU2014149663 A RU 2014149663A RU 2014149663 A RU2014149663 A RU 2014149663A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
slots
channels
gas distribution
fuel
Prior art date
Application number
RU2014149663A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2630896C2 (ru
Inventor
Закари ВЮИЙЕМЕН
Original Assignee
ЭйчТиСЕРАМИКС С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЭйчТиСЕРАМИКС С.А. filed Critical ЭйчТиСЕРАМИКС С.А.
Publication of RU2014149663A publication Critical patent/RU2014149663A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2630896C2 publication Critical patent/RU2630896C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/75—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having bipolar electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H01M8/0254—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form corrugated or undulated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/124—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
    • H01M8/1246—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/036—Bipolar electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • H01M2300/0074—Ion conductive at high temperature
    • H01M2300/0077—Ion conductive at high temperature based on zirconium oxide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

1. Газораспределительный элемент (10) для топливного элемента или электролизного устройства, содержащий последовательно базовый слой (1), первый слой (2) и второй слой (3), при этом указанные первый (2) и второй слои (3) имеют газораспределительную конструкцию (11), образующую конфигурацию для потока текучей среды первой реагирующей текучей среды, которая является горючим газом, при этом второй слой (3) является гомогенизирующим элементом, который имеет первые прорези (15), при этом первые прорези (15) имеют длину (28) и ширину (29), где длина (28) больше, чем ширина (29), отличающийся тем, что первый слой (2) содержит впуск (2b) топлива и выпуск (2c) топлива, при этом основное направление потока (9) текучей среды проходит в линейном направлении между впуском (2b) топлива и выпуском (2c) топлива,при этом газораспределительная конструкция (11) указанного первого слоя (2), состоящего из нескольких каналов (13), расположенных рядом друг с другом, проходит линейно в основном направлении потока (9) текучей среды и соединяет впуск (2b) топлива с выпуском (2c) топлива,при этом первые прорези (15), проходящие в поперечном направлении относительно каналов (13), имеют такую длину (28) и расположены так, что по меньшей мере два канала (13), расположенные рядом друг с другом, соединены по текучей среде посредством первой прорези (15),и при этом второй слой (3) содержит контактную поверхность (3c) для контакта с блоком (5) катод-анод-электролит, при этом первые прорези (15) расположены в контактной поверхности (3c), и при этом общая поверхность всех первых прорезей (15) составляет по меньшей мере 20% контактной поверхности (3c), более предпочтительно по меньшей мере 30% и наиболее предпочтительно в диапазоне 40-50%.2. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что каналы (13) пр

Claims (14)

1. Газораспределительный элемент (10) для топливного элемента или электролизного устройства, содержащий последовательно базовый слой (1), первый слой (2) и второй слой (3), при этом указанные первый (2) и второй слои (3) имеют газораспределительную конструкцию (11), образующую конфигурацию для потока текучей среды первой реагирующей текучей среды, которая является горючим газом, при этом второй слой (3) является гомогенизирующим элементом, который имеет первые прорези (15), при этом первые прорези (15) имеют длину (28) и ширину (29), где длина (28) больше, чем ширина (29), отличающийся тем, что первый слой (2) содержит впуск (2b) топлива и выпуск (2c) топлива, при этом основное направление потока (9) текучей среды проходит в линейном направлении между впуском (2b) топлива и выпуском (2c) топлива,
при этом газораспределительная конструкция (11) указанного первого слоя (2), состоящего из нескольких каналов (13), расположенных рядом друг с другом, проходит линейно в основном направлении потока (9) текучей среды и соединяет впуск (2b) топлива с выпуском (2c) топлива,
при этом первые прорези (15), проходящие в поперечном направлении относительно каналов (13), имеют такую длину (28) и расположены так, что по меньшей мере два канала (13), расположенные рядом друг с другом, соединены по текучей среде посредством первой прорези (15),
и при этом второй слой (3) содержит контактную поверхность (3c) для контакта с блоком (5) катод-анод-электролит, при этом первые прорези (15) расположены в контактной поверхности (3c), и при этом общая поверхность всех первых прорезей (15) составляет по меньшей мере 20% контактной поверхности (3c), более предпочтительно по меньшей мере 30% и наиболее предпочтительно в диапазоне 40-50%.
2. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что каналы (13) проходят параллельно друг к другу, и при этом первые прорези (15) проходят перпендикулярно каналам (13).
3. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что каналы (13) проходят в радиальном направлении, и первые прорези (15) проходят в окружном направлении.
4. Газораспределительный элемент (10) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из каналов (13) первого слоя (2) перегорожены реечным элементом (23), при этом реечный элемент (23) соединяет по меньшей мере две рейки (2а), которые разнесены друг от друга и образуют канал (13) между ними, при этом второй слой (3) содержит несколько вторых прорезей (6), при этом вторые прорези (6) имеют длину (7) в основном направлении потока (9) текучей среды, которая больше, чем ширина реечного элемента (23), и вторая прорезь (6) расположена рядом с реечным элементом (23), чтобы соединять по текучей среде канал (13) и обходить реечный элемент (23).
5. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, дополнительно содержащий опорный слой (4), расположенный рядом с базовым слоем (1).
6. Газораспределительный элемент (10) по п. 5, отличающийся тем, что опорный слой (4) содержит несколько каналов (20), проходящих в линейном направлении, при этом каналы (20) направляют вторые реагирующие текучие среды, которые являются окисляющим средством.
7. Газораспределительный элемент (10) по п. 6, отличающийся тем, что опорный слой (4) является гофрированным листом, имеющим каналы (20, 20а, 20b) по обе стороны, при этом предназначение каналов (20b), обращенных к первому слою (1), заключается в охлаждении первого слоя (1) посредством второй реагирующей текучей среды, а предназначение каналов (20а) на
противоположной стороне заключается в обеспечении блока топливного элемента второй реагирующей текучей средой.
8. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что базовый слой (1) и/или первый слой (2), и/или второй слой (3), и/или опорный слой (4) изготовлены посредством чеканки, выдавливания, штамповки или вытравливания, или посредством горячего прессования.
9. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что базовый слой (1) и первый слой (2) или первый слой (2) и второй слой (3) образуют одно целое, в частности, посредством сварки вместе.
10. Газораспределительный элемент (10) по любому из пп. 5-9, отличающийся тем, что опорный слой (4) образует одно целое с базовым слоем (1) или базовым слоем (1) и первым слоем (2).
11. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что общая площадь всех первых прорезей (15) составляет по меньшей мере 20% от общей площади всех прорезей (15, 6), расположенных внутри контактной поверхности (3c), более предпочтительно по меньшей мере 50%, и наиболее предпочтительно в диапазоне 60-80%.
12. Топливный элемент или электролизное устройство, в частности, твердооксидный топливный элемент или твердооксидное электролизное устройство, содержащее газораспределительный элемент (10) по любому из предыдущих пунктов.
13. Способ гомогенизации горючего газа в газораспределительном элементе (10) топливного элемента, при этом газораспределительный элемент (10) содержит последовательно базовый слой (1), первый слой (2) и второй слой (3), при этом первый слой (2) содержит газораспределительную конструкцию (11), содержащую каналы (13), и второй слой (3) содержит первые прорези (15), при этом горючий газ, протекающий через соответствующие каналы (13), входит в первые прорези (15) так, что происходит гомогенизация горючего газа в первых
прорезях (15), и при этом первые прорези (15) контактируют с блоком (5) катод-анод-электролит на контактной поверхности (3c), и при этом первые прорези (15) расположены в контактной поверхности (3c), так что горючий газ изнутри первых прорезей (15) поступает на блок (5) катод-анод-электролит, отличающийся тем, что
газораспределительная конструкция (11) состоит из нескольких линейно проходящих каналов (13), расположенных рядом друг с другом, и соединяющих впуск (2b) топлива с выпуском (2c) топлива, так что топливо протекает в направлении потока (9) в каналах (13) в линейном направлении,
при этом первые прорези (15) проходят в поперечном направлении относительно направления потока (9) и соединяют по текучей среде по меньшей мере два канала (13), расположенных рядом друг с другом, при этом, по меньшей мере, некоторое количество горючего газа, гомогенизированного в первых прорезях (15), течет обратно в соответствующие каналы (13) первого слоя (2) или обменивается между соответствующими каналами (13) первого слоя (2),
и при этом общая поверхность всех первых прорезей (15), через которую горючий газ подается в блок (5) катод-анод-электролит, составляет по меньшей мере 20% контактной поверхности (3c), более предпочтительно по меньшей мере 30%, и наиболее предпочтительно 40-50% контактной поверхности (3c).
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые первые прорези (15) проходят перпендикулярно к направлению потока (9), так что давление горючего газа в соответствующей первой прорези (15) выравнивается, так что давление горючего газа в нижерасположенных каналах (13) локально выравнивается.
RU2014149663A 2012-06-11 2013-06-11 Газораспределительный элемент для топливного элемента RU2630896C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12171563.5 2012-06-11
EP12171563.5A EP2675005A1 (en) 2012-06-11 2012-06-11 Gas distribution element for a fuel cell
PCT/EP2013/062056 WO2013186226A1 (en) 2012-06-11 2013-06-11 Gas distribution element for a fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014149663A true RU2014149663A (ru) 2016-07-27
RU2630896C2 RU2630896C2 (ru) 2017-09-14

Family

ID=48741060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014149663A RU2630896C2 (ru) 2012-06-11 2013-06-11 Газораспределительный элемент для топливного элемента

Country Status (15)

Country Link
US (2) US9627698B2 (ru)
EP (2) EP2675005A1 (ru)
JP (1) JP6167174B2 (ru)
KR (1) KR102097434B1 (ru)
CN (1) CN104412434B (ru)
AU (1) AU2013276596B2 (ru)
CA (1) CA2874946C (ru)
DK (1) DK2859608T3 (ru)
ES (1) ES2678599T3 (ru)
PL (1) PL2859608T3 (ru)
RU (1) RU2630896C2 (ru)
SA (1) SA113340629B1 (ru)
SI (1) SI2859608T1 (ru)
TR (1) TR201809360T4 (ru)
WO (1) WO2013186226A1 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2675005A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-18 HTceramix S.A. Gas distribution element for a fuel cell
FR3040549B1 (fr) * 2015-08-26 2017-09-15 Commissariat Energie Atomique Empilement de cellules electrochimiques reparties en groupes distincts comportant un compartiment d’homogeneisation
US9923218B2 (en) * 2015-12-15 2018-03-20 Doosan Fuel Cell America, Inc. Fuel cell electrolyte management device
DE102015225536A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte
CN107579262B (zh) * 2016-07-04 2019-11-08 中国科学院大连化学物理研究所 一种平板型固体氧化物燃料电池连接部件及其应用
EP3376575B1 (de) * 2017-03-16 2020-04-29 Hexis AG Verfahren zur herstellung eines metallischen interkonnektors für einen brennstoffzellenstapel, sowie ein nach dem verfahren hergestellter metallischer interkonnektor
IT201800004765A1 (it) 2018-04-20 2019-10-20 Protezione di un substrato metallico per pile di celle ad ossidi solidi mediante stampa inkjet
KR102495975B1 (ko) * 2018-04-26 2023-02-06 주식회사 미코파워 가스 분배 모듈 및 이를 구비하는 연료전지 시스템
WO2020023029A1 (en) * 2018-07-25 2020-01-30 United Technologies Corporation Intermediate temperature metal supported solid oxide electrolyzer
US20220029178A1 (en) * 2018-12-11 2022-01-27 Toray Industries, Inc. Power generation system
JPWO2020122153A1 (ja) * 2018-12-11 2021-10-21 東レ株式会社 発電システム
CN109904465B (zh) * 2019-03-01 2024-11-29 徐州华清京昆能源有限公司 一种固体氧化物燃料电池电极结构
DE102020204386A1 (de) 2020-04-03 2021-10-07 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren zur Herstellung einer Gas- und/oder Elektronenleitungsstruktur und Brennstoff-/Elektrolysezelle
EP4047696A1 (de) 2021-02-23 2022-08-24 SunFire GmbH Soc-stack-interkonnektor sowie soc-stack-anordnung
EP4314390B1 (en) 2021-03-22 2025-04-02 Topsoe A/S Soec stack with fuel flow from periphery towards centre
US11339485B1 (en) 2021-06-30 2022-05-24 RQT Energy Storage Corp. Electrolysis electrode structure
GB2625321A (en) * 2022-12-14 2024-06-19 Francis Geary Paul Manifold assembly for electrolyser
DE102023200699A1 (de) * 2023-01-30 2024-08-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Bipolarplatte, Plattenanordnung, Zelle und Elektrolyseur
KR20250001553A (ko) * 2023-06-29 2025-01-07 현대자동차주식회사 전기화학 셀의 연료 공급 제어 장치
CN119050400B (zh) * 2024-10-31 2025-02-11 佛山仙湖实验室 一种电堆引流结构及固体氧化物电堆

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6030068B2 (ja) * 1979-03-30 1985-07-13 防衛庁技術研究本部長 燃料電池
NL1000218C2 (nl) * 1995-04-25 1996-10-28 Stichting Energie Fluïdumverdeelinrichting.
AUPO724997A0 (en) 1997-06-10 1997-07-03 Ceramic Fuel Cells Limited A fuel cell assembly
US6099984A (en) * 1997-12-15 2000-08-08 General Motors Corporation Mirrored serpentine flow channels for fuel cell
DE19953404B4 (de) * 1999-11-06 2004-11-25 Daimlerchrysler Ag Elektrochemischer Brennstoffzellenstapel
US6777126B1 (en) 1999-11-16 2004-08-17 Gencell Corporation Fuel cell bipolar separator plate and current collector assembly and method of manufacture
CA2447855C (en) 2000-05-22 2011-04-12 Acumentrics Corporation Electrode-supported solid state electrochemical cell
DE10044703B4 (de) 2000-09-09 2013-10-17 Elringklinger Ag Brennstoffzelleneinheit, Brennstoffzellenblockverbund und Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenblockverbunds
JP4085652B2 (ja) 2001-08-21 2008-05-14 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池
EP1328035A1 (fr) 2002-01-09 2003-07-16 HTceramix S.A. - High Technology Electroceramics PEN de pile à combustible à oxydes solide
US6699614B2 (en) * 2002-03-18 2004-03-02 General Motors Corporation Converging/diverging flow channels for fuel cell
CN1469500A (zh) 2002-07-17 2004-01-21 山 黄 一种用于燃料电池的导流集电复合极板及其制造方法
DE10238859A1 (de) 2002-08-24 2004-03-04 Bayerische Motoren Werke Ag Brennstoffzellen-Stack
US7479341B2 (en) * 2003-01-20 2009-01-20 Panasonic Corporation Fuel cell, separator plate for a fuel cell, and method of operation of a fuel cell
US20040151960A1 (en) * 2003-01-31 2004-08-05 Rock Jeffrey Allan Flow restrictors in fuel cell flow-field
JP2004327089A (ja) 2003-04-21 2004-11-18 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
TWM248035U (en) 2003-07-11 2004-10-21 Asia Pacific Fuel Cell Tech Cooling device of air-cooling type fuel battery set
CN2643491Y (zh) 2003-07-14 2004-09-22 亚太燃料电池科技股份有限公司 燃料电池的流场结构
US20050037935A1 (en) * 2003-08-11 2005-02-17 Abd Elhamid Mahmoud H. Composition and method for surface treatment of oxidized metal
JP4700918B2 (ja) 2004-02-19 2011-06-15 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP4907882B2 (ja) * 2004-03-04 2012-04-04 パナソニック株式会社 複合電解質膜、触媒層膜接合体、膜電極接合体および高分子電解質型燃料電池
JP2005276532A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Olympus Corp 燃料電池
DE102004016318A1 (de) * 2004-03-30 2005-10-20 Reinz Dichtungs Gmbh Bipolarplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung und ein die Bipolarplatte enthaltendes elektrochemisches System
EP1653539A1 (en) 2004-11-02 2006-05-03 HTceramix S.A. Solid oxide fuel cell system
US7041408B1 (en) 2004-12-28 2006-05-09 Utc Fuel Cells, Llc Varied fuel cell oxidant flow channel depth resulting in fewer cooler plates
JP4648007B2 (ja) * 2005-01-06 2011-03-09 株式会社日立製作所 燃料電池用セパレータおよび燃料電池
GB2422716B (en) 2005-01-26 2007-08-22 Intelligent Energy Ltd Multi-layer fuel cell diffuser
JP4770208B2 (ja) 2005-03-10 2011-09-14 トヨタ自動車株式会社 空冷式燃料電池システム
EP1705738A1 (de) 2005-03-21 2006-09-27 Sulzer Hexis AG Anlage mit Hochtemperatur-Brennstoffzellen und einer Multikomponenten-Hülle zu einem Zellenstapel
EP1742285A1 (de) * 2005-07-04 2007-01-10 CEKA Elektrowerkzeuge AG + Co. KG Flussfeldplatte, Brennstoffzelle und Brennstoffzellenstapel
CN100449833C (zh) 2005-08-26 2009-01-07 比亚迪股份有限公司 一种燃料电池的流场板
JP4951925B2 (ja) * 2005-10-11 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用ガスセパレータおよび燃料電池
DE102006009844A1 (de) * 2006-03-01 2007-09-06 Behr Gmbh & Co. Kg Bipolarplatte, insbesondere für einen Brennstoffzellenstapel eines Fahrzeugs
DK1879251T3 (da) 2006-07-14 2012-09-17 Topsoee Fuel Cell As Kompressionsindretning, Fastoxid Brændselscellestak, Fremgangsmåde Til Sammentrykning af den Fastoxide Brændselscellestak og Brugen Heraf
RU2328060C1 (ru) * 2006-11-23 2008-06-27 Федеральное государственное предприятие "ЦНИИ судовой электротехники и технологии" (ФГУП "ЦНИИ СЭТ") Топливный элемент и батарея топливных элементов
JP2009158407A (ja) 2007-12-27 2009-07-16 Toshiba Corp 燃料電池
US8343684B2 (en) 2008-03-07 2013-01-01 Alan Devoe Fuel cell device and system
WO2009142994A1 (en) 2008-05-21 2009-11-26 Ballard Power Systems Inc. Composite bipolar separator plate for air cooled fuel cell
US8129075B2 (en) * 2008-10-16 2012-03-06 GM Global Technology Operations LLC Bipolar plate header formed features
DE102008043873B4 (de) 2008-11-19 2022-09-29 Robert Bosch Gmbh Strömungsfeldplatte für eine Brennstoffzelle
CN102301513B (zh) * 2008-12-17 2014-09-03 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 经过sofc的通道的均匀气体分布
DE102009009177B4 (de) 2009-01-26 2010-12-09 Staxera Gmbh Wiederholeinheit für einen Brennstoffzellenstapel, Brennstoffzellenstapel und deren Verwendung
KR101093700B1 (ko) 2009-06-25 2011-12-15 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 시스템 및 그 스택
US8691473B2 (en) * 2009-12-07 2014-04-08 Industrial Technology Research Institute Fuel cell module having non-planar component surface
US8304145B2 (en) * 2010-02-19 2012-11-06 GM Global Technology Operations LLC High tortuosity diffusion medium
WO2012039005A1 (ja) * 2010-09-22 2012-03-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
EP2675007A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-18 HTceramix S.A. A gas flow dividing element
EP2675006A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-18 HTceramix S.A. Gas distribution element with a supporting layer
EP2675005A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-18 HTceramix S.A. Gas distribution element for a fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013276596B2 (en) 2017-09-14
JP6167174B2 (ja) 2017-07-19
JP2015525447A (ja) 2015-09-03
SI2859608T1 (sl) 2018-09-28
US9627698B2 (en) 2017-04-18
KR20150029642A (ko) 2015-03-18
PL2859608T3 (pl) 2018-10-31
RU2630896C2 (ru) 2017-09-14
DK2859608T3 (en) 2018-07-30
US10468695B2 (en) 2019-11-05
EP2675005A1 (en) 2013-12-18
US20170229722A1 (en) 2017-08-10
TR201809360T4 (tr) 2018-07-23
CN104412434B (zh) 2017-02-15
WO2013186226A1 (en) 2013-12-19
KR102097434B1 (ko) 2020-04-06
ES2678599T3 (es) 2018-08-14
CA2874946A1 (en) 2013-12-19
AU2013276596A1 (en) 2014-12-04
CA2874946C (en) 2020-06-23
EP2859608B1 (en) 2018-04-18
EP2859608A1 (en) 2015-04-15
US20150180061A1 (en) 2015-06-25
SA113340629B1 (ar) 2015-09-13
CN104412434A (zh) 2015-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE0602767L (sv) Sektionerad flödes anordning
JP2015525447A5 (ja) 燃料電池用ガス分配素子、燃料電池、及び燃料電池用ガス分配素子内の可燃性ガスを均質化する方法
JP2016503223A5 (ru)
GB2467275B (en) Heat exchanger with manifold strengthening protrusion
ATE434832T1 (de) Mikroelektronisches system mit integriertem kryostatischem kühler
EA201590160A1 (ru) Теплообменник
DE602005024366D1 (de) Wärmetauscher, verfahren zu dessen herstellung und künstliche herz-lungen-maschine
JP2005537625A5 (ru)
DE60114587D1 (de) Druckreduzierapparat für ventil
GB2471622A (en) Calibrated bypass structure for heat exchangers
WO2013178066A1 (zh) 一种换热器的微通道结构以及集成式微通道换热器
ATE519200T1 (de) Fussstück mit antiablagerungsblech für eine nuklearbrennstoffanordnung sowie entsprechende anordnung
MA48470B1 (fr) Unité d'échange de chaleur pour dispositifs à pompe à chaleur, plus précisément un évaporateur de production et de stockage de glace
RU2014140342A (ru) Смешивающий конденсатор
JP2013541014A5 (ru)
FR3064346B1 (fr) Echangeur de chaleur avec dispositif melangeur liquide/gaz a portion de canal regulatrice
MY208635A (en) A microchannel heat exchanger
RU2010134817A (ru) Теплообменник с фрактальной системой труб
KR20190009974A (ko) 인쇄기판형 열교환판 및 인쇄기판형 열교환기
CN101825409B (zh) 一种具有发电结构的板式换热器
UA98821C2 (ru) Теплообменник плоского типа
SG148900A1 (en) A heat transfer device
EP1498967A3 (en) Flow field pattern for fuel cell stack separator plates
GB2581735A (en) Compact heat exchanger with alternating fluid channels
JP6184904B2 (ja) 隔離板式熱交換器