RU2357331C2 - Установка с твердооксидным топливным элементом - Google Patents

Установка с твердооксидным топливным элементом Download PDF

Info

Publication number
RU2357331C2
RU2357331C2 RU2007114025/09A RU2007114025A RU2357331C2 RU 2357331 C2 RU2357331 C2 RU 2357331C2 RU 2007114025/09 A RU2007114025/09 A RU 2007114025/09A RU 2007114025 A RU2007114025 A RU 2007114025A RU 2357331 C2 RU2357331 C2 RU 2357331C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel cell
installation
solid oxide
plate
oxide fuel
Prior art date
Application number
RU2007114025/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007114025A (ru
Inventor
Кэйн ФИННЕРТИ (US)
Кэйн ФИННЕРТИ
Original Assignee
Нанодинамикс Энерджи, Инк.
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 Нанодинамикс Энерджи, Инк. filed Critical Нанодинамикс Энерджи, Инк.
Publication of RU2007114025A publication Critical patent/RU2007114025A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2357331C2 publication Critical patent/RU2357331C2/ru

Links

Images

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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
    • 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
    • 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
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • 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
    • 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
    • H01M8/243—Grouping of unit cells of tubular or cylindrical 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
    • H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
    • H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
    • 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
    • H01M8/04—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
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к установкам с твердооксидным топливным элементом. Согласно изобретению установка с твердооксидным топливным элементом содержит главный опорный патрубок, содержащий один или более преобразующих катализаторов, пластину топливного элемента, устройство токосъема, содержащее пластину токосъема и, по меньшей мере, один топливный элемент, в которой, по меньшей мере, один топливный элемент и пластина токосъема выполнены с обеспечением возможности перемещения в направлении, параллельном продольной оси, по меньшей мере, одного топливного элемента. Техническим результатом является уменьшение или устранение температурных нагрузок, которые могут привести к преждевременному выходу из строя твердооксидных топливных элементов. 24 з.п. ф-лы, 22 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к новым установкам с топливными элементами. В частности, изобретение относится к установкам с твердооксидным топливным элементом.
Предшествующий уровень техники
Топливный элемент является электрическим устройством, которое преобразует энергетический потенциал топлива в электричество с помощью электрохимической реакции. В целом, топливный элемент состоит из двух электродов, разделенных электролитом. Электролит допускает пропускание только определенных типов ионов. Селективное пропускание ионов через электролит приводит к возникновению потенциала, генерирующегося между двумя электродами. Этот потенциал может быть использован для выполнения полезной работы, такой как питание мотора транспортного средства или бытовых электроприборов. Этот процесс прямого химического преобразования увеличивает эффективность генерации электроэнергии за счет отсутствия в нем этапов механической работы, используемых в общепринятых устройствах, вырабатывающих электроэнергию, таких как турбинные установки. Кроме того, результатом комбинации высокой эффективности и электрохимических процессов является экологически чистый продукт.
Твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ) - это устройство, в котором эффективность процесса преобразования энергетического потенциала топлива в электроэнергию путем электрохимической реакции составляет приблизительно 40%. ТОТЭ состоит из трех основных элементов: анода, испускающего электроны, катода, который поглощает электроны, и электролита, который пропускает ионы, но предотвращает пропускание электронов. В отличие от большинства топливных элементов ТОТЭ может работать используя разные типы топлива (например, водород, пропан и дизельное топливо) без отдельного химического преобразователя. Поэтому установка с ТОТЭ вырабатывает большее количество энергии на фунт топлива, чем конкурирующие установки с топливными элементами, такие как установки, включающие в себя топливные элементы с протонно-обменными мембранами.
Существует два главных структурных типа ТОТЭ - с трубчатыми элементами и плоскими элементами - относящиеся к форме соответствующих топливных элементов, которые могут иметь форму цилиндров или пластин. Твердооксидные топливные элементы работают при относительно высоких температурах, около 850-1000 градусов Цельсия. В результате этого при этих высоких рабочих температурах в плоских топливных элементах возникают проблемы с герметизацией вокруг керамических частей элементов. То есть существует необходимость в создании усовершенствованной установки с топливным элементом, которая создает низкие внутренние температурные нагрузки и соответственно имеет менее строгие требования к уплотнению.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение представляет собой установку с твердооксидным топливным элементом, которая включает в себя главное опорное средство, средство для фиксации, средство токосъема и, по крайней мере, одно средство топливного элемента. При этом в установке средство топливного элемента и средство токосъема выполнены с обеспечением возможности их перемещения в направлении, параллельном оси средства топливного элемента.
В соответствии с одним аспектом изобретения средство топливного элемента, например патрубки топливного элемента, жестко закрепляется на средстве токосъема, как, например, через проводящий материал (например, проводящую пасту), и образует узел, который является съемным как единое целое. В соответствии с одним вариантом осуществления средство топливного элемента устанавливается на деталях, выступающих над поверхностью средства фиксации, например на инжекторных патрубках (7), таким образом, чтобы зазор между средством топливного элемента и деталями, выступающими над поверхностью средства фиксации, был достаточно небольшим для того, чтобы была возможность эксплуатации без использования уплотнения между средством топливного элемента и средством фиксации. В соответствии с другим вариантом осуществления средство топливного элемента вставлено в углубление средства для фиксации. Длина катода и электролита является изменяющейся по окружности с целью создания не изолированной области на аноде для обеспечения токосъема. Главное опорное средство установки с топливным элементом может также функционировать в качестве топливного преобразователя.
Установка с топливным элементом может дополнительно включать в себя коллектор, как, например, коллектор, имеющий полусферическую куполообразную форму, средство теплообмена или камеру дожигания. Средство теплообмена может быть установлено или соединено при помощи какого-либо механического средства к главному опорному средству. Средство теплообмена и главное опорное средство могут быть изготовлены или смонтированы как единое целое.
Настоящее изобретение также предусматривает установку с твердооксидным топливным элементом, включающим в себя главный опорный патрубок, пластину топливного элемента, пластину токосъема, коллектор и, по меньшей мере, один патрубок топливного элемента, в котором, по меньшей мере, один патрубок топливного элемента и пластины токосъема выполнены с обеспечением возможности свободно перемещаться в направлении, параллельном оси патрубков топливных элементов.
Настоящее изобретение также предусматривает способ преобразования топлива в электрическую энергию, который включает в себя этап подачи топлива и других веществ (например, воздуха) в установку с твердооксидным топливным элементом, в котором установка с твердооксидным топливным элементом включает в себя главное опорное средство, средство для фиксации, средство токосъема и, по меньшей мере, одно средство топливного элемента, в котором, по меньшей мере, одно средство топливного элемента и средство токосъема выполнены с обеспечением возможности свободно перемещаться в направлении, параллельном оси средства топливного элемента.
Дополнительные аспекты настоящего изобретения будут очевидны, принимая во внимание последующее описание.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 изображен образец установки с топливным элементом. Главный опорный патрубок (2) вставлен в блок (1) топливных элементов, включающий в себя множество топливных элементов (3), пластину (4) топливного элемента, пластину (5) токосъема, и коллектор (6). Пластина (4) топливного элемента закреплена на главном опорном патрубке (2) с помощью физического, механического и/или химического средства, как, например, сила трения.
На Фиг.2 изображена пластина топливного элемента с инжекторными патрубками. Топливные элементы установлены на инжекторных патрубках (7), которые являются деталями пластины (4) топливного элемента.
Фиг.3 иллюстрирует установку с топливным элементом, содержащую топливные элементы и пластину токосъема в разобранном виде. Узел, содержащий пластину (5) токосъема и топливные элементы (3), может сниматься соскальзыванием с главного опорного патрубка (2).
На Фиг.4 изображена установка с топливным элементом со снятым главным опорным патрубком.
На Фиг.5 изображена альтернативная конструкция пластины топливного элемента. Пластина (4) топливного элемента выполнена из изоляционного материала, а топливные элементы (3) вставлены в углубления (8) в пластине (4) топливного элемента.
Фиг.6 иллюстрирует установку с топливным элементом, содержащим пластину из изоляционного материала, расположенную рядом с пластиной топливного элемента. Изоляционная пластина (10), выполненная из изоляционного материала и расположенная рядом с пластиной топливного элемента, как показано на Фиг.6, изготовлена с отверстиями, равными или немного меньшими, чем диаметр топливных элементов (3), для уменьшения утечки газа из топливных элементов (3) в местах соединения с пластиной (4) топливного элемента.
На Фиг.7 изображен боковой вид одного варианта осуществления топливного элемента. В этом варианте осуществления топливный элемент (3) включает в себя анод (11), катод (12) и электролит. Область (26) анода (11), выполненная в виде полукольца, частично не изолирована.
На Фиг.8 представлен вид сзади топливного элемента (3), изображенного на Фиг.7.
Фиг.9 изображает пластину токосъема с элементом (13) токосъема, выполненным в виде паза.
На Фиг.10 изображен узел, содержащий пластину токосъема и четыре патрубка топливного элемента. Паз (13) токосъема может быть заполнен проводящей пастой (14) после установки топливных элементов (3).
На Фиг.11 изображен топливный элемент с теплообменником на конце главного опорного патрубка. Теплообменник (9) предназначен для предварительного нагрева воздушно-топливной смеси перед поступлением в главный опорный патрубок (2), используя тепло, выделяющееся из отработанного газа в блоке (1).
На Фиг.12 представлена установка с топливным элементом с теплообменником и главным опорным патрубком в разобранном виде. Теплообменник (9) может быть присоединен или закреплен каким-либо способом к главному опорному патрубку (2) или изготовлен в качестве составной части главного опорного патрубка (2). Как изображено на Фиг.12, теплообменник (9) и главный опорный патрубок (2) могут быть сняты в качестве единого узла с блока (1) для облегчения текущего ремонта или перестановки.
Фиг.13 иллюстрирует установку с топливным элементом, снабженным коллектором куполообразной формы. Коллектор, расположенный на концевой части блока, подвергается температурным нагрузкам во время работы топливного элемента. Куполообразная форма коллектора (15) уменьшает его температурные нагрузки.
На Фиг.14 представлены конструкции коллекторов, имеющих цилиндрическую и куполообразную форму. Цилиндрический коллектор (6), изображенный на Фиг.14, имеющий плоскую поверхность крышки (16), подвергается термическому расширению во время работы топливного элемента, которое вызывает нагрузки в месте соприкосновения поверхности крышки (16) и окружающей цилиндрической стенки (17). Обод (18) в месте соприкосновения поверхности крышки (16) и цилиндрической стенки (17) уменьшает термические индуцированные нагрузки.
Фиг.15 иллюстрирует сечение установки с топливным элементом, в которой используется изоляция блока в качестве коллектора газа. Узел, содержащий топливный элемент, вставлен в изоляционный компонент (19) таким образом, что между пластиной (4) топливного элемента и изоляционным компонентом (19) образуется свободное пространство (21). Свободная полость (21) служит в качестве коллектора газа для предоставления пути прохождения газа от главного опорного патрубка (2) к топливным элементам (3).
На Фиг.16 изображен вид сечения установки с топливным элементом. Главный опорный патрубок (2) вставлен в блок (1) установки топливного элемента, включающий в себя множество топливных элементов (3), пластину (4) топливного элемента, пластину (5) токосъема и коллектор (6). Камера дожигания (20) закреплена на главном опорном патрубке (2) и сжигает неизрасходованное топливо, проходящее через блок (1).
Фиг.17 иллюстрирует сечение установки с топливным элементом, содержащей изоляционный компонент. Установка вставлена в изоляционный компонент (19) для предотвращения потери тепла из установки, что связанно с работой топливных элементов.
На Фиг.18 показано сечение установки с топливным элементом, в которой используется изоляция блока в качестве коллектора газа. Узел топливного элемента вставлен в изоляционный компонент (19) таким образом, что между пластиной топливного элемента (4) и изоляционным компонентом (19) образуется свободное пространство (21). Свободное пространство (21) служит для предоставления пути прохождения газу от главного опорного патрубка (2) к топливным элементам (3).
На Фиг.19 изображен топливный элемент (3) с устройством токосъема (22) с катода, которое состоит из неизолированного провода, плотно намотанного вокруг катода (12) топливного элемента. Анод (11) топливного элемента, расположенный в концевой части элемента, не изолирован для того, чтобы обеспечить токосъем после установки топливного элемента в пластину токосъема.
Фиг.20 иллюстрирует установку топливного элемента, которая имеет устройство токосъема, снабженное обмоткой кабеля. Устройство токосъема (22) с катода выполнено в виде кабеля, плотно обмотанного вокруг топливных элементов (3) и пропущенного через отверстие в пластине токосъема (5). Кабели также обматываются вокруг не изолированного материала анода, расположенного в концевой части соседних топливных элементов (3), для осуществления токосъема (23) с анода. При соединении анода и катодов соседних топливных элементов (3) топливные элементы (3) связываются в последовательные электрические цепи. Электрическая энергия, генерируемая топливным элементом, выводится из установки кабелями питания (24) и (25), соединенными соответственно с анодом и катодом установки.
На Фиг.21 представлена схема токосъема, в которой применяются проводящие клипсы (27) для соединения между собой топливных элементов (3), когда топливные элементы (3) и проводящие клипсы вставлены в пластину токосъема (5). Для осуществления контакта одного конца проводящей клипсы с анодом (11) и контакта противоположного конца проводящей клипсы (27) с катодом (12) в соседних топливных элементах (3) паз (29) для клипсы анода и паз (28) для клипсы катода располагаются рядом с отверстиями в пластине токосъема (5), на которой установлены топливные элементы (3). Часть анода (11) не закрыта электролитом и катодом (12) для облегчения контакта с проводящей клипсой (27).
На Фиг.22 представлено соединение катода одного топливного элемента (3) с анодом соседнего топливного элемента (3), которые вставлены в пластину токосъема (5) и проводящую клипсу (27).
На Фиг.23 изображен весь узел устройства токосъема с установленными четырьмя топливными элементами (3) в пластину токосъема (5) и с проводящими клипсами (27). Клипса (30) для отвода тока с анода и клипса (31) для отвода тока с катода установлены в соответствующие паз для клипсы анода и паз для клипсы катода. Керамический уплотнитель (32) установлен в пазу для клипсы катода для предотвращения подвижности проводящей клипсы (27) и клипсы (31) отвода тока с анода, которая может привести к появлению разрыва цепи или короткому замыканию.
Раскрытие изобретения
Далее описание настоящего изобретения, включая формулу изобретения, содержит различные термины конструкции устройства установки, выраженные в единственном числе, однако их следует соотносить с множеством таких элементов, которые означают эти термины, если не указано иначе. Так, например, упоминание «катализатор горения» подразумевает возможное наличие множества таких катализаторов, а упоминание «патрубок топливного элемента» подразумевает возможное наличие одного или более патрубков топливных элементов и эквивалентов, известных специалистам в данной области техники, и так далее. Все публикации, патентные заявки, патенты и другие ссылки, упомянутые в настоящем описании, ссылаются на полные их описания.
Настоящее изобретение представляет собой установку с топливным элементом, которая содержит главный опорный патрубок, пластину топливного элемента, пластину токосъема, множество патрубков топливных элементов, а также коллектор, средство изоляции, теплообменник или камеру дожигания. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения конструкция установки с топливным элементом допускает возможность не лимитированного расширения и сужения трубок топливного элемента во время температурных циклов, связанных с началом работы и остановкой работы устройства, что в свою очередь уменьшает или исключает температурные нагрузки, которые могут привести к преждевременному выходу из строя твердооксидных топливных элементов. Кроме того, устройство с топливным элементом сконструировано таким образом, что патрубки топливного элемента, также как и преобразователь топлива и теплообменник, могут быть легко отсоединены для текущего ремонта или перестановки.
Главный опорный патрубок (2), пластина (4) топливного элемента и пластина (5) токосъема могут быть изготовлены из любых материалов, пригодных для установки с ТОТЭ, например из керамических материалов. Главный опорный патрубок (2) может быть соединен с пластиной (4) топливного элемента с помощью ряда механизмов, использующих, например, силу трения или механические взаимодействия. На Фиг.1 изображена конструкция твердооксидного топливного элемента, в которой главный опорный патрубок (2) закреплен на пластине (4) топливного элемента только с помощью силы трения. Соединение между главным опорным патрубком (2) и пластиной (4) топливного элемента может представлять собой плотную подвижную посадку, так что сила трения удерживает на месте пластину (4) топливного элемента в главном патрубке преобразователя.
Главный опорный патрубок (2) может также функционировать в качестве внутреннего преобразователя для превращения топлива (например, пропана) в окись углерода и водород в результате реакции, осуществляемой в твердооксидных топливных элементах. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления преобразователь является преобразователем неполного окисления. Например, когда в качестве топлива используется пропан, преобразователь неполного окисления преобразует его в СО и Н2:
С3Н8 + 1.5 O2 → 3 СО + 4 Н2
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения топливные элементы (3) установлены на элементах пластины (4) топливного элемента, называемых инжекторными патрубками (7), как показано на Фиг.2. Инжекторные патрубки (7) могут быть выполнены в качестве внутренних элементов пластины (4) топливного элемента или изготавливаться отдельно и устанавливаться на пластину (4) топливного элемента. Диаметр патрубков топливного элемента (3) может быть слегка больше, чем диаметр инжекторных патрубков (7), так что существует узкий зазор, когда патрубок топливного элемента (3) установлен на инжекторный патрубок (7). Не требуется специальных уплотнителей для предотвращения потери нефтепродуктов (газообразного топлива) вследствие того, что перепад давления, возникающий благодаря узкому зазору между инжекторным патрубком (7) и внутренней частью топливного элемента (3), гораздо больше, чем перепад давления в камере топливного элемента, и таким образом остается достаточно большое встречное давление, которое минимизирует утечку нефтепродуктов (газообразного топлива) из внутренней части патрубка топливного элемента (3) без использования отдельного уплотнителя. Например, топливный элемент (3) с диаметром 2.8 мм может быть установлен на инжекторный патрубок (7) с диаметром 2.5-2.7 мм, и образующийся таким образом зазор не мешает работе устройства с топливным элементом. В другом варианте осуществления топливные элементы (3) укреплены на пластине топливного элемента путем установки в углубления (8) в пластине (4) топливного элемента, как представлено на Фиг.5. Диаметр углублений (8) может быть равным или немного меньше, чем таковой патрубков топливного элемента (3).
Для дальнейшего увеличения перепада давления в узком зазоре изолирующее средство, такое как пластина (10), изготовленная из изоляционного материала, может быть установлено рядом с пластиной (4) топливного элемента, как изображено на Фиг.6. Термин «рядом», использующийся здесь, означает ссылку на состояние, в котором нет зазора между соседними компонентами или даже если есть зазор между двумя соседними компонентами, то этот зазор настолько мал, что отсутствует влияние на функции деталей, что в данном случае означает создание обратного давления для уменьшения утечки газа. Изоляционная пластина (10) может содержать катализатор горения, который в случаях утечки топлива преобразует утерянное топливо в CO2 и поэтому помогает поддержанию нормального состояния окружающей среды снаружи каналов патрубков топливных элементов (3).
Подобным образом узкий зазор между главным опорным патрубком (2) и пластиной (4) топливного элемента, включая изоляционную пластину (10), предотвращает утечку нефтепродуктов через зазор между этими двумя элементами без использования отдельной прокладки.
Топливные элементы (3) присоединены к пластине (5) токосъема, как изображено на Фиг.1. В одном варианте осуществления изобретения каждый топливный элемент электрически соединен с пластиной (5) токосъема с помощью устройства токосъема, которое взаимно соединяет топливные элементы (3) подходящим образом с их параллельными и последовательными соединениями для получения желаемого выходного напряжения. Ряд механизмов может быть использован для облегчения токосъема. В одном варианте осуществления патрубок топливного элемента (3) изготовлен так, что катод и анод не изолированы, как изображено на Фиг.7-10 и 21-23, таким образом, что, когда топливный элемент (3) вставлен в пластину (5) токосъема в правильной ориентации, а конструкция в целом установлена в подходящем положении, существует возможность применения проводящей пасты или клипсы для соединения анодов и катодов соседних топливных элементов (3), если это необходимо. Например, система углублений может быть сделана в пластине (4) топливного элемента, как это изображено на Фиг.9, для облегчения применения проводящей пасты для соединения топливных элементов (3), как продемонстрировано на Фиг.10. Топливные элементы (3) могут иметь локальные плоскости, выступы или пазы, которые соединяются с соответствующими элементами пластины (5) токосъема для обеспечения правильной ориентации катода и анода топливного элемента по отношению к пластине (5) токосъема. Альтернативно топливный элемент (3) может быть изготовлен таким образом, что анод (11) частично не изолирован в полукольцевом элементе (26), как изображено на Фиг.7-8. Проводящие клипсы (27) используются для взаимного соединения топливных элементов (3), когда топливные элементы (3) и проводящие клипсы (27) вставлены в пластину (5) токосъема, как изображено на Фиг.21-23. Для удовлетворения условию контакта одного конца проводящей клипсы (27) с анодом (11) и контакта противоположного конца проводящей клипсы (27) с катодом (12) в соседних топливных элементах (3) паз (29) для клипсы анода и паз (28) для клипсы катода установлены рядом с отверстиями в пластине (5) токосъема, в которой укреплены топливные элементы (3). Керамический уплотнитель (32) установлен в пазу клипсы катода для предотвращения подвижности проводящей клипсы (27) и клипсы (31) отвода тока с анода, что может привести к появлению разрыва цепи или короткому замыканию (Фиг.23). Токосъем с патрубков топливного элемента (3) может быть выполнен с использованием кабеля (например, серебряного кабеля) или другого подходящего средства для взаимного соединения анодов и катодов отдельных топливных элементов (3). На Фиг.19-20 представлена другая схема токосъема, в которой токосъем (22) с катода осуществляется благодаря кабелю, плотно обмотанному вокруг топливных элементов (3) и пропущенному через отверстие в пластине (5) токосъема. Анод (11) топливного элемента в концевой части топливного элемента не изолирован для обеспечения токосъема после того, как топливный элемент (3) установлен на пластине токосъема. Кабели также обмотаны вокруг не изоляционного материала анода, расположенного в концевой части соседних топливных элементов (3), для осуществления токосъема (23) с анода. При соединении анода и катодов соседних топливных элементов (3) топливные элементы (3) связываются в электрическую цепь. Электрическая энергия, генерируемая топливным элементом (3), выводится из установки кабелями (24) и (25) питания, соединенными соответственно с анодом и катодом установки.
В одном варианте осуществления изобретения пластина (5) токосъема представляет собой элемент скользящей посадки, установленный на главном опорном патрубке (2), подвижный в направлении, параллельном оси патрубков топливных элементов (3). Термин «подвижный», использованный здесь, имеет отношение к изменению относительного положения между двумя объектами, такими как пластина (5) токосъема и главный опорный патрубок (2). Он также имеет отношение к изменению относительного положения между частями одного объекта (например, удлинение или укорочение части патрубка топливного элемента (3), такой как концевая часть топливного элемента (3) в области анода (11)) с другими объектами (например, главным опорным патрубком (2)). Узел, объединяющий пластину (5) токосъема и топливные элементы (3), может скользить вдоль главного опорного патрубка (2). Во время работы установки с топливным элементом узел, содержащий пластину токосъема и топливные элементы, может увеличиваться в длину благодаря наличию зазора между главным опорным патрубком и пластиной (5) токосъема. Способность к подвижности минимизирует компрессионные силы продольного направления, действующие на топливные элементы (3).
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, устройство токосъема и узел топливного элемента могут легко сниматься с блока для текущего ремонта и перестановки, поскольку они легко соскальзывают с главного опорного патрубка (2), как изображено на Фиг.3. В соответствии с другим вариантом осуществления главный опорный патрубок (2) может быть снят с блока благодаря наличию скользящей посадки (посадке на силе трения) к пластине (4) топливного элемента, как изображено на Фиг.4.
Альтернативная модель пластины (4) топливного элемента изображена на Фиг.5, в которой пластина, которая обычно изготавливается из оксида алюминия или сходного керамического материала, создана с использованием изоляционного материала, например волокон оксида алюминия, толщиной 2-8 микрон. В этой конструкции зазор между главным опорным патрубком (2) и пластиной (4) топливного элемента может быть больше, поскольку заглубление главного опорного патрубка (2) в пластину (4) топливного элемента больше, что приводит к большему перепаду давления между внутренней частью патрубка топливного элемента (3) и областью, окружающей патрубок топливного элемента (3), что, тем самым, минимизирует утечку топлива.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения изоляционная пластина (10) расположена рядом с пластиной (4) топливного элемента, как изображено на Фиг.6. Отверстия, через которые проходят патрубки топливного элемента (3) в изоляционной пластине, могут быть изготовлены с диаметром, равным или немного меньшим, чем отдельные патрубки топливных элементов (3), образуя плотную посадку между топливными элементами (3) и изоляционной пластиной. Изоляционная пластина (10) может быть соединена с пластиной (4) топливного элемента с помощью физического или химического средства, такого как агент, связывающий оксид алюминия или сила трения. В результате узел, содержащий пластину топливного элемента и изоляционную пластину, имеет повышенную устойчивость к утечке топлива вследствие большого перепада давления между внутренней частью патрубка топливного элемента (3) и областью, окружающей патрубок топливного элемента (3).
Главный опорный патрубок, который может содержать химический преобразователь в некоторых способах применения, может также быть прикреплен или содержать в себе теплообменник или камеру дожигания, как изображено на Фиг.10 и 16-18. Теплообменник поглощает тепло отработанного газа блока топливного элемента, который затем используется для предварительного нагревания входящей топливно-воздушной смеси. Тот же эффект получается в камере дожигания с помощью преобразования неизрасходованного топлива для выделения тепла с использованием катализатора горения, такого как частицы Pt/Al2О3,
гранулы PtRh/CeO2/AlO3 и вспененный монолит Pt/α-Al2O3. Узел, содержащий теплообменник, камеру дожигания и главный опорный патрубок (2), может сниматься с блока для текущего ремонта или перестановки, как изображено на Фиг.11.
Нагревание коллектора во время работы топливных элементов (3) создает термически индуцированные нагрузки. Установка коллектора (15), имеющего полусферическую куполообразную форму, как изображено на Фиг.13, уменьшает уровень нагрузок внутри коллектора. Как изображено на Фиг.14, коллектор (6), имеющий плоскую поверхность (16) крышки, испытывает нагрузки в месте соприкосновения поверхности (16) крышки с окружающими цилиндрическими стенками (17). Обод (18), располагающийся в месте соприкосновения, уменьшает термически индуцированные нагрузки. Полусферическая форма коллектора (15) способствует дополнительному уменьшению уровня нагрузок, уменьшая при этом и вес коллектора. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения функция коллектора может быть изменена, как изображено на Фиг.18, путем соединения пластины (5) токосъема с изоляционным компонентом, который непроницаем для газа. Это позволяет исключить коллектор как отдельную часть установки и может уменьшить общую стоимость установки.
Пример
Следующий пример, иллюстрирующий настоящее изобретение, излагается для того, чтобы помочь в понимании сути изобретения и не должен быть истолкован как ограничение тем или иным способом области применения изобретения, которое определено в формуле изобретения, следующей далее.
Следующий пример описывает конструкцию установки с топливным элементом, содержащую 36 топливных элементов. Пластина токосъема, пластина топливного элемента и крышка коллектора были изготовлены из оксида алюминия или макора (механически обрабатываемой стеклокерамики) и произведены формованием геля, который применяется в данной области техники. Главный опорный патрубок был изготовлен из экструдированного оксида алюминия, который был протестирован нагреванием до 1550°. Плотный фибровый картон Saffil был использован для создания изоляционной пластины, в то время как войлок Saffil был использован для изготовления уплотнителей.
Пластина топливного элемента, пластина токосъема, купол коллектора и изоляционная пластина были предварительно нагреты до 950° для того, чтобы убедиться в том, что эти детали годятся для применения при высоких температурах. Дополнительные элементы, такие как отверстия или пазы для термопар, устройство для токосъема или продува воздуха, были добавлены к этим деталям. Инжекторные патрубки были сделаны путем нарезания экструдированной трубки из оксида алюминия (внешний диаметр 2.6 мм; внутренний диаметр 1.4 мм). Длина инжекторных патрубков составляла 5-15 мм в зависимости от длины топливного элемента. Инжекторные патрубки были далее вставлены и зафиксированы на пластине топливного элемента с использованием агента, склеивающего оксид алюминия, Resbond 989 Hi-Purity Alumina Ceramic, и затем выдерживались 2 часа при 600°С, чтобы убедиться в том, что произошло соответствующее склеивание.
36 топливных элементов изготавливались в соответствии со способом, представленным в патентной заявке США №60/526,398, озаглавленной «Твердооксидный топливный элемент с укрепленным анодом, использующий металлокерамический электролит». Затем топливные элементы были установлены на пластину токосъема. Электрические соединения были сделаны с учетом требований к величине напряжения на выходе. Например, для получения на выходе 36 В требуется соединить последовательно 36 топливных элементов, в то время как для получения 18 В потребуется, чтобы 36 топливных элементов были бы соединены последовательно как 18 пар. Электрические соединения между элементами были сделаны с использованием узла, содержащего пластину из проводящего материала и пенообразующую и/или проводящую пасту, такую как серебро и Ni/YSZ металлокерамику. Этот узел затем был высушен при 70° в течение 2 часов. Слой агента, склеивающего оксид алюминия, был нанесен затем на верхнюю часть пластины токосъема для того, чтобы склеить соединение между пластиной токосъема и топливными элементами.
Преобразующий катализатор преобразования был добавлен в главный опорный патрубок. Четыре компонента катализатора были добавлены последовательно, чтобы убедиться в том, что катализаторы РОХ были добавлены в первую очередь так, чтобы реакция преобразования/горения переходила от экзотермической к эндотермической (от компонента 1 до 4). Компоненты катализатора закреплялись на позиции с помощью агента, склеивающего оксид алюминия (Resbond 989 Hi-Purity Alumina Ceramic). Главный опорный патрубок затем был прогрет при 70° в течение 4-6 часов.
Подготовленный главный опорный патрубок и пластина топливного элемента были склеены вместе с использованием Resbond 989 Hi-Purity Alumina Ceramic. Узел затем прогревался в течение 2 часов при 70°. Два уплотнителя из войлока Saffil помещались поверх инжекторных патрубков. Узел, содержащий топливные элементы и пластину токосъема, и узел, содержащий главный опорный патрубок и пластину топливного элемента, были объединены вместе, как изображено на Фиг.3.
Коллектор был прикреплен к пластине топливного элемента, изоляционная пластина была укреплена на пластине токосъема. Катализатор горения был помещен вокруг главного опорного патрубка на расстоянии 10 мм выше изоляционной пластины. Войлок Saffil затем обматывался вокруг катализатора горения до тех пор, пока внешний диаметр катализатора горения с войлоком Saffil не был равен внешнему диаметру пластины токосъема. Устройство или «блок», включающий в себя термопары и изолирующие трубки для кабелей, было затем прогрето в течение 4 часов при 70°С.
Затем блок вдвигали в теплообменник, имеющий форму трубки, который имел внутренний диаметр немного больше, чем внешний диаметр пластины топливного элемента и пластины токосъема. Теплообменник располагался таким образом, что отверстия во внутренней стенке теплообменника располагались на одной линии с началом активного электрода топливного элемента. Этот узел затем был помещен в подходящую изолирующую оболочку, которая была сконструирована с учетом того, что температура внешней поверхности установки с топливным элементом поддерживается на уровне ниже 80°С во время работы установки.
Установка с топливным элементом была протестирована при следующих условиях. Установка начала работу с использованием топлива кислород/пропан (2.4:1 соответственно) при скорости протекания 1-2.5 л/мин. Поджиг был произведен при использовании электронного зажигателя, расположенного в задней части камеры дожигания. Температура в установке достигла 700°С менее чем за 10 минут. В этот момент отношение кислород/пропан изменялось до значения, находящегося между 1.8 и 2.2 в зависимости от желаемой загрузки установки (полная загрузка = 1.8; низкая загрузка = 2.2). Отношения варьировали, чтобы максимизировать выход водорода при необходимости высокого уровня загрузки и сбалансировать рабочую температуру блока, которая возросла до 850°С при полной загрузке. Установка давала 57 Вт при 850°С при работе с соотношением кислород/пропан, равным 1.9. Затем установка была выключена на уменьшенной скорости протекания топлива (1/4 полной загрузки), в то время как отношение кислород/пропан поддерживалось на уровне 2.2.
Поскольку вышеупомянутое изобретение было описано с некоторыми деталями для достижения ясности и понимания, специалисты в данной области техники при прочтении описания изобретения смогут понять, что могут быть сделаны различные изменения в форме и деталях без выхода за пределы действительной области применения изобретения в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (25)

1. Установка с твердооксидным топливным элементом, содержащая главный опорный патрубок, содержащий один или более преобразующих катализаторов, пластину топливного элемента, устройство токосъема, содержащее пластину токосъема, и, по меньшей мере, один топливный элемент, в которой, по меньшей мере, один топливный элемент и пластина токосъема выполнены с обеспечением возможности перемещения в направлении, параллельном продольной оси, по меньшей мере, одного топливного элемента.
2. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой, по меньшей мере, один топливный элемент и устройство токосъема образуют единый съемный узел.
3. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой пластина топливного элемента закреплена к главному опорному патрубку.
4. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой, по меньшей мере, один топливный элемент прикреплен к пластине топливного элемента.
5. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой пластина топливного элемента содержит, по меньшей мере, один инжекторный патрубок и, по меньшей мере, один топливный элемент установлен, по меньшей мере, на один инжекторный патрубок.
6. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.5, в которой, по меньшей мере, один топливный элемент, установлен, по меньшей мере, на один инжекторный патрубок без уплотнения.
7. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.5, в которой, по меньшей мере, один инжекторный патрубок прикреплен к пластине топливного элемента.
8. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.5, в которой, по меньшей мере, один инжекторный патрубок является неразъемной составляющей пластины топливного элемента.
9. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой, по меньшей мере, один топливный элемент вставлен в углубление пластины топливного элемента.
10. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой средство фиксации содержит изоляционный материал.
11. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, дополнительно содержащая теплообменник и/или камеру дожигания.
12. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.11, в которой теплообменник и/или камера дожигания образуют единый съемный узел с главным опорным патрубком.
13. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.11, в которой камера дожигания содержит катализатор горения.
14. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, дополнительно содержащая изолятор между пластиной топливного элемента и устройством токосъема.
15. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.14, в которой изолятор содержит катализатор горения.
16. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, дополнительно содержащая коллектор.
17. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.16, в которой коллектор имеет куполообразную форму.
18. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой главный опорный патрубок, устройство токосъема, пластина топливного элемента и, по меньшей мере, один топливный элемент содержат узел топливного элемента, и узел топливного элемента вставлен в изоляционный элемент.
19. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.18, содержащая свободную полость между пластиной топливного элемента и изоляционным элементом.
20. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.19, в которой свободное пространство использовано для функционирования в качестве коллектора.
21. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой топливный элемент является трубчатым.
22. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой, по меньшей мере, один топливный элемент содержит электролит, катод и анод, при этом катод и электролит имеют вариабельную длину по окружности, чтобы анод был не изолированным для облегчения токосъема.
23. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, в которой пластина токосъема соединена, по меньшей мере, с одним топливным элементом с помощью проводящего элемента.
24. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.23, в которой проводящим элементом является проводящая паста или проводящая клипса.
25. Установка с твердооксидным топливным элементом по п.1, содержащая 36 топливных элементов.
RU2007114025/09A 2004-09-09 2005-09-08 Установка с твердооксидным топливным элементом RU2357331C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/939,185 2004-09-09
US10/939,185 US7629069B2 (en) 2004-09-09 2004-09-09 Solid oxide fuel cell system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007114025A RU2007114025A (ru) 2008-10-27
RU2357331C2 true RU2357331C2 (ru) 2009-05-27

Family

ID=35996630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007114025/09A RU2357331C2 (ru) 2004-09-09 2005-09-08 Установка с твердооксидным топливным элементом

Country Status (11)

Country Link
US (2) US7629069B2 (ru)
EP (1) EP1825546B1 (ru)
JP (1) JP5161572B2 (ru)
KR (1) KR20070100688A (ru)
CN (1) CN101053105A (ru)
AT (1) ATE521999T1 (ru)
AU (1) AU2005282313B2 (ru)
CA (1) CA2579649C (ru)
RU (1) RU2357331C2 (ru)
UA (1) UA88920C2 (ru)
WO (1) WO2006029372A2 (ru)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7629069B2 (en) * 2004-09-09 2009-12-08 Nanodynamics Energy, Inc. Solid oxide fuel cell system
KR101300541B1 (ko) 2005-06-24 2013-09-02 프레스톤 프로닥츠 코포레이션 경납땜된 금속 표면의 부식을 억제하는 방법 및 거기에사용하기 위한 냉각제 및 첨가제
JP4943037B2 (ja) * 2005-07-27 2012-05-30 京セラ株式会社 燃料電池モジュール
JP4910347B2 (ja) * 2005-09-27 2012-04-04 トヨタ自動車株式会社 スペーサを兼ねた集電電極を備えた燃料電池セルモジュール
JP2007172846A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology チューブ型電気化学リアクターセル及びそれらから構成される電気化学反応システム
JP4240530B2 (ja) 2006-09-15 2009-03-18 Ｔｏｔｏ株式会社 燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタック及びそれらを含む燃料電池
JP5301540B2 (ja) * 2007-08-03 2013-09-25 ナノダイナミクス エナジー， インコーポレイテッド 改善されたガスのチャネル搬送および熱交換を有する固体酸化物燃料電池システム
US8309270B2 (en) * 2007-08-03 2012-11-13 Cp Sofc Ip, Llc Solid oxide fuel cell systems with improved gas channeling and heat exchange
US20090050680A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Protonex Technology Corporation Method for connecting tubular solid oxide fuel cells and interconnects for same
US8409760B2 (en) * 2009-01-20 2013-04-02 Adaptive Materials, Inc. Method for controlling a water based fuel reformer
US8936888B2 (en) * 2009-01-30 2015-01-20 Adaptive Materials, Inc. Fuel cell system with flame protection member
DE102009037148B4 (de) * 2009-08-06 2014-02-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Festoxid-Brennstoffzellen-System
KR101040815B1 (ko) 2009-11-17 2011-06-13 삼성에스디아이 주식회사 원통형 고체산화물 연료전지용 매니폴드 장치
US20110189587A1 (en) * 2010-02-01 2011-08-04 Adaptive Materials, Inc. Interconnect Member for Fuel Cell
US20110189578A1 (en) * 2010-02-01 2011-08-04 Adaptive Materials, Inc. Fuel cell system including a resilient manifold interconnecting member
JP5383550B2 (ja) * 2010-02-24 2014-01-08 京セラ株式会社 燃料電池モジュール
US8796888B2 (en) 2010-07-07 2014-08-05 Adaptive Materials, Inc. Wearable power management system
KR101186537B1 (ko) 2011-05-17 2012-10-08 한국에너지기술연구원 마이크로 원통형 고체산화물 연료전지 스택 및 이를 이용한 고체산화물 연료전지 발전시스템
TWI427308B (zh) * 2011-10-18 2014-02-21 Iner Aec Executive Yuan 多功能固態氧化物燃料電池檢測裝置
KR101334930B1 (ko) 2011-12-08 2013-11-29 한국에너지기술연구원 집전체 및 매니폴드 일체형, 고체산화물 연료전지용 또는 고체산화물 수전해기용 장치
JP5975255B2 (ja) * 2012-02-21 2016-08-23 Toto株式会社 燃料電池装置
US10109867B2 (en) 2013-06-26 2018-10-23 Upstart Power, Inc. Solid oxide fuel cell with flexible fuel rod support structure
AU2014408260B2 (en) 2014-10-07 2020-12-17 Upstart Power Inc SCOFC-conduction
DE102015210136A1 (de) * 2015-06-02 2016-12-08 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellenvorrichtung
US20170092964A1 (en) * 2015-09-28 2017-03-30 General Electric Company Fuel cell module including heat exchanger and method of operating such module
US10790523B2 (en) 2015-10-20 2020-09-29 Upstart Power, Inc. CPOX reactor control system and method
JP6606606B2 (ja) 2015-10-20 2019-11-13 プロトネクス テクノロジー コーポレイション 改良されたｃｐｏｘ燃料改質器およびｓｏｆｃシステム
EP3216443A1 (en) 2016-03-10 2017-09-13 Athenion AG Beverage preparation capsule for delivery of a solubilisate
CN115566219A (zh) 2016-08-11 2023-01-03 新兴电力公司 平面固体氧化物燃料电池单元、堆、堆单元和系统
JP7037312B2 (ja) * 2016-12-02 2022-03-16 森村Ｓｏｆｃテクノロジー株式会社 燃料電池セルスタック装置及び固体酸化物形燃料電池装置
CN109361005A (zh) * 2018-11-02 2019-02-19 浙江晨阳新材料有限公司 一种固体氧化物燃料电池装置
CN114450829B (zh) 2019-08-14 2025-08-22 新贵电力公司 固体氧化物燃料电池传导
US12327854B2 (en) 2020-05-30 2025-06-10 Solomon Alema Asfha Apparatuses and methods for carbon dioxide capturing and electrical energy producing system
CN111969165B (zh) * 2020-08-17 2022-07-29 北京理工大学 一种管式固体氧化物燃料电池集流连接结构
JP7741312B2 (ja) 2021-10-22 2025-09-17 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 洗浄装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4374184A (en) * 1981-09-29 1983-02-15 Westinghouse Electric Corp. Fuel cell generator and method of operating same
US4808491A (en) * 1988-02-16 1989-02-28 Westinghouse Electric Corp. Corner heating in rectangular solid oxide electrochemical cell generators
WO1999017390A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Waikatolink Limited Integrated solid oxide fuel cell and reformer
RU2129323C1 (ru) * 1996-08-08 1999-04-20 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт технической физики Батарея твердооксидных топливных элементов

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3457052A (en) * 1965-09-14 1969-07-22 Westinghouse Electric Corp High temperature,electrically conductive hermetic seals
US3718506A (en) * 1971-02-22 1973-02-27 Bbc Brown Boveri & Cie Fuel cell system for reacting hydrocarbons
US4374185A (en) * 1981-05-14 1983-02-15 United Technologies Corporation High temperature, high pressure chemical resistant seal material
US4640875A (en) 1985-02-07 1987-02-03 Westinghouse Electric Corp. Fuel cell generator containing a gas sealing means
US4728584A (en) 1986-10-21 1988-03-01 Westinghouse Electric Corp. Fuel cell generator containing self-supporting high gas flow solid oxide electrolyte fuel cells
DE3640209A1 (de) 1986-11-25 1988-06-01 Basf Ag Batterien aus methanol/luft-brennstoffzellen mit polymeren elektrolyten hoher energie- und leistungsdichte und rohrfoermiger anordnung
EP0376579B1 (en) 1988-12-22 1993-08-04 Ngk Insulators, Ltd. One-end closed ceramic double tube and method of manufacturing the same
JP2601911B2 (ja) * 1989-06-30 1997-04-23 三菱重工業株式会社 円筒型固体電解質型燃料電池
US5273839A (en) 1989-07-28 1993-12-28 Ngk Insulators, Ltd. Fuel cell generator
US5045169A (en) * 1990-02-05 1991-09-03 Westinghouse Electric Corp. Solid oxide electrolyte electrochemical oxygen generator
JP3277512B2 (ja) 1991-01-21 2002-04-22 東陶機器株式会社 燃料電池を組み込んだ発電装置
US5273837A (en) 1992-12-23 1993-12-28 Corning Incorporated Solid electrolyte fuel cells
EP0770269B1 (en) * 1995-04-12 2001-08-22 International Fuel Cells Corporation Fuel processing apparatus having a furnace for fuel cell power plant
JP3263561B2 (ja) * 1995-04-14 2002-03-04 三菱重工業株式会社 固体電解質燃料電池
US5733675A (en) * 1995-08-23 1998-03-31 Westinghouse Electric Corporation Electrochemical fuel cell generator having an internal and leak tight hydrocarbon fuel reformer
JPH11111314A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Kansai Electric Power Co Inc:The 固体電解質型燃料電池のカソード集電構造及び該集電構造を用いた固体電解質型燃料電池発電モジュール
US6379485B1 (en) 1998-04-09 2002-04-30 Siemens Westinghouse Power Corporation Method of making closed end ceramic fuel cell tubes
WO2001089010A1 (en) 2000-05-18 2001-11-22 Corning Incorporated Solid oxide fuel cells with symmetric composite electrodes
US6428920B1 (en) * 2000-05-18 2002-08-06 Corning Incorporated Roughened electrolyte interface layer for solid oxide fuel cells
JP5234554B2 (ja) * 2001-03-22 2013-07-10 独立行政法人産業技術総合研究所 固体電解質型燃料電池スタック構造体
JP2002313374A (ja) * 2001-04-09 2002-10-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池システム
DE10132078A1 (de) * 2001-07-05 2003-01-23 Stephan Blum Elektrodenanordnung
WO2003023886A1 (en) * 2001-09-06 2003-03-20 Toto Ltd. Solid state electrolytic fuel cell
US20030054215A1 (en) 2001-09-20 2003-03-20 Honeywell International, Inc. Compact integrated solid oxide fuel cell system
CA2466262A1 (en) 2001-11-06 2003-05-15 Freedom Cell Power Corporation Fuel cell element
JP4960593B2 (ja) 2002-05-07 2012-06-27 ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア 電気化学的電池スタック組立体
US7229712B2 (en) * 2003-03-07 2007-06-12 Microcell Corporation Fuel cell structures and assemblies
JP2004356014A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Sanyo Electric Co Ltd 固体酸化物燃料電池、固体酸化物燃料電池アセンブリ、固体酸化物燃料電池モジュール及び固体酸化物燃料電池発電装置
US7767329B2 (en) * 2003-11-17 2010-08-03 Adaptive Materials, Inc. Solid oxide fuel cell with improved current collection
US20050282060A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 Mti Micro Fuel Cells, Inc. Fuel cell endplate system
US7629069B2 (en) * 2004-09-09 2009-12-08 Nanodynamics Energy, Inc. Solid oxide fuel cell system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4374184A (en) * 1981-09-29 1983-02-15 Westinghouse Electric Corp. Fuel cell generator and method of operating same
US4808491A (en) * 1988-02-16 1989-02-28 Westinghouse Electric Corp. Corner heating in rectangular solid oxide electrochemical cell generators
RU2129323C1 (ru) * 1996-08-08 1999-04-20 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт технической физики Батарея твердооксидных топливных элементов
WO1999017390A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Waikatolink Limited Integrated solid oxide fuel cell and reformer

Also Published As

Publication number Publication date
ATE521999T1 (de) 2011-09-15
JP5161572B2 (ja) 2013-03-13
EP1825546A2 (en) 2007-08-29
US7629069B2 (en) 2009-12-08
KR20070100688A (ko) 2007-10-11
CA2579649A1 (en) 2006-03-16
CA2579649C (en) 2013-05-07
UA88920C2 (ru) 2009-12-10
US7875403B2 (en) 2011-01-25
RU2007114025A (ru) 2008-10-27
US20100068582A1 (en) 2010-03-18
CN101053105A (zh) 2007-10-10
AU2005282313B2 (en) 2010-08-12
US20060051642A1 (en) 2006-03-09
EP1825546A4 (en) 2009-09-16
AU2005282313A1 (en) 2006-03-16
JP2008512846A (ja) 2008-04-24
WO2006029372A2 (en) 2006-03-16
WO2006029372A3 (en) 2007-01-25
EP1825546B1 (en) 2011-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2357331C2 (ru) Установка с твердооксидным топливным элементом
US20100086824A1 (en) Assemblies of hollow electrode electrochemical devices
EP1309027B1 (en) Fuel cell
JP2005518645A (ja) 燃料電池のスタッキングおよびシーリング
RU2577326C1 (ru) Батарея трубчатых твердооксидных топливных элементов и устройство топливных элементов, инкорпорирующее такую батарею
JP2930326B2 (ja) 固体電解質型燃料電池
CA2457609A1 (en) Heating solid oxide fuel cell stack
JPH03274672A (ja) 固体電解質型燃料電池
US11824232B2 (en) Internal light off mechanism for solid oxide fuel cell system startup using a spark ignitor
US4824742A (en) Manifold, bus support and coupling arrangement for solid oxide fuel cells
JP5039260B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池システム
JPH0334258A (ja) 円筒型固体電解質型燃料電池
JP2004247232A (ja) 高温固体酸化物形燃料電池
CN100511809C (zh) 环形导体框架支撑的平板式固体氧化物燃料电池堆构件
US7041410B2 (en) Fuel cell stack in a pressure vessel
KR101119363B1 (ko) 다중원통지지체를 구비한 연료전지
CN219328119U (zh) 用于固体氧化物燃料电池系统的电热塞及固体氧化物燃料电池系统
US20230130672A1 (en) Glow plug for a fuel cell system
JP6277808B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池スタック、固体酸化物形燃料電池モジュールおよび固体酸化物形燃料電池システム
JP7446113B2 (ja) 燃料電池発電システム
JP2008147026A (ja) 固体酸化物形燃料電池
JP2006004759A (ja) 燃料電池の接続管の接続構造
MXPA00003279A (en) Integrated solid oxide fuel cell and reformer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150909