System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种连接板结构及固体氧化物燃料电池制造技术_技高网

一种连接板结构及固体氧化物燃料电池制造技术

技术编号:40906759 阅读:22 留言:0更新日期:2024-04-18 14:37
本发明专利技术公开了一种连接板结构及固体氧化物燃料电池,包括:连接板板体,至少一侧设置为流场侧,流场侧设有沿长度方向延伸的多个横流道槽、沿宽度方向延伸的多个纵流道槽,多个横流道槽沿宽度方向间隔排列,多个纵流道槽沿长度方向间隔排列,横流道槽与纵流道槽交叉连通,相邻两个横流道槽与相邻两个纵流道槽之间围成凸肋部,凸肋部设有呈倾斜设置的斜流道槽,斜流道槽均与横流道槽、纵流道槽呈夹角连接。使得气流在连接板长度方向实现多级分配,使得气流在气道长度方向上均匀度提升,气流在宽度方向上互相相连,增强了气流在宽度方向上分布的均匀性,实现气流在电池片内滞留时间增加,有利于减小电池内部应力,提高SOFC的长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池领域,特别涉及一种连接板结构及固体氧化物燃料电池


技术介绍

1、固体氧化物燃料电池(sofc)主要包括阳极、电解质、阴极、连接板、气道、密封层、外边框等结构。连接板是由凸出的肋结构以及底部基板构成,而肋结构和基板围成的凹槽成为输送燃料气和氧化剂气体流道,因此不同的连接板设计则形成了不同的气道结构。作为一种将燃料化学能转变为电能的装置,sofc电能的产生以消耗燃料气和氧气为代价。燃料和空气(或纯氧)分别从燃料气道和空气气道进入阳极和阴极,经扩散抵达三相线处进行催化电化学反应从而产电。由于高温氧化氛围以及导o2-的需要,sofc通常采用钙钛矿氧化物作为阴极材料,而钙钛矿氧化物阴极材料的电子电导率较低,因此通常采用较薄的阴极层以降低阴极导致的欧姆损耗。相对分子质量较大的o2的扩散系数相对较低,而较薄的阴极层不利于o2从气道正对电极向连接板肋正对的电极区域的扩散,因此导致了肋正对电极区域容易出现氧死区域,极大地限制了sofc的电化学反应以及输出功率提升。此外,阳极作为支撑体通常较厚,这也加大了阳极气流扩散进入活化反应区域的难度,最终导致较大的浓差极化。因此通过流道结构设计将燃料气和氧气及时输送到电极三相反应区域是sofc高效输出电能的关键。目前对于低温质子交换膜燃料电池的流道设计研究较多,sofc流道设计工作相对较少,还需要进一步进行研究。


技术实现思路

1、本专利技术目的在于提供一种连接板结构及固体氧化物燃料电池,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、为解决上述技术问题所采用的技术方案:

3、首先本专利技术提供一种连接板结构,包括:板体,至少一侧设置为流场侧,所述流场侧设有沿长度方向延伸的多个横流道槽、沿宽度方向延伸的多个纵流道槽,多个横流道槽沿所述宽度方向间隔排列,多个纵流道槽沿所述长度方向间隔排列,所述横流道槽与所述纵流道槽交叉连通,相邻两个所述横流道槽与相邻两个纵流道槽之间围成凸肋部,所述凸肋部设有呈倾斜设置的斜流道槽,所述斜流道槽均与所述横流道槽、所述纵流道槽呈夹角连接。

4、作为上述技术方案的进一步改进,所述凸肋部设有两个所述斜流道槽,两个所述斜流道槽呈x交叉设置。

5、作为上述技术方案的进一步改进,两个所述斜流道槽将所述凸肋部分割为四个三角形的凸肋单元,相对的两个凸肋单元呈对称设置。

6、作为上述技术方案的进一步改进,所述凸肋单元的三角处呈圆角设置。

7、作为上述技术方案的进一步改进,在所述流场侧的投影面上,所有所述横流道槽、纵流道槽、斜流道槽的面积与所有凸肋单元的端面的面积之比为1:1。

8、作为上述技术方案的进一步改进,所述流场侧设有呈相对设置的进口端和出口端,所述横流道槽、纵流道槽和斜流道槽的宽度从所述进口端往所述出口端的方向逐渐增大。

9、作为上述技术方案的进一步改进,所述凸肋部的表面设有抗cr挥发的保护涂层。

10、作为上述技术方案的进一步改进,电池宽度方向两端的气道可以适当加宽以适应电堆不同歧管位置设置。

11、此外,本专利技术还提供一种固体氧化物燃料电池,其特征在于:包括若干所述的连接板结构。

12、作为上述技术方案的进一步改进,还包括依次叠合的若干电池单元,所述电池单元包括依次叠合的阳极侧连接板、阳极气体扩散层、阳极功能层、电解质层、阴极功能层、阴极电流收集层和阴极侧连接板,所述阳极侧连接板和阴极侧连接板至少一个为所述连接板结构。

13、作为上述技术方案的进一步改进,所述阳极侧连接板上肋与连接板基板的形成燃料流道,所述阴极侧连接板上的肋与阴极侧基板形成空气流道,所述燃料流道与所述空气流道的流向呈反向流设置。

14、本专利技术的有益效果是:

15、本专利技术通过结构设计使得凸肋部围成斜流道槽来连通所述横流道槽和所述纵流道槽,可使得气流在连接板长度方向实现多级分配,使得气流在气道长度方向上均匀度提升,气流在宽度方向上互相相连,增强了气流在宽度方向上分布的均匀性,可以适应多种多歧管结构和大气道结构的设计和空间布置,实现气流在电池片内滞留时间增加,实现更多气体扩散进入电极内部,由于气流分配的均匀性增强导致的电化学反应速率、温度场等其他物理场分布的均匀性提升,有利于减小电池内部应力,提高sofc的长期稳定性。

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【技术保护点】

1.一种连接板结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的连接板结构,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的连接板结构,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的连接板结构,其特征在于:

5.根据权利要求3所述的连接板结构,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的连接板结构,其特征在于:

7.根据权利要求1所述的连接板结构,其特征在于:

8.一种固体氧化物燃料电池,其特征在于:包括若干如权利要求1至7任意一项所述的连接板结构。

9.根据权利要求8所述的固体氧化物燃料电池,其特征在于:

10.根据权利要求9所述的固体氧化物燃料电池,其特征在于:

【技术特征摘要】

1.一种连接板结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的连接板结构,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的连接板结构,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的连接板结构,其特征在于:

5.根据权利要求3所述的连接板结构,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的连接...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭美婷蒋三平乐忠威李智姗
申请(专利权)人:佛山仙湖实验室
类型:发明
国别省市:

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