包括散热器插件的燃料电池堆组合件的制作方法

本公开大体上涉及燃料电池系统，且尤其是涉及具有散热器插件的燃料电池堆组合件。

背景技术：

1、燃料电池是可将存储于燃料中的能量以高效率转化成电能的电化学装置。高温燃料电池包括固体氧化物和熔融碳酸盐燃料电池。这些燃料电池可使用氢气和/或烃类燃料操作。存在各种燃料电池，例如固体氧化物可逆燃料电池，其还允许反转操作，使得水或其它氧化燃料可使用电能作为输入还原成未氧化燃料。

2、在高温燃料电池系统(例如固体氧化物燃料电池(sofc)系统)中，使氧化流通过燃料电池的阴极侧，同时使燃料流通过燃料电池的阳极侧。氧化流通常为空气，而燃料流通常为通过重整烃燃料源产生的富氢气体。在750℃与950℃之间的典型温度下操作的燃料电池能够使带负电的氧离子从阴极流动的物料流中转移到阳极流动的物料流，其中所述离子与游离氢或烃分子中的氢结合而形成水蒸汽和/或与一氧化碳结合而形成二氧化碳。来自带负电离子的过量电子经由阳极与阴极之间完整的电路被引导回至燃料电池的阴极侧，从而产生流经电路的电流。

3、燃料电池堆可在内部或外部针对燃料和空气实现歧管化。在内部歧管化堆叠中，利用堆叠内所含的升管将燃料和空气分配给每个电池。换言之，气体流动穿过每个燃料电池的负载层(例如电解质层)中的开口或孔洞和每个电池的气体分隔器。在外部歧管化堆叠中，堆叠在燃料和空气入口侧和出口侧敞开，且燃料和空气独立于堆叠硬件引入和收集。举例来说，入口和出口的燃料和空气在堆叠与其中定位有堆叠的歧管外壳之间的各别通道中流动。

4、燃料电池堆通常由呈平坦元件、管或其它几何形式的多个电池构建而成。燃料和空气须提供到可较大的电化学活性表面。燃料电池堆中的一种组件是将堆叠中的个别电池分隔的所谓气流分隔器(称为平坦堆叠中的气流分隔板)。气流分隔板将流到堆叠中的一个电池的燃料电极(即，阳极)的燃料(例如氢气或烃燃料)与流到堆叠中的相邻电池的空气电极(即，阴极)的氧化剂(例如空气)分隔开来。通常，气流分隔板还用作使一个电池的燃料电极与相邻电池的空气电极电连接的互连件。在这种情况下，充当互连件的气流分隔板是由导电材料制成或含有导电材料。

技术实现思路

1、根据本公开的各种实施例，燃料电池柱包括多个燃料电池堆，经配置以将燃料提供至所述多个燃料电池堆的至少一个燃料歧管，和位于所述多个燃料电池堆的相邻燃料电池堆之间的至少一个散热器插件。

2、在各种实施例中，包括位于柱的相邻燃料电池堆之间的至少一个散热器插件的燃料电池柱可降低邻近于所述散热器插件的所述燃料电池堆的峰值温度，且可在所述燃料电池堆和所述整个柱内提供更小的温度分布。

技术特征：

1.一种燃料电池柱，其包含：

2.根据权利要求1所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件包含导热材料块，所述导热材料块接触所述散热器插件的第一侧的第一燃料电池堆和所述散热器插件的第二侧的第二燃料电池堆。

3.根据权利要求2所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件包含铬铁合金。

4.根据权利要求3所述的燃料电池柱，其中所述铬铁合金含有至少80重量％的铬、大于零且小于20重量％的铁，和零至小于2重量％的氧化钇或钇中的至少一者。

5.根据权利要求2所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件包含不锈钢。

6.根据权利要求1所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件具有长度尺寸和宽度尺寸中的至少一个，其与所述柱的所述相邻燃料电池堆的相应长度尺寸和宽度尺寸相同。

7.根据权利要求1所述的燃料电池柱，其中所述燃料电池柱包含多个燃料歧管和位于所述多个燃料电池堆之间的多个散热器插件，并且所述多个燃料电池堆的每个燃料电池堆接触所述多个燃料歧管和所述散热器插件中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件在所述燃料电池堆中的相邻两个燃料电池堆之间的界面处位于所述多个燃料歧管中的两个燃料歧管之间。

9.根据权利要求8所述的燃料电池柱，其中所述多个燃料电池堆位于一对终端板之间，且所述多个燃料电池堆的每个燃料电池堆在所述燃料电池堆的一侧接触燃料歧管，且在所述燃料电池堆的相对侧接触散热器插件或终端板。

10.根据权利要求1所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件包含散热器惰性件，所述散热器惰性件具有从所述散热器插件的外围延伸至所述散热器插件的中心区域的开放区域。

11.根据权利要求10所述的燃料电池柱，其进一步包含安置于所述开放区域中的温度传感器。

12.根据权利要求1所述的燃料电池柱，其中至少一个散热器插件包含由扩张区域分隔开的第一和第二分离件。

13.根据权利要求1所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件具有在所述散热器插件的所述第一侧与所述第二侧之间的1与10mm之间的厚度。

14.根据权利要求1所述的燃料电池柱，其中所述多个燃料电池堆包含固体氧化物燃料电池sofc堆。

15.根据权利要求14所述的燃料电池柱，其中所述sofc堆中的每一个包含由多个互连件分隔开的多个sofc。

16.根据权利要求15所述的燃料电池柱，其中所述多个互连件中的每一个包含合金，所述合金包含94至96重量百分比的铬、4至6重量百分比的铁，和零至1重量百分比的钇或氧化钇中的至少一者。

17.根据权利要求16所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件包含所述合金，所述合金包含94至96重量百分比的铬、4至6重量百分比的铁，和零至1重量百分比的钇或氧化钇中的至少一者。

18.根据权利要求17所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件比所述多个互连件中的每一个厚。

19.根据权利要求1所述的燃料电池柱，其中所述至少一个散热器插件的长度尺寸大于所述相邻燃料电池堆的相应长度尺寸，使得所述至少一个散热器插件横向延伸超出所述相邻燃料电池堆的侧表面。

20.根据权利要求19所述的燃料电池柱，其进一步包含位于所述柱的两侧的陶瓷挡板，其中所述至少一个散热器插件在所述陶瓷挡板之间的宽度尺寸与所述陶瓷挡板之间的所述相邻燃料电池堆的相应宽度尺寸相同。

技术总结
本申请案涉及一种包括散热器插件的燃料电池堆组合件。一种燃料电池柱包括多个燃料电池堆，经配置以将燃料提供至所述多个燃料电池堆的至少一个燃料歧管，和位于所述多个燃料电池堆的相邻燃料电池之间的至少一个散热器插件。包括位于柱的相邻燃料电池堆之间的至少一个散热器插件的燃料电池柱可降低邻近于所述散热器插件的所述燃料电池堆的峰值温度，且可在所述燃料电池堆和所述整个柱内提供更小的温度分布。

技术研发人员：尼兰亚娜·巴苏,迈克尔·彼得鲁哈
受保护的技术使用者：博隆能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15