專利名稱：一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種固體氧化物燃料電池熱電聯供系統。
背景技術：
所謂固體氧化物燃料電池熱電聯供系統是指能夠同時提供熱能和電能的裝置，傳統固體氧化物燃料電池熱電聯供系統的主體構件包括雙室固體氧化物燃料電池堆，氣路和加熱裝置。固體氧化物燃料電池堆，負責提供電力輸出，氣路用于提供電池運行時所必須的燃料和氧氣，加熱裝置用于提供和維持固體氧化物燃料電池運行所需的溫度，同時余熱又可以被進一步利用，這就是熱電聯供的思想。這種裝置有效地利用了固體氧化燃料電池高溫運行的特點，將系統的熱量進一步有效利用，采用熱電聯供后電池的效率可提高到80% 以上。其中的雙室固體氧化物燃料電池是電力輸出的主體部分。所謂雙室是指兩個氣室，即燃料電池的陰極和陽極分別工作于兩個獨立的氣室中，中間由致密的電解質薄膜隔開。由于兩個氣室中分別通有氧化氣和還原氣，所以在電池的工作過程中需要保持良好的密封狀態，不能漏氣。如果漏氣，不僅會導致電池電壓下降，而且如果氧化氣和還原氣直接接觸還會有爆炸的危險。但是密封劑的存在，會給電池帶來很大的熱應力，容易出現高溫開裂現象。此外，系統中還需要安裝兩個氣路，為陰極和陽極兩個氣室供氣，這就使得裝置復雜，提升制備成本。并且氫氣的價位較高，安全系數差，不利于存儲和運輸。因此現有的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統存在裝置復雜、高溫密封困難、成本高的問題。
發明內容
本發明要解決現有的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統存在裝置復雜、高溫密封困難、成本高的問題，而提供一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統。一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統包括受熱裝置、受電裝置、平板式固體氧化物燃料電池堆、火焰產生裝置、空氣泵、左中空不銹鋼管、右中空不銹鋼管、銀絲和不銹鋼金屬網；受熱裝置承載在火焰產生裝置上，平板式固體氧化物燃料電池堆的左、右分別連接左中空不銹鋼管和右中空不銹鋼管，并且采用中空不銹鋼管和右中空不銹鋼管將平板式固體氧化物燃料電池堆固定在火焰產生裝置和受熱裝置之間，平板式固體氧化物燃料電池堆的陰極采用銀絲與受電裝置的陽極相連，平板式固體氧化物燃料電池堆的陽極采用不銹鋼金屬網與受電裝置的陰極相連，且右中空不銹鋼管的另一端與空氣泵相連。一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統包括受熱裝置、受電裝置、數個管式固體氧化物燃料電池、支撐架、火焰產生裝置、銀絲和不銹鋼金屬網；受熱裝置承載在火焰產生裝置上，采用支撐架將數個管式固體氧化物燃料電池固定在火焰產生裝置和受熱裝置之間，數個管式固體氧化物燃料電池的陰極采用銀絲串聯或并聯在一起，然后與受電裝置的陽極相連，數個管式固體氧化物燃料電池的陽極采用不銹鋼金屬網串聯或并聯在一起，然后與受電裝置的陰極相連。
本發明的優點一、 本發明制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統實現了明火加熱與非封閉的固體氧化物燃料電池供電相結合，既避免了現有雙室固體氧化物燃料電池的高溫密封漏氣問題，又解決了現有雙室系統裝置復雜的問題；二、本發明制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統減少系統的制備步驟，簡化裝置，降低成本；三、本發明制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統具有小巧，輕便，容易安裝等優點，易于在家庭廚房中大規模推廣。
圖1是具體實施一所述火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統的結構示意圖； 圖2是具體實施三所述平板式固體氧化物燃料電池堆的結構示意圖；圖3是試驗一所述火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統的供電性能檢測圖；圖4是具體實施五所述火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統的結構示意圖；圖5是具體實施方式
九所述火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統的結構示意圖；圖6是具體實施方式
十所述管式固體氧化物燃料電池的結構示意圖；圖7是具體實施方式
十所述管式固體氧化物燃料電池的結構示意具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1所示，本實施方式是一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統包括受熱裝置1、受電裝置2、平板式固體氧化物燃料電池堆3、火焰產生裝置 4、空氣泵5、左中空不銹鋼管6、右中空不銹鋼管7、銀絲8和不銹鋼金屬網9 ；受熱裝置1承載在火焰產生裝置4上，平板式固體氧化物燃料電池堆3的左、右分別連接左中空不銹鋼管 6和右中空不銹鋼管7，并且采用中空不銹鋼管6和右中空不銹鋼管7將平板式固體氧化物燃料電池堆3固定在火焰產生裝置4和受熱裝置1之間，平板式固體氧化物燃料電池堆3 的陰極采用銀絲8與受電裝置2的陽極相連，平板式固體氧化物燃料電池堆3的陽極采用不銹鋼金屬網9與受電裝置2的陰極相連，且右中空不銹鋼管7的另一端與空氣泵5相連。工作原理開啟空氣泵5通過右中空不銹鋼管7為平板式固體氧化物燃料電池堆 3的陰極提供氧氣，點燃火焰產生裝置4為平板式固體氧化物燃料電池堆3提供工作溫度， 同時為平板式固體氧化物燃料電池堆3的陽極提供燃料氣體，因此平板式固體氧化物燃料電池堆3存在氧化氣和燃料氣的來源，實現了平板式固體氧化物燃料電池堆3為受電裝置 2供電，同時點燃的火焰產生裝置4為受熱裝置1提供明火供熱，所以本實施方式的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統實現了熱電聯供的目的。本實施方式制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統實現了明火加熱與非封閉的固體氧化物燃料電池供電相結合，既避免了現有雙室固體氧化物燃料電池的高溫密封漏氣問題，又解決了現有雙室系統裝置復雜的問題。本實施方式制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統減少系統的制備步驟，簡化裝置，降低成本。本實施方式制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統具有小巧，輕便，容易安裝等優點，易于在家庭廚房中大規模推廣。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一的不同點是結合圖1所示，所述的火焰產生裝置4包括噴火嘴4-1和承載支架4-2，受熱裝置1承載在承載支架4-2上，而平板式固體氧化物燃料電池堆3采用左中空不銹鋼管6和右中空不銹鋼管7固定在噴火嘴 4-1和受熱裝置1之間。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二之一不同點是結合圖2所示，所述的平板式固體氧化物燃料電池堆3包括數個平板式固體氧化物燃料電池3-1和中空不銹鋼承載殼體3-2，在中空不銹鋼承載殼體3-2的前、后、上、下面均布數個孔洞，數個平板式固體氧化物燃料電池3-1以陰極在內、陽極在外的方式鑲嵌在中空不銹鋼承載殼體 3-2前、后、上、下面的孔洞上，而中空不銹鋼承載殼體3-2的左側和右側各存在一個小孔， 分別與左中空不銹鋼管6和右中空不銹鋼管7連通。其它他與具體實施方式
一或二相同。本實施方式的布局設計有利于電池堆的模塊化，同時便于陰極一側氧化性氣體的流通。本實施方式所述的平板式固體氧化物燃料電池3-2是采用《具有對稱電極的固體氧化物燃料電池的制備方法》(申請號為=201010172373. 9)提供的方法制備的。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三不同點是結合圖1和圖2所示， 所述的數個平板式固體氧化物燃料電池3-1是串聯或并聯在一起的，且數個平板式固體氧化物燃料電池3-1的陰極連接的銀絲8穿過右中空不銹鋼管7與受電裝置2的陽極相連。 其它他與具體實施方式
三相同。本實施方式的銀絲8沒有與明火直接接觸，避免了銀絲8與火焰直接接觸高溫熔化。采用下列試驗驗證本發明效果試驗一結合圖1和圖2所示，一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統包括受熱裝置1、受電裝置2、平板式固體氧化物燃料電池堆3、火焰產生裝置4、空氣泵5、左中空不銹鋼管6、右中空不銹鋼管7、銀絲8和不銹鋼金屬網9 ；火焰產生裝置4包括噴火嘴4-1 和承載支架4-2，受熱裝置1承載在承載支架4-2上，平板式固體氧化物燃料電池堆3包括數個平板式固體氧化物燃料電池3-1和中空不銹鋼承載殼體3-2，在中空不銹鋼承載殼體 3-2的前、后、上、下面均布數個孔洞，數個平板式固體氧化物燃料電池3-1以陰極在內、陽極在外的方式鑲嵌在中空不銹鋼承載殼體3-2前、后、上、下面的孔洞上，而中空不銹鋼承載殼體3-2的左側和右側各存在一個小孔，分別與左中空不銹鋼管6和右中空不銹鋼管7 連通，并且采用中空不銹鋼管6和右中空不銹鋼管7將平板式固體氧化物燃料電池堆3固定在噴火嘴4-1和受熱裝置1之間，數個平板式固體氧化物燃料電池3-1是串聯或并聯在一起的，且數個平板式固體氧化物燃料電池3-1的陰極連接的銀絲8穿過右中空不銹鋼管7 與受電裝置2的陽極相連，數個平板式固體氧化物燃料電池3-1的陽極采用不銹鋼金屬網 9與受電裝置2的陰極相連，在右中空不銹鋼管7的另一端與空氣泵5相連。本實施方式所述的平板式固體氧化物燃料電池3-2是采用《具有對稱電極的固體氧化物燃料電池的制備方法》(申請號為=201010172373. 9)提供的方法制備的。本試驗所述的受熱裝置1為平底鍋，采用電化學界面檢測儀充當受電裝置2，火焰產生裝置4為煤氣灶。首先點開啟空氣泵5，然后點燃煤氣灶(火焰產生裝置4)，平底鍋 (受熱裝置1)盛有水，采用火焰加熱平底鍋燒水，同時平板式固體氧化物燃料電池堆3開始發電，通過電化學界面檢測儀受電裝置2)檢測到平板式固體氧化物燃料電池堆3，檢測結果如圖3所示，通過圖3可知本試驗的火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統輸出電壓為0. 92V，輸出最大功率為235mW。
具體實施方式
五結合圖4所示，本實施方式是一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統包括受熱裝置1、受電裝置2、數個管式固體氧化物燃料電池3、支撐架4、火焰產生裝置5、銀絲6和不銹鋼金屬網7 ；受熱裝置1承載在火焰產生裝置5上，采用支撐架4 將數個管式固體氧化物燃料電池3固定在火焰產生裝置5和受熱裝 置1之間，數個管式固體氧化物燃料電池3的陰極采用銀絲6串聯或并聯在一起，然后與受電裝置2的陽極相連， 數個管式固體氧化物燃料電池3的陽極采用不銹鋼金屬網7串聯或并聯在一起，然后與受電裝置2的陰極相連。工作原理點燃火焰產生裝置5噴出的混合氣體(燃料氣和空氣)一部分直接噴出參與燃燒，為管式固體氧化物燃料電池堆3提供工作溫度同時為管式固體氧化物燃料電池堆3的陽極提供燃料氣，另一部分沖入管式固體氧化物燃料電池堆3的內部為陰極提供氧氣，實現了管式固體氧化物燃料電池堆3為受電裝置2供電，同時點燃的火焰產生裝置5 為受熱裝置1提供明火供熱，所以本實施方式的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統實現了熱電聯供的目的。本實施方式所述的支撐架4是采用不銹鋼制成。本實施方式制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統實現了明火加熱與非封閉的固體氧化物燃料電池供電相結合，既避免了現有雙室固體氧化物燃料電池的高溫密封漏氣問題，又解決了現有雙室系統裝置復雜的問題。本實施方式制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統減少系統的制備步驟，簡化裝置，降低成本。本實施方式制備的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統具有小巧，輕便，容易安裝等優點，易于在家庭廚房中大規模推廣。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五的不同點是結合圖4所示，所述的火焰產生裝置5包括噴火嘴5-1和承載支架5-2，受熱裝置1承載在承載支架5-2上，而數個管式固體氧化物燃料電池3采用支撐架4固定在噴火嘴5-1和受熱裝置1之間。其它與具體實施方式
五相同。本實施方式采用火焰產生裝置5的噴火嘴5-1噴出混合氣體。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
五或六之一不同點是結合圖4所示，所述的數個管式固體氧化物燃料電池3為兩端通透的中空管式固體氧化物燃料電池或一端封閉的中空管式固體氧化物燃料電池，而且數個管式固體氧化物燃料電池3采用支撐架4以25° 75°的角度固定在噴火嘴5-1和受熱裝置(1)之間。其它與具體實施方式
五或六相同。本實施方式的優點在于采用管式固體氧化物燃料電池，便于制備具有大表面積的電池，并且管式電池本身就具有無密封的優點，電池的陰極位于管的內側有利于火焰屏蔽和氧氣在陰極一側的傳輸。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七的不同點是結合圖4所示，所述的噴火嘴5-1包括噴火盤5-1-1和噴火孔5-1-2，數個管式固體氧化物燃料電池3采用支撐架4以25° 75°的角度固定在噴火孔5-1-2處。其它與具體實施方式
七相同。
本實施方式的優點在于管式電池的管口斜對出氣孔，由出氣孔噴出的燃料和氧化氣的混合氣體，一部分直接參與燃燒為電池提供足夠的運行溫度，為陽極提供燃料氣體， 同時為外界輸出熱量，另一部分在沖力的作用下直接沖入管式電池的內側為陰極提供氧氣，從而不需要額外的氣路為電池提供氧氣，實現電池的氧氣自供給，簡化了裝置，節省了成本。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
八的不同點是結合圖5所示，所述火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統的噴火嘴5-1包括噴火盤5-1-1、噴火孔5-1-2和空氣孔5-1-3，所述的數個管式固體氧化物燃料電池3呈倒錐形固定在空氣孔5-1-3處。其它與具體實施方式
七相同。本實施方式的優點在于這種設計布局充分考慮了火焰發生裝置的特點，火焰點燃時，噴發的火焰會在爐盤的中心位置形成負氣壓，同時火焰的燃燒使得熱氣上升，從而帶動爐盤中心的空氣從爐盤底部向上對流，將管式電池的管口放入爐盤中心位置，空氣會直接沖入管式電池內部，為陰極提供較高的氧分壓，管式電池斜放是為了增大電池陽極與火焰的接觸面積，陰極暴露在空氣中可以避免銀絲熔斷。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
五至九之一的不同點是結合圖6 和圖7所示，所述的管式固體氧化物燃料電池3的具體制備過程如下單口封閉的半中空管式固體氧化物燃料電池一、制備陽極材料 La1^xSrxCr^yMyO3-δ 依照化學式LahSrxCivyMyCVs，按La元素、Sr元素、Cr元素與M元素摩爾比為1-χ χ Ι-y y的比例稱取硝酸鹽類原料，然后采用溶膠-凝膠法制備粒徑在 0. 1 μ m 10 μ m之間的LahSrxCivyMyCVs粉體，最后在900°C 1300°C燒結Ih 20h即得到陽極材料LahSrxCivyMyCVs ；二、制備陰極材料LaxSivxMCVs 依照化學式LaxSivxMCVs, 按La元素、Sr元素與M元素摩爾比為1-χ χ 1的比例稱取硝酸鹽類原料，然后采用溶膠-凝膠法制備粒徑在0. 1 μ m 10 μ m之間的Lai_xSrxM03_s粉體，最后在900°C 1300°C燒結Ih 20h即得到陰極材料Lai_xSrxM03_s ；三、漿料制備①將陽極材料Lai_xSrxCr^yMyCVs 在行星式球磨機中球磨2 30小時，得到陽極粉體，然后將陽極粉體與粘結劑按質量比為 (4 9) 6混合均勻，即得到陽極漿料；②將陰極材料Lai_xSrxM03_s在行星式球磨機中球磨2 30小時，得到陰極粉體，然后將陰極粉體與粘結劑按質量比為(4 9) 6混合均勻，即得到陰極漿料；③將YSZ粉在行星式球磨機中球磨2 30小時，得到YSZ粉體，然后將YSZ粉體與粘結劑按質量比為(4 9) 6混合均勻，即得到電解質漿料；四、成型①選取一根表面粗糙度為0. 5 μ m 50 μ m的玻璃棒，并在表面沾一層蠟油，冷卻至室溫后豎直放入陰極漿料中，然后取出并冷卻至室溫，再次豎直放入陰極漿料中，重復該操作數次至在玻璃棒表面附著厚度為10 μ m 500 μ m的陰極漿料為止，達到想要的厚度為止，即得到附著陰極漿料的玻璃棒；②將步驟四①制備附著陰極漿料的玻璃棒豎直放入電解質漿料中， 取出后冷卻至室溫，然后再次豎直放入電解質漿料中，重復該操作三次，最后一次取出后冷卻至室溫，然后采用酒精燈烘烤至石蠟層熔化，并取出玻璃棒，最后在1300°C 1400°C下煅燒2h 5h，即得到附著陰極漿料和電解質漿料的中空管；③將步驟四②附著陰極漿料和電解質漿料的中空管豎直放入陽極漿料中，然后取出并冷卻至室溫，再次豎直放入陽極漿料中，重復該操作數次至附著厚度為1 μ m 50 μ m的陽極漿料為止，在室溫下晾干至恒重后，然后在1000°c 1100°C下煅燒2h 4h，即得到一端封閉的中空管式固體氧化物燃料電池；步驟一中所述的LahSrxCivyMyCVs中χ為0. 1彡χ彡0. 5，y為0. 1彡y彡0. 5， δ 為-0. 01 彡 δ 彡 0.01，M 為 Mn、Cu、Co、Fe、Zn、Ti、Nb、Ni、Mo、Ru 或 Mg;步驟一所述的硝酸鹽類原料分別為La(N03)3、Sr(NO3)2^ Cr (NO3)3和Mn+(NO3)n,所述的η為M的價態；步驟二中所述的 La1^xSrxMO3-S 中 χ 為0· 1 彡 χ 彡 0. 5，δ 為 -O. 01 ^ δ 彡 0. 01，M 為 Mn、Co、 Zn、Mo、Cu、Fe、Ti、Ni、V、Ru或Mg ；步驟二所述的硝酸鹽類原料分別為La (NO3) 3、Sr (NO3) 2和 Mn+(NO3)n，所述的η為M的價態；步驟三中所述的YSZ粉為粒徑為IOnm IOOnm的8mol% Y2O3 穩定 ZrO2 ；兩端通透的中空管式固體氧化物燃料電池采用切割機將上述制備的一端封閉的中空管式固體氧化物燃料電池的封閉一端切掉一段，至兩端通透，即得到兩端通透的中空管式固體氧化物燃料電池。如圖6和圖7所述，圖6和圖7中的A表示的是陽極漿料附著的陽極層；圖6和圖 7中的B表示的是電解質漿料附著的電解質層；圖6和圖7中的C表示的是陰極漿料附著的陰極層；從圖6和圖7中可以清楚的看出本實施方式制備的兩端通透的中空管式固體氧化物燃料電池和一端封閉的中空管式固體氧化物燃料電池的管壁分為三層，由內之外為陰極層C、電解質層B和陽極層A。
權利要求
1.一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統包括受熱裝置(1)和受電裝置(2)，其特征在于還包括平板式固體氧化物燃料電池堆(3)、火焰產生裝置(4)、空氣泵(5)、左中空不銹鋼管(6)、右中空不銹鋼管(7)、銀絲(8) 和不銹鋼金屬網(9)；受熱裝置(1)承載在火焰產生裝置(4)上，平板式固體氧化物燃料電池堆(3)的左、右分別連接左中空不銹鋼管(6)和右中空不銹鋼管(7)，并且采用中空不銹鋼管(6)和右中空不銹鋼管(7)將平板式固體氧化物燃料電池堆(3)固定在火焰產生裝置 (4)和受熱裝置(1)之間，平板式固體氧化物燃料電池堆(3)的陰極采用銀絲(8)與受電裝置(2)的陽極相連，平板式固體氧化物燃料電池堆(3)的陽極采用不銹鋼金屬網(9)與受電裝置(2)的陰極相連，且右中空不銹鋼管(7)的另一端與空氣泵(5)相連。
2.根據權利要求1所述的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，其特征在于所述的火焰產生裝置(4)包括噴火嘴(4-1)和承載支架(4-2)，受熱裝置(1)承載在承載支架(4-2)上，而平板式固體 氧化物燃料電池堆(3)采用左中空不銹鋼管(6)和右中空不銹鋼管(7)固定在噴火嘴(4-1)和受熱裝置(1)之間。
3.根據權利要求2所述的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，其特征在于所述的平板式固體氧化物燃料電池堆(3)包括數個平板式固體氧化物燃料電池(3-1)和中空不銹鋼承載殼體(3-2)，在中空不銹鋼承載殼體(3-2)的前、后、上、下面均布數個孔洞， 數個平板式固體氧化物燃料電池(3-1)以陰極在內、陽極在外的方式鑲嵌在中空不銹鋼承載殼體(3-2)前、后、上、下面的孔洞上，而中空不銹鋼承載殼體(3-2)的左側和右側各存在一個小孔，分別與左中空不銹鋼管(6)和右中空不銹鋼管(7)連通。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，其特征在于所述的數個平板式固體氧化物燃料電池(3-1)是串聯或并聯在一起的，且數個平板式固體氧化物燃料電池(3-1)的陰極連接的銀絲(8)穿過右中空不銹鋼管(7)與受電裝置 (2)的陽極相連。
5.一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統包括受熱裝置(1)和受電裝置(2)，其特征在于還包括數個管式固體氧化物燃料電池(3)、支撐架(4)、火焰產生裝置(5)、銀絲(6)和不銹鋼金屬網(7)；受熱裝置(1)承載在火焰產生裝置(5)上，采用支撐架(4)將數個管式固體氧化物燃料電池(3)固定在火焰產生裝置(5)和受熱裝置(1)之間，數個管式固體氧化物燃料電池(3)的陰極采用銀絲(6) 串聯或并聯在一起，然后與受電裝置(2)的陽極相連，數個管式固體氧化物燃料電池(3)的陽極采用不銹鋼金屬網(7)串聯或并聯在一起，然后與受電裝置(2)的陰極相連。
6.根據權利要求5所述的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，其特征在于所述的火焰產生裝置(5)包括噴火嘴(5-1)和承載支架(5-2)，受熱裝置(1)承載在承載支架(5-2)上，而數個管式固體氧化物燃料電池(3)采用支撐架(4)固定在噴火嘴(5-1)和受熱裝置⑴之間。
7.根據權利要求6所述的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，其特征在于所述的數個管式固體氧化物燃料電池(3)為兩端通透的中空管式固體氧化物燃料電池或一端封閉的中空管式固體氧化物燃料電池，而且數個管式固體氧化物燃料電池(3)采用支撐架(4)以25° 75°的角度固定在噴火嘴(5-1)和受熱裝置(1)之間。
8.根據權利要求5、6或7所述的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，其特征在于所述的噴火嘴(5-1)包括噴火盤(5-1-1)和噴火孔(5-1-2)，數個管式固體氧化物燃料電池(3)采用支撐架(4)以25° 75°的角度固定在噴火孔(5-1-2)處。
9.根據權利要求8所述的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，其特征在于所述火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統的噴火嘴(5-1)包括噴火盤(5-1-1)、噴火孔(5-1-2)和空氣孔(5-1-3)，所述的數個管式固體氧化物燃料電池(3)呈倒錐形固定在空氣孔(5-1-3)處。
10.根據權利要求9所述的一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，其特征在于所述的管式固體氧化物燃料電池(3)的具體制備過程如下單口封閉的半中空管式固體氧化物燃料電池一、制備陽極材料Lai_xSrxCri_yMy03_s 依照化學式Lai_xSrxCivyMy03_s，按La元素、Sr元素、Cr元素與M元素摩爾比為 1-x χ Ι-y y的比例稱取硝酸鹽類原料，然后采用溶膠-凝膠法制備粒徑在0.1 μ m IOym之間的La1^xSrxCr ^yMyO3-δ粉體，最后在900 1300°C燒結Ih 20h即得到陽極材料 Lai_xSrxCr"MyCVs ；二、制備陰極材料 LaxSrhM03_s 依照化學式 LaxSivxM03_s，按 La 元素、Sr元素與M元素摩爾比為1-x χ 1的比例稱取硝酸鹽類原料，然后采用溶膠-凝膠法制備粒徑在0. Ιμπ! 1(^111之間的1^1_!^!^03_{；粉體，最后在900°C 1300°C燒結 Ih 20h即得到陰極材料Lai_xSrxM03_s ；三、漿料制備①將陽極材料Lai_xSrxCr^yMyCVs在行星式球磨機中球磨2 30小時，得到陽極粉體，然后將陽極粉體與粘結劑按質量比為 (4 9) 6混合均勻，即得到陽極漿料；②將陰極材料Lai_xSrxM03_s在行星式球磨機中球磨2 30小時，得到陰極粉體，然后將陰極粉體與粘結劑按質量比為(4 9) 6混合均勻，即得到陰極漿料；③將YSZ粉在行星式球磨機中球磨2 30小時，得到YSZ粉體，然后將YSZ粉體與粘結劑按質量比為(4 9) 6混合均勻，即得到電解質漿料；四、成型①選取一根表面粗糙度為0. 5 μ m 50 μ m的玻璃棒，并在表面沾一層蠟油，冷卻至室溫后豎直放入陰極漿料中，然后取出并冷卻至室溫，再次豎直放入陰極漿料中，重復該操作數次至在玻璃棒表面附著厚度為10 μ m 500 μ m的陰極漿料為止，達到想要的厚度為止，即得到附著陰極漿料的玻璃棒；②將步驟四①制備附著陰極漿料的玻璃棒豎直放入電解質漿料中， 取出后冷卻至室溫，然后再次豎直放入電解質漿料中，重復該操作三次，最后一次取出后冷卻至室溫，然后采用酒精燈烘烤至石蠟層熔化，并取出玻璃棒，最后在1300°C 1400°C下煅燒2h 5h，即得到附著陰極漿料和電解質漿料的中空管；③將步驟四②附著陰極漿料和電解質漿料的中空管豎直放入陽極漿料中，然后取出并冷卻至室溫，再次豎直放入陽極漿料中，重復該操作數次至附著厚度為1 μ m 50 μ m的陽極漿料為止，在室溫下晾干至恒重后，然后在1000°c 1100°C下煅燒2h 4h，即得到一端封閉的中空管式固體氧化物燃料電池；步驟一中所述的LahSrxCivyMyCVs中χ為0. 1彡χ彡0. 5，y為0. 1彡y彡0. 5， δ 為-0. 01 彡 δ 彡 0.01，M 為 Mn、Cu、Co、Fe、Zn、Ti、Nb、Ni、Mo、Ru 或 Mg;步驟一所述的硝酸鹽類原料分別為La(N03)3、Sr(NO3)2^ Cr (NO3)3和Mn+(NO3)n,所述的η為M的價態；步驟二中所述的 La1^xSrxMO3-S 中 χ 為0· 1 彡 χ 彡 0. 5，δ 為-O. 01 ^ δ 彡 0. 01，M 為 Mn、Co、 Zn、Mo、Cu、Fe、Ti、Ni、V、Ru或Mg ；步驟二所述的硝酸鹽類原料分別為La (NO3) 3、Sr (NO3) 2和 Mn+(NO3)n，所述的η為M的價態；步驟三中所述的YSZ粉為粒徑為IOnm IOOnm的8mol% Y2O3 穩定 ZrO2 ；兩端通透的中空管式固體氧化物燃料電池采用切割機將上述制備的一端封閉的中空管式固體氧化物燃料電池的封閉一端切掉一段，至兩端通透，即得到兩端通透的中空管式固體氧化物燃料電 池。
全文摘要
一種火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統，它涉及一種固體氧化物燃料電池熱電聯供系統。本發明要解決現有的固體氧化物燃料電池熱電聯供系統存在裝置復雜、高溫密封困難、成本高的問題。火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統除包括受熱裝置和受電裝置外，還包括平板式固體氧化物燃料電池堆、火焰產生裝置、空氣泵、左中空不銹鋼管、右中空不銹鋼管、銀絲和不銹鋼金屬網，或者還包括數個管式固體氧化物燃料電池、支撐架、火焰產生裝置、銀絲和不銹鋼金屬網。本發明主要用于制備火焰式固體氧化物燃料電池熱電聯供系統。
文檔編號H01M8/04GK102437359SQ20111042103
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者呂喆, 張耀輝, 朱星寶, 李仲秋, 魏波, 黃喜強 申請人:哈爾濱工業大學