燃料电池装置和系统

摘要

提供了燃料电池装置和系统(10、100、200、300、400、500、600、700、800、900、910、920、960)。在某些实施例中，燃料电池装置和系统包括具有一定长度、宽度和厚度的陶瓷支撑结构(29)。沿着长度的一部分设置的反应区(32)配置为被加热至工作反应温度，且在反应区内具有至少一个活性层，活性层包括将第一电极与相对的第二电极(24、26)分隔开的电解质(28)和邻近相应的第一电极和第二电极(24、26)的活性第一气体通路和活性第二气体通路(815、821)。从第一端部(11a)沿着长度的另一部分设置的至少一个冷区域(30)配置为维持在低于工作反应温度。动脉流动通路(814)从第一端部(11a)沿着长度延伸通过冷区域(30)并进入反应区(32)并流体耦合至活性第一气体通路(815)，活性第一气体通路(815)从动脉流动通路(814)朝着至少一个侧面延伸。动脉流动通路(814)的厚度大于活性第一气体通路(815)的厚度。在其它实施例中，燃料电池装置(10、100、200、300、400、500、600、700、800、900、910、920、960)包括电解质(28)，其至少一部分包括由纳米尺度的粉末烧结而成的陶瓷材料。在另外其它的实施例中，冷区域(30)设置在每一端部(11a、11b)处，且反应区(32)在冷区域(30)之间并具有至少两个分离的功率部分，每一个具有一个或多个活性层，功率部分由分离的燃料通路(962a、b)供给以提供能够以高于一个功率水平操作的装置(960)和系统。

主权项

一种燃料电池装置，包括：陶瓷支撑结构，所述陶瓷支撑结构在x方向上具有从第一端部到第二端部的长度，在y方向上具有从第一侧到第二侧的宽度，以及在z方向上具有从顶表面到底表面的厚度；反应区，所述反应区沿着所述长度的第一部分设置，配置为加热至工作反应温度并且在所述反应区中具有至少一个活性层，所述活性层包括电解质、活性第一气体通路以及活性第二气体通路，所述电解质将第一电极与相对的第二电极分隔开，所述活性第一气体通路与所述第一电极相邻，所述活性第二气体通路与所述第二电极相邻，其中，所述活性第一气体通路和所述活性第二气体通路中的每一个在z方向上具有厚度；至少一个冷区域，所述至少一个冷区域从所述第一端部沿着所述长度的第二部分设置，并且配置为当所述反应区被加热时维持在低于所述工作反应温度的温度；第一动脉流动通路，所述第一动脉流动通路在所述x方向上从所述第一端部延伸穿过所述至少一个冷区域并且进入所述反应区，并且在所述z方向上具有厚度，所述第一动脉流动通路流体耦合至所述活性第一气体通路，其中，所述活性第一气体通路在所述y方向上从所述第一动脉流动通路朝所述第一侧或第二侧中的至少一个延伸，并且其中所述第一动脉流动通路的所述厚度大于所述活性第一气体通路的所述厚度。