发明名称 多层圆管型固态氧化物燃料电池模组
摘要 一种多层圆管型固态氧化物燃料电池模组包括有:复数个管状电极、一反应物提供部以及一预热管路。该复数个管状电极呈同心排列。该反应物提供部可分别提供一气体以及燃料给该管状电极之阴极层以及阳极层。该预热管、路系与该反应物提供部相连通,该预热管路可接收由未反应之燃料以及气体因高温燃烧所产生之热以预热该反应物提供部内之气体以及燃料。由于该燃料电池之电极结构系成同心圆排列而不占体积,因此可提高单位体积之发电效率。本发明更以该燃料电池为一发电单元,将复数个发电单元组合而成一燃料电池模组,利用模组化设计,可以让使用者弹性组合安装,以便于维修更新电池发电单元。
申请公布号 TWI271888 申请公布日期 2007.01.21
申请号 TW094139181 申请日期 2005.11.08
申请人 行政院原子能委员会核能研究所 发明人 江烈光;蔡禹擎;黄家烈;黄维屏;李坚雄
分类号 H01M8/24(2006.01) 主分类号 H01M8/24(2006.01)
代理机构 代理人 何文渊 台北市信义区松德路171号2楼
主权项 1.一种燃料电池,其系包括有: 复数个管状电极,其系设置于该燃料电池之一壳体 内,该复数个管状电极呈同心排列以形成复数个反 应空间,相邻管状电极相对之面具有相同之极性, 该管状电极更具有一阳极层,一阴极层以及一固态 电解质层,该固态电解质层系设置于该阳极层与阴 极层之间; 一反应物提供部,其系可提供一气体给该管状电极 之阴极层以及提供一燃料给该管状电极之阳极层; 一预热管路,其系与该反应物提供部相连通,该预 热管路可接收由未反应之燃料以及气体因高温燃 烧所产生之热以预热该反应物提供部内之燃料以 及气体。 2.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其中该气 体系为空气。 3.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其中该气 体系为氧气。 4.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其中该燃 料系为氢气。 5.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其中该燃 料系为甲烷。 6.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其中该反 应物提供部更包括有: 一气体管路,其系设置在最内层管状电极之内部空 间,该气体管路通过以阴极层相对应之该反应空间 的管壁上开设有至少一通孔,使该气体可以流入该 反应空间内;以及 一燃料管路,其系设置在最内层管状电极之内部空 间,该燃料管路通过以阳极层相对应之该反应空间 的管壁上开设有至少一通孔,使该燃料可以流入该 反应空间内。 7.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其系更包 括至少一对连接板,其系分别与该管状电极之阴极 层与阳极层相连接。 8.如申请专利范围第7项所述之燃料电池,其中该对 连接板其中之一片系与另一片相对应。 9.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其系更包 括有两对连接板,其中一对连接板系分别与该管状 电极之阴极层与阳极层相连接且相互对应,而另一 对连接板系分别与该管状电极之阴极层与阳极层 相连接且相互对应。 10.如申请专利范围第9项所述之燃料电池,其中该 反应空间中与阳极层连接之连接板系可选择与相 邻反应空间内之相邻管路电极之阴极层上的连接 板作电性连接。 11.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其系更 包括有一排气管路,以将燃烧反应后产生之废气排 出。 12.如申请专利范围第1项所述之燃料电池,其中该 预热管路系为一螺旋管。 13.一种燃料电池模组,其系包括有: 复数个发电单元,其系设置于一壳体内,该发电单 元更包括有: 复数个管状电极,其系设置于该燃料电池之壳体内 ,该复数个管状电极呈同心排列以形成复数个反应 空间,相邻管状电极相对之面具有相同之极性,该 管状电极更具有一阳极层,一阴极层以及一固态电 解质层,该固态电解质层系设置于该阳极层与阴极 层之间; 一反应物提供部,其系可提供一气体给该管状电极 之阴极层以及提供一燃料给该管状电极之阳极层; 以及 至少二第一集电板,其系设置于该壳体内,以提供 固定该复数个发电单元;以及 复数个预热管路,其系分别与该复数个发电单元内 之反应物提供部相连通,该预热管路可接收由未反 应之燃料以及气体因高温燃烧所产生之热以预热 该反应物提供部内之燃料以及气体。 14.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 中该气体系为空气。 15.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 中该气体系为氧气。 16.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 中该燃料系为氢气。 17.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 中该燃料系为甲烷。 18.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 中该反应物提供部更包括有: 一气体管路,其系设置在最内层管状电极之内部空 间,该气体管路通过以阴极层相对应之该反应空间 的管壁上开设有至少一通孔,使该气体可以流入该 反应空间内;以及 一燃料管路,其系设置在最内层管状电极之内部空 间,该燃料管路通过以阳极层相对应之该反应空间 的管壁上开设有至少一通孔,使该燃料可以流入该 反应空间内。 19.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 系更包括至少一对连接板,其系分别与该管状电极 之阴极层与阳极层相连接。 20.如申请专利范围第19项所述之燃料电池模组,其 中该对连接板其中之一片系与另一片相对应。 21.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 系更包括有两对连接板,其中一对连接板系分别与 该管状电极之阴极层与阳极层相连接且相互对应, 而另一对连接板系分别与该管状电极之阴极层与 阳极层相连接且相互对应。 22.如申请专利范围第21项所述之燃料电池模组,其 中该反应空间中与阳极层连接之连接板系可选择 与相邻反应空间内之相邻管路电极之阴极层上的 连接板作电性连接。 23.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 中该第一集电板系为一阳极板。 24.如申请专利范围第23项所述之燃料电池模组,其 系更包括有至少一第二集电板,设置于该壳体内且 与该管状电极之阴极层作电性连接。 25.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 中该第一集电板系为一阴极板。 26.如申请专利范围第25项所述之燃料电池模组,其 系更包括有至少一第二集电板,设置于该壳体内且 与该管状电极之阳极层作电性连接。 27.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 系更包括有一排气管路,以将燃烧反应后产生之废 气排出。 28.如申请专利范围第13项所述之燃料电池模组,其 中该预热管路系为一螺旋管。 图式简单说明: 图一A系为本发明固态氧化物之电极结构之较佳实 施例示意图。 图一B系为本发明固态氧化物之管状电极立体组合 示意图。 图一C系为本发明固态氧化物之单一管状电极俯视 示意图。 图二A系为本发明燃料电池较佳实施例示意图。 图二B系为本发明气体管路以及燃料管路立体示意 图。 图三系为本发明燃料电池模组俯视示意图。 图四系为本发明较佳实施例之燃料电池运作示意 图。 图五系为电流流动路径示意图。
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