[发明专利]高温直接煤燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池，它包括：

阳极；

阳极室；

选择性地输送氧化物离子的固体氧化物电解质；以及

阴极；

其中，所述燃料电池使用含碳燃料，

所述燃料电池使用单一温度区；以及

通过用氧使含碳燃料氧化来产生电流。

2.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，通过加入阳极室中的无机化合物来实现二氧化碳的回收。

3.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，通过向阳极室中加入选自氧化钙、氧化镁、白云石、橄榄石、蛇纹石、滑石、云母、粘土和沸石的吸气剂来实现CO₂和SO₂的回收。

4.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极的表面与含碳燃料直接物理接触。

5.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，通过经所述固体氧化物电解质向阳极提供点阵氧来实现含碳燃料的氧化。

6.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极室包括碳燃料的固定床，该固定床没有气流。

7.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极室包括由气流搅拌的含碳燃料的床。

8.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极室包括由气流流化的含碳燃料的床。

9.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述含碳燃料包括富含碳的物质。

10.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，它具有壳-管型设计，其中，粉状含碳材料的床位于管的外部并与阳极接触。

11.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，它具有壳-管型设计，其中，粉状含碳材料的床位于管的内部并与阳极接触。

12.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，它具有平板设计，该平板设计有交替的碳燃料床室和气流空间室，其中，这些室由平坦的或折皱的陶瓷膜组件隔开，并且

该燃料电池具有与阳极接触的粉状含碳材料的床。

13.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料电池的操作温度为500-1300℃。

14.如权利要求13所述的燃料电池，其特征在于，所述操作温度为600-1100℃。

15.如权利要求14所述的燃料电池，其特征在于，所述操作温度为700-1000℃。

16.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述含碳材料包括在所述燃料电池的操作温度下存在的固体。

17.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述含碳材料选自煤粉、木炭、泥炭、焦炭、焦木炭、石油焦炭、油砂、沥青砂、废塑料、生物质、以及由含碳物质的高温分解产生的碳。

18.一种利用包括具有阳极表面的阳极室、固体氧化物电解质和阴极的燃料电池氧化含碳燃料来产生电的方法，它包括以下步骤：

将含碳燃料的颗粒置于燃料电池的阳极室中；

将阳极室、固体氧化物电解质和阴极保持在大约相同的温度下；以及

使含碳燃料的颗粒与阳极表面之间发生直接物理接触。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述燃料电池在500-1300℃的温度下操作。