[发明专利]固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种将化学能转化为电能的技术，尤其涉及一种固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将碳氢化合物的化学能通过电化学反应直接转化成电能的最有效的装置，近年来其在清洁、高效和分布式发电领域中越来越受到人们的重视。

现有技术中的SOFC的运行温度在600～1000℃，SOFC热电联供系统通常采用燃料电池—热机混合循环来利用SOFC余热，即利用SOFC高温余热驱动蒸汽轮机发电，利用SOFC高温废气驱动燃气轮机发电，这种热电联供的方式适合大型发电系统。

目前SOFC走向实用化的主要障碍是成本问题，降低SOFC发电系统的制造成本，以便能够有效的与其它发电系统进行竞争。SOFC微型化是其发展的另一个方向，通过缩小燃料电池系统和降低系统运行温度，可以有效降低SOFC成本。

上述现有技术至少存在以下问题：

结构复杂、成本高。对于小型或者微型SOFC来说，其热量不足以和热机循环系统联动，余热、废热利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、成本低、热利用率高的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，包括固体氧化物燃料电池SOFC模块，还包括由两组温差电池组成的温差电池模块，所述的SOFC模块和温差电池模块分别有多块，且相互间隔布置，所述联合发电系统的两端分别复合一片温差电池；所述的温差电池的热端与所述SOFC模块连接，冷端通过集流板与电路系统连接；所述温差电池模块包括热电材料。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，由于包括多块固体氧化物燃料电池SOFC模块和温差电池模块，相互间隔布置，两端分别复合一片温差电池，温差电池的热端与SOFC模块连接，冷端通过集流板与电路系统连接；温差电池模块包括热电材料。热电材料利用固体氧化物燃料电池的余热发电，结构简单、成本低、热利用率高。

附图说明

图1为本发明的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统的结构示意图；

图2a为本发明中普通SOFC的具体实施例一的结构示意图；

图2b为本发明中普通SOFC的具体实施例二的结构示意图；

图2c为本发明中普通SOFC的具体实施例三的结构示意图；

图3a为本发明中单室SOFC的具体实施例一的结构示意图；

图3b为本发明中单室SOFC的具体实施例二的结构示意图；

图4为本发明中多孔结构的SOFC的具体实施例的结构示意图；

图5为本发明中由普通SOFC组成的SOFC模块的具体实施例的结构示意图；

图6a为本发明中由单室SOFC中的SC-SOFC-B电池片组成的SOFC模块的具体实施例一的结构示意图；

图6b为本发明中由单室SOFC中的SC-SOFC-B电池片组成的SOFC模块的具体实施例二的结构示意图；

图7a为本发明中由单室SOFC中SC-SOFC-S电池片组成的SOFC模块的具体实施例一的结构示意图；

图7b为本发明中由单室SOFC中SC-SOFC-S电池片组成的SOFC模块的具体实施例二的结构示意图；

图8为本发明中由热电材料组成的温差电池的具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其较佳的具体实施方式如图1所示，包括：

SOFC(固体氧化物燃料电池)模块1：可以由一对或者几对SOFC组成，中间可以设气路系统，实现供气。

温差电池模块2：可以由两组温差电池组成，温差电池热端分别与上下两组SOFC模块1相连，温差电池冷端可以通过集流板联结在一起；集流板联结电路系统，集流板还可以联结热管理系统，确保冷端的温度。

固体氧化物燃料电池与热电材料联合形成的高效发电系统中由多组上述的SOFC模块1和温差电池模块2组成，形成SOFC模块1与温差电池模块2相互间隔布置的结构。系统中还可以设气路管理系统4、电路管理系统5和热管理系统6。

在发电系统的上下两端，可以分别复合一片温差电池3，热端与SOFC模块相联，冷端直接联结集流板，还可以与热管理系统6相联。

下面对本发明的发电系统的各组成部分详述如下。

固体氧化物燃料电池模块部分：