[发明专利]固体氧化物燃料电池系统

权利要求书

1.一种燃料电池系统，包括：

a.多个燃料电池组，每个组包括至少一个燃料入口、至少一个燃料出口、框架以及两个多电池的燃料电池装置，所述燃料电池装置定位成：一个燃料电池装置的阳极侧面向另一个燃料电池装置的阳极侧，所述两个燃料电池装置组合起来，至少部分地形成连接到所述燃料入口和所述燃料出口的燃料腔室；

b.多个热交换器组，每个组包括至少一个氧化剂入口、至少一个氧化剂出口、以及连接到所述至少一个氧化剂入口和所述至少一个氧化剂出口的内部氧化剂腔室；所述热交换器组平行于所述燃料电池组并介于所述燃料电池组之间，以使所述热交换器组面对所述燃料电池组，并至少部分地在所述热交换器组和所述燃料电池组之间形成多个阴极反应腔室；

c.外壳，所述外壳支承和包围所述燃料组和所述热交换器组；

d.氧化剂入口腔，所述氧化剂入口腔操作地连接到所述热交换器组的氧化剂入口；

e.氧化剂排出腔，所述氧化剂排出腔操作地连接到所述阴极反应腔室；

f.入口燃料集管，所述入口燃料集管连接到所述燃料电池组的所述燃料入口；以及

g.排放燃料集管，所述排放燃料集管连接到所述燃料电池组的所述燃料出口。

2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，包括：氧化剂回转腔，所述氧化剂回转腔包括至少一个扩散器板，所述氧化剂回转腔操作地连接到：所述热交换器组的所述氧化剂出口；以及所述阴极反应腔室的所述氧化剂入口侧。

3.如权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括二次氧化剂排出口，所述二次氧化剂排出口(i)连接到交替的氧化剂腔；以及(ii)包括能够控制所述交替的氧化剂腔内背压的阀门。

4.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括二次氧化剂排出口，所述二次氧化剂排出口(i)连接到交替的氧化剂腔；以及(ii)包括能够控制所述交替的氧化剂腔内背压的阀门。

5.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池组由不锈钢合金制成，所述不锈钢合金厚度小于1mm。

6.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述热交换器组由不锈钢合金制成，所述不锈钢合金厚度小于1mm。

7.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述热交换器组包括框架和两个平面的电解质板，所述板布置成彼此平行，以使形成在所述电解质板之间的内部腔室形成氧化剂预热腔室。

8.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池组内的燃料流动方向基本上是重力的方向。

9.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述(a)燃料电池组，(b)热交换器组，(c)外壳，(d)入口氧化剂腔，(e)氧化剂排放腔，d(f)入口燃料集管，和/或(g)排放燃料集管包括能够防止氧化物挥发的涂层。

10.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，包括燃料电池堆叠芯，其中，所述燃料电池堆叠芯包括所述多个燃料电池组，所述燃料电池系统附加地包括包围燃料电池堆叠芯的热绝缘件，所述热绝缘件包括：

a.空气内腔，所述空气内腔位于所述热绝缘件与所述燃料电池堆叠芯之间；以及

b.开口，所述开口在所述空气内腔和环境空气之间。

11.如权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，在行进通过所述开口之前，排放氧化剂气体行进通过所述燃料电池堆叠芯和所述绝缘件。

12.如权利要求11所述的燃料电池系统，其特征在于，所述热绝缘件附加地包括嵌入的电加热板，所述电加热板平行于所述燃料电池堆叠芯的每个面。

13.一种燃料电池组包括：

c.两个平面的电解质支承的燃料电池阵列，所述阵列布置成：一个燃料电池阵列的一个阳极侧面对另一个燃料电池阵列的阳极侧；

d.框架，所述框架设置在所述燃料电池阵列之间，其中所述框架包含燃料入口和排放端口、空气入口和排放端口，以及一个或多个燃料腔室；

e.内部氧化剂腔室，所述内部氧化剂腔室设置在所述燃料电池阵列之间，所述空气腔室具有多个壁，所述壁能够将来自燃料电池阵列的热能传递和散布到通过所述内部氧化剂腔室的所述氧化剂。