[发明专利]串联呼吸型单板仓固体碳燃料电池堆及其发电方法

权利要求书

1.串联呼吸型单板仓固体碳燃料电池堆，包括呼吸装置(1)、电池单元(6)，其特征在于：一组串联电池组连接于呼吸装置之上或至少两组串联电池组并联连接于呼吸装置之上，所述呼吸装置的高压端连接呼气主管道(2)，呼吸装置的低压端连接吸气主管道(3)，所述呼气主管道连接至少一根呼气支管道(5)，所述吸气主管道连接至少一根吸气支管道(4)；

所述每组串联电池组包括至少两组电池单元串联后连接于呼吸装置之上，其中，第一组电池单元的阳极进气管(10)和阴极进气管(13)上端均连接于呼气支管道(5)之上，第一组电池单元的阳极排气管(111)上端连接有气体连接管(51)；第二组电池单元至最后一组电池单元的阳极进气管(10)和阴极进气管(13)上端均连接于前一组电池单元的气体连接管(51)之上；最后一组电池单元的阳极排气管上端连接于吸气支管道(4)之上；

所述每组电池单元包括电解液仓(61)和单板仓(7)，所述单板仓(7)设置于电解液仓内；

所述电解液仓内注入电解液(14)，所述单板仓包括大板仓室和小板仓室，所述单板仓的小板仓室底端设置有电解液连通口(16)且浸入电解液中，所述单板仓的大板仓室上部均高出电解液液面；

所述单板仓为阳极板仓，电解液仓为阴极板仓；或所述单板仓为阴极板仓，电解液仓为阳极板仓；

所述阳极进气管(10)连接有燃料输送装置(19)，阳极进气管下端伸入到阳极板仓内且开口浸入到电解液中，阳极排气管(111)下端伸入到阳极板仓内且开口未浸入电解液中，阳极接线板(11)与阳极板仓连接共同构成阳极集流板；

所述阴极进气管(13)上部连接气体输送装置(20)，阴极进气管下端伸入到阴极板仓内且开口浸入到电解液中，阴极排气管(121)下端伸入到阴极板仓内且开口未浸入电解液中，阴极接线板(12)与阴极板仓连接共同构成阴极集流板；

所述阳极板仓内设有碳燃料，所述阴极板仓内设有氧气；

所述阳极板仓与阳极进气管、阳极排气管连接处密封，所述阴极板仓与阴极进气管、阴极排气管连接处密封。

2.根据权利要求1所述的串联呼吸型单板仓固体碳燃料电池堆，其特征在于：所述呼吸装置为涡轮增压机或者活塞气缸或罗茨增压机，呼吸装置的呼吸频率为2-2000Hz。

3.根据权利要求1所述的串联呼吸型单板仓固体碳燃料电池堆，其特征在于：所述单板仓的小板仓室设置为螺旋式管道(15)。

4.根据权利要求1所述的串联呼吸型单板仓固体碳燃料电池堆，其特征在于：所述单板仓的大板仓室和/或小板仓室内设置有电极填料(18)。

5.根据权利要求1所述的串联呼吸型单板仓固体碳燃料电池堆，其特征在于：所述呼气支管道(5)或气体连接管(51)与燃料输送装置之间的阳极进气管上设置阳极控制阀(21)；所述与阴极进气管连接的呼气支管道或气体连接管(51)上设置阴极控制阀(22)。

6.根据权利要求1所述的串联呼吸型单板仓固体碳燃料电池堆，其特征在于：所述串联电池组为1-600组，每组串联电池组内电池单元为2-400组。

7.根据权利要求1所述的串联呼吸型单板仓固体碳燃料电池堆的发电方法：其特征在于：在每组电池单元内保持电解液仓中熔融KOH和/或NaOH温度为400-650℃的条件下，向阳极板仓中送入碳燃料，同时向阴极板仓中送入含有氧气和/或空气和H₂O的混合气体，在阳极板仓和阴极板仓中发生燃料电池反应；开启呼吸装置，前一组电池单元中阳极板仓中产生的和剩余的气体通过排气管道进入下一组电池单元的阳极板仓和阴极板仓中并发生燃料电池反应，最后一组电池单元的阳极板仓中产生的和剩余的气体回到呼吸装置，呼吸装置增压后将该气体送入第一组电池单元的阳极板仓和阴极板仓，气体循环呼吸利用，与外电路形成持续的电流环路。