[发明专利]用于内部歧管式固体氧化物燃料电池堆叠的互连件以及相关方法和电力系统

权利要求书

1.一种用于内部歧管式固体氧化物燃料电池SOFC堆叠的互连件，其包括与阴极互连结构集成且邻近于所述阴极互连结构的至少一个阳极互连结构，其中所述阳极互连结构包括燃料流场；且所述阴极互连结构包括空气流场；且所述两个结构被配置成允许空气和燃料跨越所述互连件的平面的平行流动；并且其中用于所述阳极互连结构和所述阴极互连结构两者的歧管开口布置于交叉流动定向上；

其中能够防止燃料与空气的接触的至少一个分离器板安置于所述阳极互连结构与所述阴极互连结构之间；

其中歧管板结构位于所述分离器板与所述阳极互连结构之间；且被配置成跨越所述互连件的平面相对于空气的流动在反向流动方向上引导燃料从阳极互连件歧管开口的流动；

其中所述歧管板结构包括提供用于引导燃料的流动的配置的预选定燃料路由路径的模式。

2.根据权利要求1所述的互连件，其特征在于，所述平行流动配置是反向流动或同向流动。

3.根据权利要求1所述的互连件，其特征在于，所述邻近的阳极和阴极互连结构各自是彼此附接以形成所述互连件的大体上平面板。

4.根据权利要求3所述的互连件，其特征在于，包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，其中所述第一表面和所述第二表面分别包括充当相应燃料流场和空气流场的纵向流动通路。

5.根据权利要求4所述的互连件，其特征在于，所述燃料流场和所述空气流场共同界定所述燃料电池的平面活性区域。

6.根据权利要求5所述的互连件，其特征在于，所述燃料电池的所述平面活性区域跨越所述平面是大体上正方形的；且所述歧管开口邻近于所述正方形的四条边定位；使得邻近于一条边的至少一个空气进入歧管与邻近于相对边的至少一个空气输出歧管对置；且

邻近于一条边的至少一个燃料进入歧管与邻近于相对边的至少一个燃料输出歧管对置。

7.根据权利要求6所述的互连件，其特征在于，从所述燃料进入歧管到所述燃料输出歧管的所述燃料流场跨越所述活性区域的所述平面是正弦形的。

8.根据权利要求6所述的互连件，其特征在于，所述正方形活性区域的所述四条边包括所述互连件的周边区；且邻近于所述周边区的密封件以足以防止所述空气和燃料彼此接触的配置围绕且密封所述歧管开口。

9.一种包括根据权利要求1-8中任一项所述的互连件的SOFC燃料电池堆叠，包括彼此并置的多个固体氧化物燃料电池；其中所述互连件中的至少一个安置于每一SOFC电池之间，所述互连件能够提供至少两个邻近电池之间的电互连。

10.根据权利要求9所述的SOFC燃料电池堆叠，其特征在于，用于每一阳极互连结构和每一阴极互连结构的所述歧管开口垂直对准于所述燃料电池堆叠的每另一个相应阳极和阴极互连结构中的所述歧管开口。

11.一种用于跨越用于内部歧管式SOFC堆叠的平面互连件表面提供空气和燃料的平行流动的方法，其中所述互连件表面上的燃料歧管开口布置于交叉流动定向上，

所述方法包括通过插入于阳极互连件与阴极互连件之间的根据权利要求1-8中任一项所述的互连件的燃料路由路径引导燃料的流动的步骤，其中所述燃料路由路径被配置成跨越所述平面互连件表面相对于空气的流动将燃料的流动从交叉流动定向重定向到平行流动定向。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述平行流动定向处于反向流动方向上。