[发明专利]一种大幅提高MC-DCFC功率密度的阳极室、方法及电池

说明书

本发明公开了一种大幅提高MC‑DCFC功率密度的阳极室、方法及电池，属于MC‑DCFC领域。该阳极室中的电极组件可在耐热硬管内自由取放，包括取放棒、下部限位板、耐高温绝缘导线以及集电器；下部限位板固定于取放棒下端，且下部限位板的周缘与耐热硬管内壁间隙配合；集电器位于取放棒下方；耐高温绝缘导线一端连接集电器，另一端穿过下部限位板上的通孔以在使用时连接外部设备；下部限位板与耐热硬管下端围成用于盛放燃料粉末的空间，集电器位于该空间内；耐热硬管下端开设有流通孔，在使用时供熔融碳酸盐流入耐热硬管并与燃料粉末混合。本发明能保证煤/碳粉燃料和熔融电解质充分接触，提高反应速率，大幅提高MC‑DCFC功率密度。

技术领域

本发明属于MC-DCFC(Molten Carbonate direct coal/carbon fuel cell，熔融碳酸盐直接煤/碳燃料电池)领域，涉及一种大幅提高MC-DCFC功率密度的阳极室、方法及电池，更具体地，涉及一种大幅提高熔融碳酸盐直接煤/碳燃料电池功率密度的阳极室设计及方法。

背景技术

煤在我国能源中的主导地位在相当长的时期内不会改变。传统燃煤电厂发电效率只有30-45％，且排放了大量的温室气体和污染物如SO₂，NO_x，颗粒物等。而直接煤/碳燃料电池(direct coal/carbon fuel cell,DCFC)，将煤/碳的化学能直接转化为电能，能量的转化效率提升近一倍，极大减少能量损失和污染物的排放；并能获得纯度很高的CO₂，便于储存和利用。

目前，有关MC-DCFC的专利并不是很多，国内现有的相关专利主要集中在以下几方面：

(1)具有重整单元的MC-DCFC：中国专利CN201010207016.1，该专利中，作者并不直接以碳燃料进料，而是通过重整单元将其转化为气体燃料；在重整单元，还有一些专利是关于重整催化剂的，如中国专利CN201780027891.1、中国专利CN201010206914.5。

(2)碳燃料进料方式方面以及碳燃料处理方法：中国专利CN201110257666.1、中国专利CN201010287471.7、中国专利CN200810209833.3。

(3)电解液/电解质方面，有以下专利：中国专利CN201110304175.8。

(4)电极材料方面的专利有：中国专利CN201510583169.9、中国专利CN200610015494.6、中国专利CN100392894C。

(5)在电堆研究方面的国内专利有：中国专利CN203800125U、中国专利CN202308175U。

国外对MC-DCFC的专利主要集中在以下方面：

(1)具有重整单元的MC-DCFC，专利有：美国专利US5348814A和US5100743A。

(2)碳燃料在进料之前的预处理，专利有：美国专利US7981563B2。

(3)在电解质方面的专利有：美国专利US6037076A。

(4)关于阳极的专利涉及阳极形态、具有一些特殊功能的阳极(如耐硫)和阳极材料，专利如下：美国专利US20060234098A1、美国专利US4925745A、英国专利GB2039131A和美国专US5206095A。

(5)国外在电堆方面也有一些专利，例如：韩国专利KR101713344B1。

(6)此外，还有该类燃料电池与其它设备联用的一些专利：日本专利JPH11312527A，美国专利US9502728B1。