[发明专利]一种可储能的高温固态氧化物燃料电池

摘要

本发明提供了一种可储能的固态氧化物燃料电池，该电池结构设计为阳极支撑的上下对称平板中空结构，阳极支撑层材料中包括NiO；工作过程中，首先通入H₂，使H₂还原NiO生成Ni单质，同时H₂被氧化为水蒸气H₂O存储在电池内部，然后通入氧化气并且控制H₂的通入量，使至少部分Ni单质被氧化形成NiO而放电，形成放电过程；然后，进行充电过程，利用存储在电池内部的水蒸气电解产生H₂将NiO还原为Ni，同时H₂被氧化为水蒸气H₂O储存在电池内部。与现有技术相比，本发明在充放电过程中，H₂可以在电池内部“原位”产生并且存储，实现了能量在电池内部的有效储备，大大提高了电池效率。

主权项

1.一种可储能的高温固态氧化物燃料电池，所述的固态氧化物燃料电池包括阳极支撑层、电解质层以及阴极层，电解质层包括第一电解质层与第二电解质层，第一电解质层位于阳极支撑层的上表面，第二电解质层位于阳极支撑层的下表面；阴极层包括第一阴极层与第二阴极层，第一阴极层位于第一电解质层的上表面，第二阴极层位于第二电解质层的下表面；阳极支撑层设置孔道，燃料气通入后进入孔道；其特征是：所述的阳极支撑层材料包括NiO，所述的燃料气为H2；工作状态时，所述的固态氧化物燃料电池包括如下步骤：(1)前期控制首先，对阳极支撑层通入H2，使H2与阳极支撑层中的NiO反应，NiO被还原成Ni单质，H2被氧化为水蒸气H2O储存在电池内部；(2)放电过程然后，对第一阴极层和/或第二阴极层通入氧化气，停止阳极支撑层通入H2或者控制阳极支撑层通入的H2量；氧化气经第一电解质层和/或第二电解质层解离成活性氧原子后进入阳极支撑层；由于控制H2通入量，使至少部分Ni单质最终被氧化而形成NiO，并释放电子，同时H2被氧化为水蒸气H2O储存在电池内部，电子经阳极层传递至阴极层，形成放电过程；(3)充电过程在充电过程中，储存在电池内部的水蒸气发生电化学分解，产生H2，H2还原NiO生成Ni单质，同时H2被氧化为水蒸气储存在电池内部。