中国石油大学(华东)蒋文春获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利可靠性和耐久性同步提升的SOFC热电联供系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116314933B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310103484.1,技术领域涉及:H01M8/04029;该发明授权可靠性和耐久性同步提升的SOFC热电联供系统是由蒋文春;罗云;宋明;张玉财;李少华;钮瑞艳;郑红祥;张春雪;张秀成;王世学;岑岭山;陈敬凯;陈小博;柴永明;涂善东设计研发完成,并于2023-02-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本可靠性和耐久性同步提升的SOFC热电联供系统在说明书摘要公布了:本发明属于燃料电池技术领域。公开了一种可靠性和耐久性同步提升的SOFC热电联供系统,包括电堆、辅助装备及热管理模块。电堆结构设计上,引入重整与均温一体化冷却通道和交替叠加流道结构;电堆材料设计上,采用梯度孔电极材料、双极板表面引入涂层及密封层采用蠕变强度小的材料;电堆制造工艺上,采用多次递进式连续冲压方法制备柔性连接体。辅助装备设计上,设置串联的固定床脱硫器和H2S脱除器,采用并联的重整制氢反应器,引入水汽变换装置和PSA装置。热管理模块方面,设定多个热平衡管理路线,将电堆后端产生的高温热量与前端需要的热量联系起来。本发明有利于同步提升SOFC热电联供系统的可靠性与耐久性。
本发明授权可靠性和耐久性同步提升的SOFC热电联供系统在权利要求书中公布了:1.一种可靠性和耐久性同步提升的SOFC热电联供系统,其特征在于,所述SOFC热电联供系统包括SOFC电堆、辅助装备及热管理模块; 所述SOFC电堆为多层重叠部件,包括多个单电池、柔性连接体、密封层以及双极板,所述单电池的阳极层与所述柔性连接体之间构成阳极燃料通道,所述单电池的阴极层与所述柔性连接体之间构成阴极空气通道,所述单电池的阳极层为采用相转化流延法制备的梯度孔结构,相邻的单电池之间引入重整与均温一体化冷却通道,所述阳极燃料通道和所述阴极空气通道采用交叉流道和逆向流道交替叠加的结构形式,所述冷却通道的流向与相邻的阳极燃料通道的流向相反,并且在所述冷却通道的表面浸渍有重整催化材料; 所述柔性连接体采用多次递进式连续冲压方法制备,所述密封层采用蠕变强度系数和蠕变失效应变比双极板小的材料,所述双极板的表面引入复合尖晶石涂层; 所述辅助装备包括脱硫单元、重整制氢单元、催化燃烧器、多个预热器和多个换热器,所述脱硫单元包括串联的固定床脱硫器和H2S脱除器,所述重整制氢单元包括水汽变换装置、PSA装置以及并联的两个重整制氢反应器,所述并联的两个重整制氢反应器其中之一处于工作状态,另一个处于待机状态,当某一个重整制氢反应器重整效率降低,则立即启动另一个重整制氢反应器进入工作状态; 所述预热器包括第一预热器和第二预热器,所述换热器包括第一换热器、第二换热器和第三换热器; 空气经第一预热器进入SOFC电堆的阴极,液态水经第三换热器变成高温水蒸气后进入所述重整制氢反应器用于重整反应,燃料依次经第一换热器、第二换热器和第二预热器之后,进入所述脱硫单元,脱除燃料中的硫杂质后进入所述重整制氢反应器制得氢气,所述氢气依次经第三换热器和第二换热器后进入所述水汽变换装置,而后经过第一换热器后进入PSA装置,最后进入SOFC电堆的阳极; SOFC电堆出来的一部分阳极尾气经第一预热器和第二预热器后进入所述重整制氢反应器用于重整反应; SOFC电堆出来的另一部分阳极尾气与阴极尾气进入所述催化燃烧器燃烧,燃烧后产生的水蒸汽进入第二预热器,预热燃料,最后进入所述重整制氢反应器用于重整反应; 所述热管理模块设定有如下几个热平衡管理路线: 1将SOFC电堆出来的一部分阳极尾气重新用于SOFC电堆的前端的蒸汽重整反应; 2将SOFC电堆出来的另一部分阳极尾气与阴极尾气混合燃烧,为SOFC电堆的前端提供热能和水蒸气,其中一部分水蒸气用于加热氢气,另一部分水蒸气用于给前端燃料重整提供热量; 3燃料经三级换热后进入脱硫装置,首先与经水汽变换装置后的气体进行第一级换热,而后与经重整制氢反应器后的气体进行第二级换热,最后与经催化燃烧器燃烧后产生的水蒸气进行第三级换热; 4对水汽变换后的热量进行回收供热。
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