一种固体氧化物燃料电池阴极汇流设计

摘要

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池阴极汇流设计，步骤一：采购上海树脂研究所的银浆，取10g银浆，加入质量分数0.8g乙基纤维素，搅拌均匀，步骤二：用圆棒作为模具，银线制造圆环，将圆环置于步骤一中制好的浆中，粘上一圈银浆后，将银圈粘在阴极外圈，步骤三：在阴极表面涂上银浆，并将涂上的银浆与银圈连接，置于管式炉中，保温1小时，后自然冷却，步骤四：按测试要求，采用单电池放电性能测试装置对线路进行测试时，进行连接线路，此固体氧化物燃料电池阴极汇流设计，将汇流银线外置，降低空气侧的传质阻力，增大输出功率，特别是高温段(700‑800℃)的功率，提高单电池输出功率，在燃料供给侧流量一定的情况下，可以提高能源转换效率。

说明书

技术领域

本发明涉及固体氧化物燃料电池技术领域，具体为一种固体氧化物燃料电池阴极汇流设计。

背景技术

在固体氧化物燃料电池运行过程中，需要将电池产生的电流汇聚输出至外电路，为了提高电堆的输出功率，必须让阴极催化层与空气充分接触，降低传质(空气扩散到功能层)阻力，阴极和电解质、阳极与电解质之间通常是通过烧结而通过化学键结合在一起，接触阻抗很小，而阴阳极与银线是通过调制银浆烧结在一起的，银线的将反应产生的电流导出电池，银线的排布方式直接影响电池的性能。

实验室常组装如说明书附图1单电池结构，来研究材料性能，但是燃料电池如说明书附图2，旧的阴极汇流银线通过阴极中间银线导出，且从理论上，银线是实心的，不能像多孔银层(说明书附图3)一样，提供传质通道，将银线置于阴极中间汇流，会影响燃料电池的功率，为此，我们提出一种固体氧化物燃料电池阴极汇流设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体氧化物燃料电池阴极汇流设计，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种固体氧化物燃料电池阴极汇流设计，包括以下步骤：

步骤一：采购上海树脂研究所的银浆，取10g银浆，加入质量分数0.8g乙基纤维素，搅拌均匀；

步骤二：用圆棒作为模具，银线制造圆环，将圆环置于步骤一中制好的浆中，粘上一圈银浆后，将银圈粘在阴极外圈；

步骤三：在阴极表面涂上银浆，并将涂上的银浆与银圈连接，置于管式炉中，保温1小时，后自然冷却；

步骤四：按测试要求，采用单电池放电性能测试装置对线路进行测试时，进行连接线路；

步骤五：记录数据，以5℃/min的升温速度开始加热，从600℃开始，以50℃为间隔，每个间隔点保温30min，并进行放电，再进行记录数据。

优选的，所述步骤三中的与涂上银浆连接的银圈在置于管式炉中后，管式炉中以5℃/min的速度升温至650℃。

优选的，所述步骤四中单电池放电性能测试装置包括实验管式电炉，所述实验管式电炉内部设有氧化锆管，所述氧化锆管内部设有石英管，所述氧化锆管内部且位于石英管之间设有用于对单电池放电测试的测试件。

优选的，所述石英管设有若干个，若干个所述石英管均匀分布在氧化锆管内部。

优选的，所述测试件包括依次设置在氧化锆管内部一端的阳极、电解质、阴极和银浆，且阴极和银浆的一端通入空气，所述阳极的一端连接引线；

所述阴极和银浆以及引线之间连接有用于对其内部进行侧测试的Arbin系统。

优选的，所述实验管式电炉内部设有热电偶。

优选的，所述圆棒直径为0.4mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将汇流银线外置，降低空气侧的传质阻力，增大输出功率，特别是高温段(700-800℃)的功率，提高单电池输出功率，在燃料供给侧流量一定的情况下，可以提高能源转换效率。

附图说明

图1为实验室常组装单电池结构图；

图2为现有燃料电池图；

图3为多孔银层图；

图4为本发明银线汇流方式图；

图5为本发明新型银线汇流与旧型银线汇流性能对比图；

图6为本发明单电池放电性能测试装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种固体氧化物燃料电池阴极汇流设计，包括以下步骤：

步骤一：采购上海树脂研究所的银浆，取10g银浆，加入质量分数0.8g乙基纤维素，搅拌均匀；

步骤二：用圆棒作为模具，所述圆棒直径为0.4mm，银线制造圆环，将圆环置于步骤一中制好的浆中，粘上一圈银浆后，将银圈粘在阴极外圈；

步骤三：在阴极表面涂上银浆，并将涂上的银浆与银圈连接，置于管式炉中，保温1小时，后自然冷却；

步骤四：按测试要求，采用单电池放电性能测试装置对线路进行测试时，进行连接线路；

步骤五：记录数据，以5℃/min的升温速度开始加热，从600℃开始，以50℃为间隔，每个间隔点保温30min，并进行放电，再进行记录数据。

所述步骤三中的与涂上银浆连接的银圈在置于管式炉中后，管式炉中以5℃/min的速度升温至650℃。

所述步骤四中单电池放电性能测试装置包括实验管式电炉，所述实验管式电炉内部设有氧化锆管，所述氧化锆管内部设有石英管，所述氧化锆管内部且位于石英管之间设有用于对单电池放电测试的测试件。

所述石英管设有若干个，若干个所述石英管均匀分布在氧化锆管内部，所述测试件包括依次设置在氧化锆管内部一端的阳极、电解质、阴极和银浆，且阴极和银浆的一端通入空气，所述阳极的一端连接引线；

所述阴极和银浆以及引线之间连接有用于对其内部进行侧测试的Arbin系统，所述实验管式电炉内部设有热电偶。

且新型银线汇流与旧型银线汇流单电池放电性能对比如下表所示：

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。