一種便攜燃料電池發電裝置的製作方法

2023-09-18 03:35:15

本實用新型屬於固體氧化物燃料電池領域，具體涉及一種便攜燃料電池發電裝置。

背景技術：

目前便攜電源主要為鋰電池，太陽能電池以及一次性電池。鋰電池由於需要定時充電，受地理位置影響，太陽能電池需要太陽直射條件充電，在野外太陽能電池、鋰電池的使用收到了巨大的限制。針對目前便攜電源存在的充電問題，受天氣、環境、等因素影響，不能夠完成全天候的充電。該發明屬於固體氧化物燃料電池堆。固體氧化物燃料電池（SOFC）是新發展起來的一類燃料電池，它除了具備傳統燃料電池的高效率、低汙染等優點之外，還具有其本身獨有的特點，比如燃料適應性廣、能量轉化率高等，在能源問題日趨緊張的今天，便攜燃料電池發電裝置的研究受到世界各國的高度重視。

技術實現要素：

本實用新型為了解決上述技術問題，提供了一種結構合理、燃料適應性廣、使用方便、能量轉化率高的便攜燃料電池發電裝置。

為解決以上技術問題，本實用新型的技術方案是：一種便攜燃料電池發電裝置，包括液化氣燃燒罐，保溫套外殼，管式燃料電池陣列，所述管式燃料電池陣列設置在保溫套外殼內部，所述液化氣燃燒罐設置在保溫套外殼下部，其特徵在於： 所述管式燃料電池陣列由管式燃料電池串聯構成，所述保溫套外殼左右兩個側壁上對稱設置有管式燃料電池的安裝孔洞，並且四周側壁內側設置有氧化鋁纖維保溫板，頂部設置有透氣孔洞。

所述管式燃料電池為陰極支撐管式氧化物燃料電池，所述燃料電池為通心管狀結構，其管壁從裡到外由陰極管、電解質層、陽極層構成。

所述陰極管為SDC-LSCF複合材料、電解質層為SDC材料、陽極層為Ni-SDC複合金屬陶瓷材料。

所述陰極管內表面設置有電流收集層，所述陽極層外表面設置有導電塗層。

所述管式燃料電池的電流收集層與導電塗層通過銅絲或鐵絲或銀絲串聯。

所述電流收集層為Ag 塗層材料，所述導電塗層為多孔Ru導電材料。

所述管式燃料電池的陽極層與保溫套外殼之間設置有雲母片。

所述陰極管的直徑為8mm，長度為10cm，電解質層的厚度為20～30um，陽極層的厚度20um。

所述保溫套外殼為316或314不鏽鋼材料，其厚度為1～3mm，其外殼尺寸為9×9×9cm；所述安裝孔洞的直徑為8.5mm；所述氧化鋁纖維保溫板的厚度為3～10mm。

所述管式燃料電池陣列中管式燃料電池的數量為9個，所述安裝孔洞的數量為9對。

所述液化氣燃燒罐的加熱溫度為600～800oC。

本實用新型採用傳統的固體氧化物燃料電池，通過陰極管和陽極層的串聯，製備了管式燃料電池陣列，該電池陣列直接採用液化氣火焰加熱，該火焰氣氛在陽極層發生反應後與電池管中陰極層發生的氧離子反應，直接放出電能。該電池陣列的輸出功率可達到10～30W，可以維持在戶外維持小型電子設備的運行，因此具有廣闊的市場前景。

附圖說明

圖1是本實用新便攜燃料電池發電裝置的結構示意圖；

圖2是圖2的側面視圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1：

以Ni-SDC/SDC/SDC-LSCF燃料電池作為陰極支撐管式氧化物燃料電池為例，陰極採用SDC-La0.8Sr0.2Co0.2Fe0.8O3複合材料，按照3：7比列混合,再採用注漿工藝製備成SDC-LSCF複合陰極管，該陰極管直徑8mm，長度10cm，燒結溫度為1200oC；將納米納米SDC電解質材料噴塗到電池陰極管外表面，塗層厚度25µm，並在1200oC燒結；陽極採用NiO、SDC按照質量比配置7:3的陽極,採用噴塗方法噴塗在電解質外表面，塗層厚度20µm，並在1200oC燒結，製得開路電壓為1V的管式燃料電池。

將管式燃料電池置於在氫氣氣保護下，於500oC採用還原氣氛加熱1h，在陽極表層印刷多孔Ru導電材料，陰極表面印刷Ag 塗層材料，然後採用銀絲和銀膠將每個管式燃料電池的Ag 塗層材料與另一個管式燃料電池的多孔Ru導電材料串聯；

採用厚度為2mm的314不鏽鋼材料製成外殼尺寸為9×9×9cm的保溫套外殼，並在其左右兩個側壁上對稱鑽有直徑為8.5mm的管式燃料電池安裝孔，洞，並且四周側壁內側採用螺絲固定的方式固定有厚度為6mm的氧化鋁纖維保溫板。

本實用新型新便攜燃料電池發電裝置的使用方法：首先將9個管式燃料電池分別安裝在保溫套外殼的9對安裝孔內，然後通過銀絲和銀膠將9個管式燃料電池進行串聯，組成管式燃料電池陣列，然後點燃液化氣燃燒罐，利用液化氣火焰對其進行加熱，加熱溫度為700oC，使得管式燃料電池陣列對外輸出20W的功率，用以維持小型電子設備的運行。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型保護範圍並不局限於此，根據本實用新型的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。