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公开(公告)号：CN109065918B
公开(公告)日：2024-07-30
申请号：CN201810732256.X
申请日：2018-07-05
Applicant: 清华大学
IPC: H01M8/0432 , H01M8/04746
Abstract: 本发明提供一种流场可变的板式燃料电池测试装置及方法，包括阴极端板、阳极端板、气体控制单元和温度传感器，阴极端板包括阴极陶瓷基体，其内设置至少一条第一气体通道，空气通过第一气体通道在阴极气室中形成第一方向空气流；阳极端板包括阳极陶瓷基体，其内设置有至少一条第二气体通道、第三气体通道和第四气体通道，燃料气体通过第二通道、第三通道或第四通道进入阳极气室，分别形成与第一方向相同、垂直和相反的第二方向、第三方向或第四方向燃料气流；气体控制单元控制第二气体通道、第三气体通道和第四通道燃料气体通断；温度传感器感测阴极陶瓷基体和阳极陶瓷基体之间的温度。所述装置及方法在同一电池上连续转变流场进行电池测试。
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公开(公告)号：CN118345405A
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN202410213177.3
申请日：2024-02-27
Applicant: 清华大学
Abstract: 本申请涉及一种耦合工业高温余热的高效率固体氧化物电解制氢系统和方法，包括：固体氧化物电解SOEC制氢子系统、加热组件和换热组件，换热组件回收SOEC制氢子系统出口的第一高温尾气和第二高温尾气的热量，利用回收热量加热SOEC制氢子系统制氢所需的反应气和吹扫气，得到初始反应气和初始吹扫气；加热组件基于满足预设温度的热源蒸发水蒸汽，将初始反应气和初始吹扫气加热至目标温度，得到目标反应气和目标吹扫气；SOEC制氢子系统基于目标反应气和目标吹扫气在SOEC燃料电极侧生成氢气，在SOEC氧电极侧生成氧气。由此，解决了相关技术中系统换热布局无法满足SOEC系统工作时蒸汽蒸发和气体过热所需热量等问题，降低了系统电能消耗，提高了系统制氢效率。
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公开(公告)号：CN114944502B
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202210470752.9
申请日：2022-04-28
Applicant: 清华大学
IPC: H01M8/04746 , H01M8/04858 , H01M8/12 , H01M8/124
Abstract: 本发明公开了一种延长固体氧化物燃料电池系统寿命的控制方法，系统在初始工况下运行时的输出功率为初始功率，所述方法包括：当系统的输出功率由初始功率降低到至第一功率时，采用控制燃料流量的调控方式；当系统的输出功率由初始功率降低到至第二功率时，采用控制燃料利用率的调控方式；当系统的输出功率由初始功率降低到至第三功率时，采用协同控制燃料利用率和电压的调控方式；初始功率大于第一功率，第一功率大于第二功率，第二功率大于第三功率。当系统在长期运行后发生性能衰减而不再满足设计需求时，通过使用本发明方法，可在不同的衰减阶段选择相应的调控方式，能够让系统的输出功率恢复到初始水平，延长系统的使用寿命，提高经济性。
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公开(公告)号：CN115125544B
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202210730890.6
申请日：2022-06-24
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种密闭空间CO2分解循环再生氧气系统，该系统包括：二氧化碳捕集单元和SOEC电解池，二氧化碳捕集单元具有空气入口、二氧化碳第一出口和捕集后气出口；SOEC电解池包括固体氧化物电解质、阳极和阴极，阴极上设有混合气入口和合成气出口，混合气入口用于供给含有二氧化碳、氢气和水蒸气的混合气，阳极上设有第一空气入口和氧气出口，混合气入口与二氧化碳第一出口相连。该系统既消纳了密闭空间内人类活动产生的CO2，又制备了人类活动所需的氧气，可以持续保持密闭空间内的氧气浓度，维持密闭空间内的人类活动；同时该系统产生的合成气也可用作密闭空间的备用燃料，且该系统结构简单紧凑，适用性广。
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公开(公告)号：CN116111134A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202211667948.3
申请日：2022-12-23
Applicant: 清华大学
IPC: H01M8/04014 , H01M8/1246 , H01M8/04701 , H01M8/04082 , H01M8/04089 , H01M8/0612 , H01M8/04828 , H01M8/04119 , H01M8/04291 , F24D15/00 , F24D18/00 , F24D101/30
Abstract: 本发明公开了一种基于固体氧化物燃料电池的水热电三联供系统，包括：固体氧化物燃料电池；第一空气预热装置；第二空气预热装置；燃烧器；重整器；燃料预热装置；燃料供给装置；供暖装置；热水箱；净水装置；净水箱。根据本发明实施例的基于固体氧化物燃料电池的水热电三联供系统能够同时实现水热电三联供，具有适用性强、效能高等优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111952639B
公开(公告)日：2021-12-14
申请号：CN202010849386.9
申请日：2020-08-21
Applicant: 清华大学
IPC: H01M8/04223 , H01M8/04007 , H01M8/04302 , H01M8/2465 , H01M8/249
Abstract: 本发明涉及一种快速启动高温燃料电池及控制方法，储能电池在发电模块启动过程初期为电加热器供电，电加热器预热辅助电堆，待辅助电堆预热至设定温度后通入燃料开始发电，辅助电堆为电加热器供电预热主电堆，发电过程产生的高温尾气通入主电堆加速预热。本发明增设储能电池组，提高发电模块快速响应能力；增设小规格辅助电堆，降低启动用储能电池容量需求，实现发电单元部分供电能力的快速启动；增设双加热模式，利用辅助电堆为电加热器高效供电，配合发电过程中产生热能同时为主电堆预热，加速热盒主电堆启动过程。
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公开(公告)号：CN110400934A
公开(公告)日：2019-11-01
申请号：CN201910126705.0
申请日：2019-02-20
Applicant: 清华大学
IPC: H01M4/86 , H01M4/88 , H01M8/1226 , H01M8/1246 , H01M8/1253
Abstract: 本发明公开一种以电解质材料氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为基础向阴阳极展开，在材料组分和致密度上梯度变化的新型准连续界面低应力结构电池。利用多层YSZ薄膜一次共烧结技术，从结构设计和制备角度彻底消除电极/电解质之间的层状界面，弱化电池制备和运行过程中电极/电解质界面应力。通过YSZ中氧化钇含量梯度变化和微孔结构梯度调整优化平衡高电导率(8～10)mol％-YSZ和高强度(2～3)mol％-YSZ之间的关系，大幅降低电池厚度。在多孔电极中发展并优化湿化学方法原位负载纳米电极技术，获得全电池，实现高性能单电池稳定运行。解决目前阳极支撑型固体氧化物燃料电池在制备和运行中，因自身结构和制备工艺问题产生的内应力引起的层状界面，在运行过程出现的界面剥离、界面反应等问题。
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公开(公告)号：CN109836154A
公开(公告)日：2019-06-04
申请号：CN201811640620.6
申请日：2018-12-29
Applicant: 清华大学
IPC: C04B35/50 , C04B35/622 , C04B35/64 , H01M8/126
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池(SOFC)中氧化铈基薄膜在较低温度下温烧结致密化的方法。氧化铈基隔离层致密薄膜位于SOFC致密电解质与多孔阴极之间，用来阻挡多孔钙钛矿阴极中金属元素向致密氧化锆基电解质侧的扩散。传统氧化铈基陶瓷薄膜致密化烧结温度较高(～1550℃)，与SOFC制备工艺不匹配，因此必须降低氧化铈基陶瓷薄膜的烧结温度到1350℃及以下。为此，本发明通过在三价稀土元素掺杂的氧化铈基陶瓷粉体中添加过渡金属Co、Fe、Ni等的氧化物作为助烧剂，实现厚度约1-10μm氧化铈基隔离层在1100～1350℃低温烧结致密化，比传统氧化铈基隔离层的烧结温度低约200～400℃。实验结果表明，在此条件下制备的氧化铈基隔离层可阻隔阴极中金属元素向致密氧化锆基电解质侧的扩散，提高电池稳定性。
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公开(公告)号：CN108365242A
公开(公告)日：2018-08-03
申请号：CN201810136529.4
申请日：2018-02-09
Applicant: 东莞深圳清华大学研究院创新中心
IPC: H01M8/1231 , H01M8/0258
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池，包括电池主体、位于电池主体两侧的阳极连接板和阴极连接板，所述阳极连接板上连接有阳极密封板，所述阳极连接板和阳极密封板之间设有燃料通道，燃料气体横向流过所述燃料通道，所述燃料通道设有燃料进气口和燃料出气口；所述阳极连接板上设有月牙形的凸起，月牙形的凸出侧面向所述燃料进气口的凸起为正向凸起，月牙形的凹陷侧面向所述燃料进气口的凸起为反向凸起；多个所述正向凸起纵向排列组成一列正向凸起，多个所述反向凸起纵向排列组成一列反向凸起；每列所述正向凸起和每列所述反向凸起间隔分布设置，使得燃料气体得到充分利用，提高了燃料气体的利用率，增强了单个电池的发电功率。
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公开(公告)号：CN114765266B
公开(公告)日：2024-11-08
申请号：CN202110049002.X
申请日：2021-01-14
Applicant: 清华大学
IPC: H01M8/04007 , H01M8/04014 , H01M8/04029 , H01M8/04291 , H01M8/04701 , H01M8/0662 , H01M8/2465
Abstract: 本发明涉及一种提高热效率并优化水管理的SOFC热电联供系统，燃烧尾气依次预热空气、重整反应、燃料、重整水以及生活用水，实现了对燃烧尾气中所包含的能量和水的综合回收利用，优化了系统的水、热管理，有效提高了系统的热电效率。本系统通过优化组件布局与换热流程，增加余热回收换热器和冷凝器，用冷却水回收尾气中的热能，实现对外供热；通过增加储水罐、循环管路和电磁控制阀，实现对尾气中水的循环利用。本发明可以优化系统运行过程中的水、热管理，大幅提高系统的热效率，降低系统对水的消耗量，减少运行成本。
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