[发明专利]紧凑式燃料电池设备

权利要求书

1.一种设备，包括壳体，所述壳体集成有：

燃料电池；和

与所述燃料电池热连通的尾气燃烧器；

其中，所述壳体限定了基本等温的区域，并且所述燃料电池和所述尾气燃烧器共用一个壁。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述壳体集成有燃料重整器，并且所述燃料重整器与所述燃料电池热连通。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述燃料电池和所述尾气燃烧器设置成产生大于或等于约2W/cc的电功率密度。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述燃料电池是固体氧化物燃料电池。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述固体氧化物燃料电池包含厚度小于或等于约500μm的薄膜层。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述固体氧化物燃料电池包含多个燃料电池，所述多个燃料电池限定平面从而生成平面内燃料电池组。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述壳体包含两个基本平行的平面内燃料电池组。

8.如权利要求1所述的设备，包含与所述尾气燃烧器流体连通的低热导率流体连接元件。

9.如权利要求8所述的设备，其中所述低热导率流体连接元件是微机械加工的流体导管、同心管或玻璃毛细管。

10.如权利要求1所述的设备，包含与所述燃料电池电连通的低热导率电气元件。

11.如权利要求10所述的设备，其中所述低热导率电气元件的直径小于或等于约50μm。

12.如权利要求1所述的设备，其中在所述壳体外部的附近设置有绝热空间。

13.如权利要求12所述的设备，其中所述绝热空间包括减压、绝热泡沫、热反射器、或者以上的结合。

14.如权利要求1所述的设备，还包括与所述尾气燃烧器热连通的回热器。

15.如权利要求14所述的设备，其中所述回热器位于所述绝热空间中。

16.一种设备，其包括：

燃料电池；和

与所述燃料电池热连通的尾气燃烧器；

其中所述燃料电池和所述尾气燃烧器设置成产生大于或等于约2W/cc的电功率密度。

17.一种使固体氧化物燃料电池的工作期间的热损失最小化的方法，所述方法包括以下步骤：

设置壳体，所述壳体中包括燃料电池；和

操作所述燃料电池，使得电功率与所述壳体的体积之比大于约2W/cc。

18.一种设备，包括：

第一固体氧化物燃料电池，其包含阳极层、阴极层、和电解质层；和

第二固体氧化物燃料电池，其包含阳极层、阴极层、和电解质层：

其中，在所述第一固体氧化物燃料电池的所述电解质层的中心线和所述第二固体氧化物燃料电池的所述电解质层的中心线之间的距离小于或等于约1.5mm。

19.一种设备，其包括：

固体氧化物燃料电池；和

与所述固体氧化物燃料电池流体连通的低热导率流体连接元件，

其中，所述固体氧化物燃料电池适于在大于或等于400℃的温度下运行，并且所述低热导率流体连接元件设计为：每个低热导率流体连接元件由于其固体横截面而产生的热损失小于约0.1瓦。

20.一种设备，其包括：

固体氧化物燃料电池；和

与所述固体氧化物燃料电池电连通的低热导率电气元件，

其中，所述固体氧化物燃料电池适合在大于或等于400℃的温度下运行，并且所述低热导率电气元件的电阻大于或等于约0.5欧。

21.如权利要求20所述的设备，其中所述低热导率电气元件包括铂，并且其直径小于或等于约100μm。

22.一种设备，其包括：

容纳固体燃料电池的壳体；和

邻近所述壳体外部设置的绝热空间，

其中所述绝热空间处于减压状态。

23.一种设备，其包括：

容纳固体燃料电池的壳体；

邻近所述壳体外部设置的绝热空间；和

与所述固体燃料电池热连通的热交换器，

其中所述热交换器位于所述绝热空间内。