[发明专利]分段式固体氧化物燃料电池堆及其运行和使用方法

权利要求书

1.一种模块化固体氧化物燃料电池装置，其具有最大额定电功率，该装置包括：

“n”多个可独立控制的产生电能段，各个产生电能段具有最大产生电能的能力，各个段包括至少一个产生电能电池，该电池包括至少一个阳极和至少一个阴极；

其中所述“n”多个可独立控制的产生电能段设置在共同热环境之内。

2.如权利要求1所述的模块化固体氧化物燃料电池装置，其特征在于，所述各个产生电能段的最大产生电能的能力不超过该装置的最大额定电功率的1/n。

3.如权利要求1所述的模块化固体氧化物燃料电池装置，其特征在于，所述“n”的值至少为3。

4.如权利要求1所述的模块化固体氧化物燃料电池装置，其特征在于，所述“n”的值至少为6。

5.如权利要求1所述的模块化固体氧化物燃料电池装置，其特征在于，所述“n”可独立控制的产生电能段中的每一个都进一步连接至氧化剂供应和燃料供应。

6.如权利要求5所述的模块化固体氧化物燃料电池装置，其特征在于，所述装置还包括控制系统，该控制系统能将燃料选择性地引入“n”可独立控制的产生电能段中的至少一个或多个中。

7.如权利要求6所述的模块化固体氧化物燃料电池装置，其特征在于，所述控制系统还能将氧化剂选择性地引入“n”可独立控制的产生电能段中的至少一个或多个中。

8.如权利要求1所述的模块化固体氧化物燃料电池装置，其特征在于，所述“n”可独立控制的产生电能段中的每一个都进一步包括至少一个阴极，至少一个阳极，附连于所述至少一个阴极的第一电连接，和附连于所述至少一个阳极的第二电连接。

9.一种运行固体氧化物燃料电池装置的方法，该装置包括“n”多个可独立控制的产生电能段，该方法包括：

a)以功率发生模式运行“n”可独立控制的产生电能段中的至少一个；和

b)同时对“n”可独立控制的产生电能段中至少一个没有以功率发生模式运行的段进行一段时间的原位维护过程。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在这段时间之后，

c)选择“n”可独立控制段中至少一个已进行过原位维护过程的段，

d)使步骤c)中选择的“n”可独立控制段中的至少一个以功率发生模式运行，和

e)同时对“n”可独立控制段中之前按步骤a)的功率发生模式运行的至少一个段进行第二段时间的原位维护过程。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，重复步骤c)至e)，直至“n”可独立控制段中每一个都进行了至少一次原位维护过程。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤a)和b)之前，通过监视“n”多个可独立控制的产生电能段的每一个段的一种或多种预定性能，确定准备进行原位维护过程的至少一个可独立控制的产生电能段。

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述维护过程包括再生过程、活动过程或其组合中的至少一种。

14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤b)之前，准备进行步骤b)的原位维护过程的所述至少一个可独立控制的产生电能段具有第一最大产生电能能力，经过原位维护一时间后，所述步骤b)的可独立控制的产生电能段具有第二最大产生电能能力，其中第二最大产生电能能力大于第一最大产生电能能力。

15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述每一个可独立控制的段都包括至少一个阳极和至少一个阴极，其中所述维护过程包括以下步骤的至少一个步骤：

c)在所述至少一个阳极和至少一个阴极之间施加电势，

d)对所述至少一个阳极进行一次或多次电势循环，

e)使所述至少一个阳极接触空气和/或含氧气氛，

f)调节与所述至少一个阳极和至少一个阴极电连接的电负荷的数量，

g)移去与所述至少一个阳极和/或至少一个阴极相连的任何电负荷，使得该段处于开路电压，

h)在所述至少一个阳极和至少一个阴极之间通过电流，和

i)使所述至少一个阴极接触低氧含量气氛。