[发明专利]固体氧化物燃料电池模块

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请号为No.10-2010-0088806、申请日为2010年9月10日、名称为“固体氧化物燃料电池模块”的韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容在此作为参考结合于本申请。

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物燃料电池模块。

背景技术

一般而言，燃料电池是一种通过电化学反应将燃料(氢气、液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)等)和空气(氧气)的化学能直接转换为电能和热能的装置。燃料电池不要求燃料燃烧或涡轮机驱动，其与需要经由燃料燃烧、生成蒸汽、涡轮机驱动、发电驱动等步骤的现有发电技术是不同的。因此，燃料电池是一种兼具高效率和避免环境问题的发电技术新概念。燃料电池产生微量的SO_x、NO_x等，并生成少量的二氧化碳，因此其能够实现无污染发电并具有诸如低噪音、无振动等之类的优点。

燃料电池具有多种类型，例如磷酸燃料电池(PAFC)、碱性燃料电池(AFC)、聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醛燃料电池(DMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等。在这些燃料电池之中，固体氧化物燃料电池(SOFC)由于能够高效发电并允许进行煤气、燃料电池、燃气轮机等的组合式循环发电，因此其适于作为小型发电站、大型发电站或分布式电源，并且具有多种发电容量。因而，为步入未来的氢经济社会，固体氧化物燃料电池是一种必不可少的发电技术。

图1是显示固体氧化物燃料电池发电原理的原理图。

就根据图1所示的固体氧化物燃料电池(SOFC)的基本发电原理而言，在燃料为氢气(H₂)或一氧化碳(CO)时，阳极1和阴极2上发生下列电极反应。

阳极：CO+H₂O→H₂+CO₂

2H₂+2O^2-→4e^-+2H₂O

阴极：O₂+4e⁺→2O^2-

总反应：H₂+CO+O₂→CO₂+H₂O

也就是说，阳极1上产生的电子(e^-)通过外部电路4输送到阴极2，与此同时，阴极2上产生的氧离子(O^2-)通过电解质3输送到阳极1。此外，在阳极1上氢气(H₂)与氧离子(O^2-)结合以产生电子(e^-)和水(H₂O)。从而，就固体氧化物燃料电池的总反应而言，氢气(H₂)或一氧化碳(CO)被供给到阳极1，同时氧气被供给到阴极2，从而最终产生二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)。

通过上述发电过程产生电能的固体氧化物燃料电池具有微小的不可逆损失和基于活化极化(activation polarization)而具有低的过电压。此外，固体氧化物燃料电池能够采用氢气和碳氢化合物作为燃料，因而提供了广泛的燃料选择。另外，由于电极位置快速的反应速度，固体氧化物燃料电池不需要采用昂贵的贵金属作为电极催化剂。

但是，固体氧化物燃料电池中的管状固体氧化物燃料电池在集电方面存在困难。

图2是显示根据现有技术的固体氧化物燃料电池的集电方法的立体图。根据图2所示的现有技术的缺点如下：

当通过固体氧化物燃料电池的发电过程发电而产生电流时，为收集电流，需要在单元电池10的外周面上布设镍或银导线20。但是，布线工艺是复杂的，并且导线20非常昂贵，从而增加了制造成本。此外，单元电池10尺寸的增加导致用于集电的导线20的长度增加。因而，导线20的阻抗增大，最终使得集电效率下降。另外，当层叠或堆叠多个单元电池10时，每个单元电池10均需要进行布线工艺。从而，整体集电系统会变得非常复杂。

发明内容

本发明致力于提供一种固体氧化物燃料电池模块，该固体氧化物燃料电池模块通过采用金属泡沫连接板来集电而能够提高集电效率，并能够实现稳定的叠层结构。