[发明专利]热管理改进的高温或燃料电池式电化学系统

权利要求书

1.一种电化学系统，所述电化学系统包括在纵轴(X)上具有交替的陶瓷电池(2)和互连体(4)的堆叠体，并且还包括并入所述堆叠体中的热管理元件，其特征在于，所述热管理元件包括至少一个板(6，106，206，306)，所述板被称为“辐射板”，安置在所述堆叠体中，具有至少一个横向边缘，所述横向边缘具有通过辐射与所述堆叠体外部发生热交换的表面，所述表面被至少部分结构化。

2.根据权利要求1所述的电化学系统，其中，所述辐射板(6，106，206，306)比所述互连体厚，其中，所述互连体(4)为0.1mm～15mm厚，且至少一个辐射板(6，106，206，306)为5mm～50mm厚。

3.根据权利要求1或2所述的电化学系统，其中，所述辐射板(106)具有比所述电池(2)和所述互连体(4)大的横截面，使得所述辐射板具有从所述堆叠体突出的外周脊(11)。

4.根据权利要求3所述的电化学系统，其中，所述外周脊(11)包括横向边缘和两个纵面(10)，所述横向边缘的表面被至少部分结构化，所述两个纵面中的至少一个纵面被至少部分结构化。

5.根据权利要求4所述的电化学系统，其中，所述横向边缘的表面和/或至少一个纵面覆盖有辐射率接近1的材料，例如Pr₂NiO_4+δ。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电化学系统，所述电化学系统包括分布在所述堆叠体中的若干辐射板(6，106，206，306)。

7.根据权利要求6所述的电化学系统，其中，所述辐射板(6，106，206，306)周期性地分布在所述堆叠体中，例如每隔4～12个基本单元分布在所述堆叠体中，所述基本单元由陶瓷电池(2)和两个互连体(4)形成。

8.根据权利要求7所述的电化学系统，其中，至少一个所述辐射板(6，106，206，306)代替了互连体。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的电化学系统，其中，所述横向边缘具有波浪形。

10.根据权利要求3与权利要求1～9中任意一项的组合所述的电化学系统，其中，所述外周脊比所述辐射板的安置在所述堆叠体内部的部分厚。

11.根据权利要求1～10中任意一项所述的电化学系统，其中，所述辐射板(206)包括以对流方式进行热传递的元件，所述以对流方式进行热传递的元件由在所述辐射板(206)内制成并且大致在所述辐射板的平面内延伸的通道(216)形成，流体在所述通道中流动。

12.根据权利要求11所述的电化学系统，其中，所述流体不同于所述电化学系统的电解反应中使用的流体。

13.根据权利要求11所述的电化学系统，其中，所述流体至少是所述电化学系统的电解反应中使用的电解气体，所述系统包括使所述通道(216)连接到电解气体供给回路的元件。

14.根据权利要求1～13中任意一项所述的电化学系统，其中，所述辐射板(406)包括至少一个空腔(416)，所述空腔包含在所述系统所需的操作温度下发生相变的材料(438)。

15.根据权利要求14所述的电化学系统，其中，相变材料(438)是固相线温度接近800℃且液相线温度接近850℃的共晶材料。

16.根据权利要求14所述的电化学系统，其中，所述相变材料是熔融盐，例如NaCl。

17.根据权利要求1～16中任意一项与权利要求6或7的组合所述的电化学系统，其中，至少两个辐射板包括电连接件，以能够使位于所述两个辐射板之间的电池电绝缘。