[发明专利]一种流化床电极碳燃料电池装置及其控制方法

权利要求书

1.一种流化床电极碳燃料电池装置，其特征在于，所述电池装置包括：反应装置、阳极板仓、阴极板仓、阳极、阴极、阳极集流板、阴极集流板、微孔隔板、流化床阳极管道、流化床阴极管道、阳极气体循环装置、阴极气体循环装置、熔融碱电解质和碳燃料；其中，在反应装置内盛放熔融碱电解质；筒状的阳极板仓和阴极板仓分别设置在反应装置的底部；阳极和阴极分别放置在阳极板仓和阴极板仓内；具有孔洞的阳极集流板和阴极集流板分别从反应装置的顶部穿入并伸入到阳极板仓和阴极板仓中；在阳极板仓和阴极板仓之间设置微孔隔板；在反应装置的底部并位于阳极板仓内设置阳极进气口，在反应装置的顶部并与阳极进气口相对的位置设置阳极出气口，流化床阳极管道的两端分别连接阳极进气口和阳极出气口；在流化床阳极管道上设置阳极气体循环装置；阳极进气口、阳极出气口、流化床阳极管道和阳极气体循环装置构成阳极流化床装置，阳极流化床装置中通有阳极流化气体；在反应装置的底部并位于阴极板仓内设置阴极进气口，在反应装置的顶部并与阴极进气口相对的位置设置阴极出气口，流化床阴极管道的两端分别连接阴极进气口和阴极出气口；在流化床阴极管道上设置阴极气体循环装置；阴极进气口、阴极出气口、流化床阴极管道和阴极气体循环装置构成阴极流化床装置，阴极流化床装置中通有阴极流化气体；在阳极板仓内放置碳燃料。

2.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述熔融碱电解质采用LiOH、KOH和NaOH中的两种或三种的组合的混合配比溶液。

3.如权利要求2所述的电池装置，其特征在于，所述熔融碱电解质的配比包括四种：(1)LiOH和KOH混合配比溶液，其中，LiOH为10～15％，KOH为85～90％；(2)LiOH和NaOH混合配比溶液，其中，LiOH为10～15％，NaOH为85～90％；(3)NaOH和KOH混合配比溶液，其中，NaOH为50～70％，KOH为30～50％；(4)LiOH、KOH和NaOH混合配比溶液，其中，LiOH为10～15％，KOH为40～55％，NaOH为30～50％。

4.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述阴极采用镍镧复合材料，包括两种材料，第一种材料为镍，第二种材料为镧系金属或氧化镧La₂O₃；镧系金属采用镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的一种。

5.如权利要求4所述的电池装置，其特征在于，所述第一种材料的摩尔百分含量占85～93％，第二种材料的摩尔百分含量占7～15％。

6.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述阴极为非平面状的多维立体形状，阴极的剖面曲线为三角波形、锯齿波形、正旋波形、矩形波形和瓦楞状中的一种。

7.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述阳极气体循环装置或阴极气体循环装置采用自吸式气液反应器。

8.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述阳极流化气体采用掺杂碳燃料的CO₂、N₂、H₂O和惰性气体中的一种或多种，其中惰性气体为氦、氖、氩、氪和氙中的一种或多种；阴极流化气体为氧气和水汽的混合气体，或者空气和水汽的混合气体。