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固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统.pdf

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(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利说明书 (10)申请公布号CN101246980A (43)申请公布日2008.08.20 (21)申请号CN200810102774.X (22)申请日2008.03.26 (71)申请人中国矿业大学(北京) 地址100083北京市海淀区学院路丁11号 (72)发明人韩敏芳 (74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司 代理人赵镇勇 (51)Int.CI H01M16/00 H01M8/00 H01M8/06 H01M8/02 H01M8/10 H01M4/86 H01L35/00 H01L37/00 权利要求说明书说明书幅图 (54)发明名称 固体氧化物燃料电池与热电材料联 合发电系统 (57)摘要 本发明公开了一种固体氧化物燃料 电池与热电材料联合发电系统，包括固体 氧化物燃料电池SOFC模块，还包括由两 组温差电池组成的温差电池模块，SOFC 模块和温差电池模块相互间隔布置，温差 电池的热端与SOFC模块连接，冷端通过 集流板与电路系统连接。温差电池模块包 括Bi 法律状态 法律状态公告日法律状态信息法律状态 权利要求说明书 1、一种固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，包括固体氧化物燃料电池 SOFC模块，其特征在于，还包括由两组温差电池组成的温差电池模块，所述的 SOFC模块和温差电池模块分别有多块，且相互间隔布置，所述联合发电系统的两 端分别复合一片温差电池； 所述的温差电池的热端与所述SOFC模块连接，冷端通过集流板与电路系统连接； 所述温差电池模块包括热电材料。 2、根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其特征 在于，所述温差电池的内部包括相互串联的P型和N型热电材料，所述温差电池 的两侧分别覆盖绝缘导热陶瓷片，两片陶瓷片之间四周用耐热隔热材料密封。 3、根据权利要求1或2所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其 特征在于，所述热电材料包括Bi<sub>2</sub>Te<sub>3</sub>基固溶体和 AgSbTe<sub>2</sub>-GeTe固溶体。 4、根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其特征 在于，所述SOFC模块包括电解质、阴极、阳极，所述电解质的材料为氧离子导体 固体电解质或质子导体固体电解质。 5、根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其特征 在于，所述氧离子导体固体电解质包括以下材料中的至少一种： 氧化钇稳定的氧化锆YSZ、氧化钪稳定的氧化锆SSZ、镓掺杂氧化铈GDC、钐掺 杂氧化铈SDC、锶镁掺杂的镓酸镧LSGM。 6、根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其特征 在于，所述质子导体固体电解质包括以下材料中的至少一种： 镱掺杂的铈酸锶SCY、钇掺杂的铈酸钡BCY。 7、根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其特征 在于，所述阳极的材料包括以下至少一种材料： Ni-YSZ金属陶瓷、Ni-GDC金属陶瓷、Ni-SDC金属陶瓷、Pd、Ru、Pt、Ru- CeO<sub>2</sub>+Ni-SDC、Pd-CeO<sub>2</sub>+Ni-GDC、Ni-LSCM，所述 LSCM为 (La<sub>0.75</sub>Sr<sub>0.25</sub>)<sub>0.9</sub>Cr<sub>0.5</sub>Mn<sub>0. 503</sub>。 8、根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其特征 在于，所述阴极的材料包括以下至少一种材料：LSM、LSCF、BSCF、SSC、 LSM-MnO<sub>2</sub>、Pd、Pt、Au、LSM-YSZ、LSCF-SDC、BSCF-SDC； 所述LSM为La<sub>0.8</sub>Sr<sub>0.2</sub>MnO<sub>3</sub>-δ，所述LSCF 为La<sub>0.8</sub>Sr<sub>0.2</sub>Co<sub>0.2</sub>Fe<sub>0.803</sub>-δ，所 述BSCF为 Ba<sub>0.5</sub>Sr<sub>0.5</sub>Co<sub>0.8</sub>Fe<sub>0.203</sub>-δ，所述 SSC为Sm<sub>0.5</sub>Sr<sub>0.5</sub>CoO<sub>3</sub>。 9、根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池与热电材料联合发电系统，其特征 在于，所述SOFC模块包括以下至少一种SOFC： 电解质支撑的普通S