close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL180962B1

код для вставкиСкачать
R Z E C Z P O S P O L IT A
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) 180962
( 21 ) N u m e r zgłoszenia:
(22) Data zgłoszenia:
333332
21.03.1995
(86) Data i num er zgłoszenia m iędzynarodow ego:
U rząd P atentowy
R zeczypospolitej P olskiej
21.03.1995, PCT/US95/03570
(13) B1
(51) Int.Cl.7:
H01M 8/04
(87) D ata i num er p u b lik a c ji zgłoszenia
m iędzynarodow ego:
22.02.1996, W096/05625,
PCT Gazette nr 09/96
)Zespół przetwornika elektrochemicznego
4
(5
(30) Pierwszeństwo:
08.08.1994,US,08/287093
(73) Uprawniony z patentu:
ZTEK CORPORATION, Waltham, US
(62) Numer zgłoszenia,
z którego nastąpiło wydzielenie:
318546
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
(72) Twórcy wynalazku:
Michael S. Hsu, Limcoln, US
Ethan D. Hoag, East Boston, US
23.06.1997 BUP 13/97
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.05.2001 WUP 05/01
PL
180962
B1
(57)
1. Zespół przetwornika elektrochemicznego, pracujący w określonej temperaturze roboczej,
zawierający pakiet płyt elementów przetwornikowych, zawierających zestaw płytek elektrolitu,
pokrytych z jednej strony materiałem elektrody
utleniacza i z przeciwnej strony materiałem elektrody paliwowej, zestaw płytek wzajemnie łączących, zapewniających kontakt elektryczny z płytkami elektrolitu w pakiecie elementów przetwornikowych zawierającym naprzemiennie ułożone
płytki wzajemnie łączące z płytkami elektrolitu
i przynajmniej jeden przewód rozgałęźny do odbioru reagenta, osiowo dołączony do pakietu,
znamienny tym, że w obrębie przewodów rozgałęźnych jest umieszczony zespół grzejny reagentów (31A, 31B, 31C, 31D), ogrzewający
przynajmniej część jednego z reagentów.
(74) Pełnomocnik:
Bury Lech, PATPOL Spółka z o.o.
FIG.8
Zespół przetwornika elektrochemicznego
Zastrzeżenia
patentowe
1. Zespół przetwornika elektrochemicznego, pracujący w określonej temperaturze
roboczej, zawierający pakiet płyt elementów przetwornikowych, zawierających zestaw płytek
elektrolitu, pokrytych z jednej strony materiałem elektrody utleniacza i z przeciwnej strony
materiałem elektrody paliwowej, zestaw płytek wzajemnie łączących, zapewniających kontakt
elektryczny z płytkami elektrolitu w pakiecie elementów przetwornikowych zawierającym
naprzemiennie ułożone płytki wzajemnie łączące z płytkami elektrolitu, i przynajmniej jeden
przewód rozgałęźny do odbioru reagenta, osiowo dołączony do pakietu, znamienny tym, że
w obrębie przewodów rozgałęźnych jest umieszczony zespół grzejny reagentów (31A, 31B,
31C, 31D), ogrzewający przynajmniej część jednego z reagentów.
2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnętrzny zespół grzejny (31A, 31B,
31C, 31D) reagentów stanowi termicznie przewodzącą i uformowaną nierozdzielnie,
powiększoną powierzchnię wzajemnie łączącej płytki (30), która zachodzi do przynajmniej
jednego, osiowego przewodu rozgałęźnego (17,18,19).
3. Zespół według zastrz. 2, znamienny tym, że wzajemnie łącząca płytka (30) stanowi
płytkę łączącą o wysokiej przewodności termicznej.
4. Zespół według zastrz. 2, znamienny tym, że pomiędzy płytkami wzajemnie
łączącymi (30) i płytkami elektrolitu w pakiecie płyt elementów przetwornika jest ponadto
umieszczony zestaw płytek dystansowych (50).
5. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół grzejny reagenta (31A, 31B,
31C, 31D) stanowi termicznie przewodzącą i uformowaną nierozdzielnie, powiększoną
powierzchnię płytki dystansowej (50), która zachodzi do osiowego przewodu rozgałęźnego.
6. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera ponadto zespół ogrzewania
wstępnego (68, 108) reagentów (73, 74) przed ich wprowadzeniem do zespołu przetwornika
(72) i dodatkowo zewnętrzny regeneracyjny i/lub radiacyjny wymiennik ciepła.
7. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dołączoną turbinę gazową,
z dodatkowym kompresorem (76) sprzężonym z turbiną gazową (80).
8. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że jest umieszczony szeregowo w linii
pomiędzy kompresorem (76), a turbiną (80).
9. Zespół według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że turbina (80) bezpośrednio
odbierająca strumień wylotowy jest sprzężona z przetwornikiem elektrochemicznym (72),
wytwarzającym strumień wylotowy, będący mieszaniną reagentów stanowiących paliwo
i utleniacz.
10. Zespół według zastrz. 9, znamienny tym, że przetwornik elektrochemiczny (72)
stanowi stałe, tlenkowe ogniwo paliwowe.
11. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że jest zaopatrzony w zespół
podgrzewania strumienia wylotowego (104) przetwornika elektrochemicznego (72"),
rozmieszczony między przetwornikiem elektrochemicznym (72"), a turbiną (80"),
podgrzewający strumień wylotowy zespołu przetwornika przed turbiną, dodatkowo
stanowiący zespół komory spalania gazu ziemnego.
12. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że jest zaopatrzony w generator pary
wodnej (108), połączony z turbiną gazową i pobierający strumień wylotowy (81) turbiny
gazowej, przy czym generator pary wodnej stanowi element wymieniający ciepło na drodze
konwekcji między strumieniem wylotowym (81) turbiny gazowej, a płynem roboczym,
a dodatkowo w turbinę parową (112) wytwarzającą energię elektryczną i połączoną
z generatorem pary wodnej.
13. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo jest zaopatrzony
w regeneracyjną obudowę termiczną stanowiącą komorę ciśnieniową (120) wokół zespołu
przetwornika elektrochemicznego (72).
180 962
3
14. Zespół według zastrz. 12, znamienny tym, że przetwornik elektrochemiczny zawiera wymiennik ciepła, radiacyjnie wymieniający ciepło między przetwornikiem (72), a generatorem pary (108).
15. Zespół według zastrz. 12, znamienny tym, że turbina gazowa (80") ma połączenie
z przetwornikiem elektrochemicznym (72") odbierające strumień wylotowy przetwornika
elektrochemicznego i połączenie z generatorem pary (108) przekazujące strumień wylotowy
(81) do generatora pary.
* * *
Przedmiotem wynalazku jest zespół przetwornika elektrochemicznego. Przetwornik
elektrochemiczny stanowi układ ogniwa paliwowego, który może zawierać wewnętrznie podzielony wymiennik ciepła, podobny do rodzaju pokazanego i opisanego w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4 853 100.
Znane są konwencjonalne układy energetyczne o dużych osiągach, pracujące z wykorzystaniem turbiny gazowej. Znane układy gazowe z turbiną gazową zawierają sprężarkę, komory spalania i turbinę mechaniczną, zwykle połączone szeregowo, na przykład połączone
wzdłuż tej samej osi. W konwencjonalnej turbinie gazowej powietrze wchodzi do sprężarki
i wychodzi pod pożądanym, podwyższonym ciśnieniem. Ten wysokociśnieniowy strumień
powietrza wchodzi do komory spalania, gdzie reaguje z paliwem, i zostaje ogrzany do podwyższonej temperatury. Następnie ogrzany strumień gazu wchodzi do turbiny gazowej i adiabatycznie rozpręża się, wykonując tym samym pracę. Wada tego rodzaju turbin gazowych
polega na tym, że taka turbina zwykle pracuje ze stosunkowo niskimi sprawnościami układu,
przykładowo około 25%, dla urządzeń o wydajności rzędu megawatów.
Znanym ze stanu techniki sposobem pokonania tego problemu jest zastosowanie rekuperatora do odzyskiwania ciepła i wykorzystywanie odzyskanego ciepła zwykle do dalszego
ogrzewania strumienia powietrza przed wejściem tego strumienia do komory spalania. Rekuperator polepsza zwykle wydajność układu turbiny gazowej do około 30%. Wadą tego rozwiązania jest stosunkowo wysoki koszt rekuperatora, który w znaczącym stopniu podnosi
całkowity koszt układu napędowego.
Następnym znanym sposobem jest uruchamianie układu przy stosunkowo wysokim ciśnieniu
i stosunkowo wysokiej temperaturze, dla zwiększenia tym samym sprawności układa Jednakże rzeczywisty wzrost sprawności układu okazał się być jedynie nominalny, zaś układ taki jest
kosztowny ze względu na konieczność stosowania wysokich temperatur i ciśnieniowych elementów mechanicznych.
Jeszcze innym sposobem wykorzystywanym w siłowniach o mocy powyżej 100 MW
jest sprzęganie termiczne wysokotemperaturowego wylotu turbiny z generatorem parowym
odzyskiwania ciepła dla połączonych zastosowań turbiny gazowej i turbiny parowej. Ten połączony cykl zwykle polepsza sprawność roboczą układu do około 55%. Jednakże sprawność
ta jest ciągle stosunkowo niska.
Tak więc istnieje stałe potrzeba opracowania układów napędowych o wysokich osiągach. W szczególności, znaczący postęp w tej dziedzinie byłby osiągnięty przez opracowanie
zintegrowanego układu przetwornika elektrochemicznego i turbiny gazowej, który umożliwiłby zredukowanie kosztów towarzyszących tego rodzaju termicznym układom procesowym,
przy jednoczesnym znaczącym wzroście całkowitej sprawności układu napędowego.
Zespół przetwornika elektrochemicznego, pracujący w określonej temperaturze roboczej, zawierający pakiet płyt elementów przetwornikowych, zawierających zestaw płytek
elektrolitu, pokrytych z jednej strony materiałem elektrody utleniacza i z przeciwnej strony
materiałem elektrody paliwowej, zestaw płytek wzajemnie łączących, zapewniających kontakt
elektryczny z płytkami elektrolitu w pakiecie elementów przetwornikowych zawierającym
naprzemiennie ułożone płytki wzajemnie łączące z płytkami elektrolitu, i przynajmniej jeden
przewód rozgałęźny do odbioru reagenta, osiowo dołączony do pakietu, według wynalazku
wyróżnia się tym, że w obrębie przewodów rozgałęźnych jest umieszczony zespół grzejny
4
180 962
reagentów, ogrzewający przynajmniej część jednego z reagentów. Wewnętrzny zespół grzejny
reagentów korzystnie stanowi termicznie przewodzącą i uformowaną nierozdzielnie, powiększoną powierzchnię wzajemnie łączącej płytki, która zachodzi do przynajmniej jednego,
osiowego przewodu rozgałęźnego.
Wzajemnie łącząca płytka korzystnie stanowi płytkę łączącą o wysokiej przewodności
termicznej.
Pomiędzy płytkami wzajemnie łączącymi i płytkami elektrolitu w pakiecie płyt elementów przetwornika jest ponadto korzystnie umieszczony zestaw płytek dystansowych.
W innym, korzystnym rozwiązaniu zespół grzejny reagenta korzystnie stanowi termicznie przewodzącą i uformowaną nierozdzielnie, powiększoną powierzchnię płytki dystansowej,
która zachodzi do osiowego przewodu rozgałęźnego.
Zespół przetwornika elektrochemicznego korzystnie zawiera ponadto zespół ogrzewania
wstępnego reagentów przed ich wprowadzeniem do zespołu przetwornika i dodatkowo zewnętrzny
regeneracyjny i/lub radiacyjny wymiennik ciepła.
Zespół przetwornika elektrochemicznego korzystnie zawiera dołączoną turbinę gazową,
z dodatkowym kompresorem sprzężonym z turbiną gazową.
W korzystnym rozwiązaniu zespół przetwornika elektrochemicznego jest umieszczony
szeregowo w linii pomiędzy kompresorem, a turbiną.
Turbina bezpośrednio odbierająca strumień wylotowy jest korzystnie sprzężona
z przetwornikiem elektrochemicznym, wytwarzającym strumień wylotowy, będący mieszaniną reagentów stanowiących paliwo i utleniacz.
Przetwornik elektrochemiczny korzystnie stanowi stałe, tlenkowe ogniwo paliwowe.
Zespół przetwornika elektrochemicznego jest korzystnie zaopatrzony w zespół podgrzewania strumienia wylotowego przetwornika elektrochemicznego, rozmieszczony między
przetwornikiem elektrochemicznym, a turbiną podgrzewający strumień wylotowy zespołu
przetwornika przed turbiną dodatkowo stanowiący zespół komory spalania gazu ziemnego.
Zespół przetwornika elektrochemicznego jest korzystnie zaopatrzony w generator pary
wodnej, połączony z turbiną gazową i pobierający strumień wylotowy turbiny gazowej, przy
czym generator pary wodnej stanowi element wymieniający ciepło na drodze konwekcji między strumieniem wylotowym turbiny gazowej, a płynem roboczym. Zespół jest dodatkowo
zaopatrzony w turbinę parową wytwarzającą energię elektryczną i połączoną z generatorem
pary wodnej.
Dodatkowo zespół przetwornika elektrochemicznego jest korzystnie zaopatrzony w regeneracyjną obudowę termiczną stanowiącą komorę ciśnieniową wokół zespołu przetwornika
elektrochemicznego.
W korzystnym rozwiązaniu przetwornik elektrochemiczny zawiera wymiennik ciepła,
radiacyjnie wymieniający ciepło między przetwornikiem, a generatorem pary.
Turbina gazowa korzystnie ma połączenie z przetwornikiem elektrochemicznym odbierające strumień wylotowy przetwornika elektrochemicznego i połączenie z generatorem pary,
przekazujące strumień wylotowy do generatora pary.
Według wynalazku opracowano układ napędowy, który łączy przetwornik elektrochemiczny
z turbiną gazową. Przetwornik elektrochemiczny i turbina gazowa tworzą stosunkowo wysoce
sprawny układ napędowy dla wytwarzania energii elektrycznej, o sprawności około 70%.
Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, został objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu napędowego zawierającego przetwornik
elektrochemiczny według wynalazku, ustawione szeregowo z turbiną gazową fig. 2 - schemat
blokowy alternatywnego rozwiązania układu napędowego stosującego przetwornik elektrochemiczny poza szeregiem z turbiną gazową fig. 3 - schemat blokowy układu napędowego
stosujący przetwornik elektrochemiczny i turbinę parową, fig. 4 - schemat blokowy następnego rozwiązania układu napędowego, stosującego turbinę gazową, turbinę parową i element
grzejny, strumień wylotowy przetwornika według obecnego wynalazku, fig. 5 - widok z góry,
z częściowym wycięciem, kadzi ciśnieniowej osłaniającej szereg przetworników elektrochemicznych według wynalazku, fig. 6 - widok perspektywiczny jednostki ogniwa podstawowego w przetworniku elektrochemicznym według wynalazku, fig. 7 - widok perspektywiczny
180 962
5
alternatywnego rozwiązania jednostki ogniwa podstawowego w przetworniku elektrochemicznym według wynalazku, fig. 8 - przekrój przez jednostkę ogniwa z fig. 6, fig. 9 - schematyczny widok wielowałowego układu napędowego z turbiną gazową, z zastosowanym
przetwornikiem elektrochemicznym według wynalazku, natomiast fig. 10 graficznie przedstawia łączną wydajność układu napędowego według wynalazku.
Na fig. 1 pokazano układ napędowy z turbiną gazową. Przedstawiony szeregowy, aeropochodny układ napędowy 70 z turbiną gazową zawiera przetwornik elektrochemiczny 72
i zespół turbiny gazowej. Turbina gazowa zawiera kompresor 76, turbinę 80 i generator 84.
Powietrze ze źródła 73 jest wprowadzane do kompresora 76 poprzez dowolny odpowiedni
przewód, gdzie zostaje sprężone i przez to ogrzane a następnie wyładowane i wprowadzone
do przetwornika elektrochemicznego 72. Paliwo 74 jest wprowadzane do podgrzewacza
wstępnego 68, gdzie zostaje podgrzane wstępnie do podwyższonej temperatury poniżej temperatury roboczej przetwornika. Ogrzane powietrze i paliwo działają jako reagenty wejściowe
i napędzają przetwornik elektrochemiczny 72.
Przetwornik 72 ogrzewa sprężone powietrze wprowadzane przez kompresor 76 i paliwo
74 dla wytworzenia wysokotemperaturowego strumienia wylotowego. Strumień wylotowy jest
wprowadzany do turbiny gazowej 80, który przekształca tę energię termiczną w energię obrotową dla następnego przekazania do generatora elektrycznego 84. W szczególności, turbina
przekształca wysokotemperaturowy strumień wylotowy w ruch obrotowy (poprzez wał turbiny), który wykonuje pracę dla wytworzenia energii elektrycznej. Generator 84 wytwarza
energię elektryczną, która może być wykorzystywana do celów przemysłowych i domowych.
Jedna z korzyści wykorzystywania przetwornika elektrochemicznego jako komory spalania
turbiny gazowej polega na tym, że przetwornik funkcjonuje jako dodatkowy generator energii
elektrycznej. Przedstawione połączenia elektryczne 88A i 88B pokazują, że energia elektryczna może być pobierana zarówno z generatora 84 jak i przetwornika 72. Elementy składowe
turbiny gazowej i generator są znane ze stanu techniki i dostępne przemysłowo. Fachowcy
z tej dziedziny zorientują się w zasadzie pracy elementów turbiny gazowej, jak również zintegrowania przetwornika elektrochemicznego i turbiny gazowej, zwłaszcza w świetle obecnego
opisu i rysunków. Przykładowo, przeciętny fachowiec łatwo zorientuje się, że przetwornik 72
może całkowicie lub częściowo zastępować komorę spalania turbiny gazowej według wynalazku.
Na fig. 2 przedstawiono układ energetyczny 90, w którym przetwornik elektrochemiczny 72' nie jest przyłączony szeregowo względem turbiny gazowej. Powietrze ze źródła 73' jest
sprężane za pomocą kompresora 76', wyładowywane, a następnie wprowadzane do nie szeregowego przetwornika 72'. Paliwo ze źródła 74' jest wprowadzane do przetwornika, który pobiera powietrze i paliwo. Przetwornik dezasocjuje termicznie paliwo w składowe niezłożone
substancje reakcyjne, zwykle H2 i CO, i wytwarza wysokotemperaturowy strumień wylotowy.
Ten strumień wylotowy jest wprowadzany do turbiny gazowej 80', która jest przyłączona do
generatora energii elektrycznej 84'. Przedstawiony generator 84' i przetwornik 72' mogą być
zastosowane do napędzania przedstawionego silnika napędowego 86. Układ 90 może ponadto
stosować podgrzewacz wstępny, podobny do podgrzewacza wstępnego z fig. 1, dla wstępnego
podgrzewania reagentów przed wprowadzeniem do przetwornika 72.
Na fig. 3 pokazano układ energetyczny 95, który ma zastosowany przetwornik elektrochemiczny 72”, generator pary wodnej 108 do odzyskiwania ciepła (HRSG), i turbinę
parową 112, połączone jak pokazano. Generator pary 108 pełni funkcje podgrzewacza wstępnego przez podgrzewanie wstępne reagentów wejściowych, np. powietrza i paliwa do pożądanej, podwyższonej temperatury poniżej temperatury roboczej przetwornika 72'. Przetwornik
wykorzystuje reagenty wejściowe i wytwarza ciepło odpadkowe i ogrzany strumień
wylotowy 91. Strumień wylotowy 91 może być prowadzony do generatora pary 108 za pomocą dowolnego odpowiedniego środka, na przykład za pomocą przewodu hydraulicznego.
Ogrzany strumień wylotowy dopomaga w ogrzaniu wstępnym reagentów 73, 74 poprzez regeneracyjny proces wymiany ciepła, z towarzyszącym ogrzewaniem medium roboczego występującego zwykle w turbinie parowej, takiego jak wody, dla wytworzenia pary wodnej do
turbiny parowej 112. W rozwiązaniu alternatywnym, generator pary 108 zawiera wewnątrz
6
180 962
środek reformujący do reformowania paliwa poprzez dezasocjację termiczną, co zwykle
obejmuje reformowanie węglowodoru i czynników reformujących do postaci niezłożonych
substancji reakcyjnych.
Na fig. 4 pokazano alternatywny układ energetyczny 100, który wykorzystuje przetwornik elektrochemiczny, turbinę gazową i turbinę parową. Pokazany układ energetyczny 100
zawiera wtórną komorę spalania 104, generator pary 108' i turbinę parową 112'. Paliwo ze
źródła paliwa 74 i woda 102 do reformowania, dostarczane zasadniczo przez zbiornik paliwa
(nie pokazany), są wprowadzane do przetwornika elektrochemicznego 72". Woda 102
i ciepło odpadkowe wytwarzane przez przetwornik 72" wspomagają reformowanie paliwa
wejściowego, np. paliwa kopalnego, do użytecznych prostych substancji reakcyjnych, np. takich jak cząsteczkowy wodór i tlenek węgla. Powietrze ze źródła powietrza 73 jest korzystnie
wprowadzane do przetwornika 72" za pomocą kompresora lub dmuchawy 76" i łączy się
z paliwem wejściowym dla napędzania przetwornika 72". Przetwornik 72" wytwarza wysokotemperaturowy strumień wylotowy, o temperaturze zwykle około 1000°C, który jest dalej
ogrzewany do podwyższonej temperatury, np. 1300°C, za pomocą wtórnej komory spalania
104 dla dopasowania do wstępnie określonych wymagań temperatury wejściowej turbiny gazowej 80". Turbina gazowa wytwarza strumień wyjściowy 81, który jest przepuszczany przez
generator parowy 108 odzyskiwania ciepła dla następnego wykorzystania z dolną turbiną parową 112. Wyjście turbiny parowej jest przyłączone do generatora elektrycznego 84", który
wytwarza energię elektryczną. Połączenia elektryczne 88A' i 88B' wskazują możliwość bezpośredniego odprowadzania energii elektrycznej z przetwornika elektrochemicznego 72" jak
również z generatora 84".
Przedstawione na fig. 1-4 układy energetyczne są korzystne z tego względu, że umożliwiają wytwarzanie energii elektrycznej w wysoko wydajnym układzie poprzez bezpośrednią
integrację wysoko wydajnego, zwartego przetwornika elektrochemicznego z dolnymi elementami składowymi elektrowni. Zintegrowanie przetwornika elektrochemicznego z turbiną gazową w sposób pokazany na fig. 1-4 pozwala otrzymać układ energetyczny z turbiną gazową
który posiada całkowitą sprawność energetyczną około 70%. Ta sprawność układu stanowi
znaczny wzrost w stosunku do sprawności uzyskiwanych w znanych samodzielnych układach
z turbiną gazową i znanych samodzielnych układach elektrochemicznych. Przedstawione
układy energetyczne z turbiną gazową zawierają przetwornik elektrochemiczny dla otrzymywania wysokiej klasy energii termicznej i energii elektrycznej, przy jednoczesnym uzyskiwaniu korzyści przetworników elektrochemicznych. Przykładowo, przetwornik taki pracuje jako
termiczne źródło niewielkich ilości NOx, przez co polepsza się osiągi środowiskowe w stosunku do osiągów w przypadku konwencjonalnych elektrowni z turbiną gazową.
Wysoka sprawność układu połączonego przetwornika elektrochemicznego i układu turbiny gazowej jest przedstawiona graficznie na fig. 10. Oś rzędnych na wykresie przedstawia
całkowitą wydajność układu w procentach, zaś oś odciętych przedstawia stosunek energetyczny układu hybrydowego. Stosunek energetyczny jest określony jako iloraz sumy wielkości dla
przetwornika elektrochemicznego i turbiny gazowej (FC + GT), podzielonej przez wielkość
dla turbiny gazowej (GT). Wykres 200 ilustruje, że całkowita sprawność układu może przekraczać 60%, przy stosowaniu ogniwa paliwowego mającego sprawność 50% i turbiny gazowej mającej sprawność 25%. Podobnie, wykres 210 ilustruje, że całkowita wydajność układu
może przekraczać 60%, gdy zastosuje się ogniwo paliwowe mające sprawność 55%
i turbinę gazową mającą sprawność 35%, i w zależności od stosunku energetycznego, może
osiągać 70%. Wykresy 200 i 210 przedstawiają również, że wielkości i sprawności przetwornika elektrochemicznego i turbiny gazowej mogą być dobrane dla maksymalizacji całkowitej
sprawności układu. Ponadto, wykresy te ilustrują że odpowiednio duży wzrost sprawności
układu następuje wówczas, gdy turbina gazowa jest połączona z przetwornikiem elektrochemicznym: rezultat który był dotychczas nieznany. Przykładowo, jak stwierdzono uprzednio,
układ energetyczny z turbiną gazową stosujący przetwornik elektrochemiczny posiada całkowitą sprawność układu przekraczającą 60% i zbliżającą się do 70%, w zależności od wielkości i sprawności składowej turbiny gazowej i przetwornika elektrochemicznego.
180 962
7
Na fig. 9 przedstawiono schemat układu energetycznego 300, który łączy w sobie
przetwornik elektrochemiczny i wielowałowy układ turbiny gazowej. Przedstawiony układ
turbiny gazowej może stanowić konwencjonalny układ turbiny spalinowej. Przedstawiony
układ hybrydowy 300 zawiera parę kompresorów C1 i C2, parę turbin T 1 i T2, generator 305,
wewnętrzną chłodnicę 310, oraz jeden lub więcej przetworników elektrochemicznych 320.
Para wałów 322, 324, łączy turbinę T 1 i T2 z mechanicznymi kompresorami odpowiednio
C2 i C1.
Jak pokazano, powietrze z wlotu powietrza wchodzi do kompresora C1 przy jego wlocie i jest w nim sprężane. Sprężone powietrze wychodzi następnie z kompresora jego wylotem
i wchodzi do wewnętrznej chłodnicy 310, która redukuje temperaturę sprężonego powietrza
przed wyjściem powietrza z wewnętrznej chłodnicy. Wewnętrzna chłodnica 310 pobiera płyn
chłodzący, taki jak woda, przy swoim wlocie ze źródła płynu (nie pokazanego), i odprowadza
wodę przy swym wylocie.
Ochłodzone, sprężone powietrze wchodzi następnie do kompresora C2, który ponownie
spręża powietrze przed wprowadzeniem do pierwszego przetwornika elektrochemicznego 320.
Powietrze jest przekazywane pomiędzy przetwornikiem 320 i kompresorem C2 wzdłuż toru
hydraulicznego 328. Powietrze, po wprowadzeniu do przetwornika, reaguje z paliwem ze
źródła paliwa (nie pokazanego) i jest pobierane przez przetwornik elektrochemiczny 320 dla
wytworzenia energii elektrycznej.
Strumień wylotowy przetwornika jest wprowadzany do turbiny T2 wzdłuż toru hydraulicznego 330, którego strumień wylotowy jest wprowadzany do wtórnego przetwornika 320.
Wtórny przetwornik wytwarza energię elektryczną i ponownie ogrzewa strumień wylotowy
przed wprowadzeniem turbiny T l. Strumień wylotowy turbiny T l jest korzystnie odprowadzany z układu 300 wzdłuż toru hydraulicznego 332 dla następnego wykorzystania. Energia
obrotowa turbiny T l jest korzystnie podzielona pomiędzy mechaniczny kompresor C l poprzez zespół wału napędowego 322 i generator elektryczności 305. Generator 305 może być
wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej dla rozmaitych przeznaczeń domowych
i przemysłowych. Jakkolwiek pokazany układ 300 ma zastosowaną parę przetworników elektrochemicznych 320, jednakże fachowcy z tej dziedziny orientują się, że można zastosować
tylko jeden przetwornik, zaś drugi przetwornik może być zastąpiony konwencjonalną komorą
spalania.
Dla fachowców z tej dziedziny oczywiste są rozmaite inne odmiany powyższych rozwiązań. Przykładowo, można zastosować szereg zespołów turbiny gazowej, lub dowolną ilość
kompresorów, komór spalania i turbin. Wynalazek obecny obejmuje integrację przetwornika
elektrochemicznego z wszystkimi rodzajami turbin gazowych, łącznie z pojedynczo wałowymi turbinami gazowymi, dwuwałowymi turbinami gazowymi, regeneracyjnymi turbinami
gazowymi, wewnętrznie chłodzonymi turbinami gazowymi i przegrzewającymi turbinami
gazowymi. W swym najszerszym aspekcie, wynalazek obecny obejmuje hybrydowy układ
energetyczny, który łączy w sobie przetwornik elektrochemiczny i konwencjonalną turbinę
gazową. Według zalecanego sposobu wykonania wynalazku, przetwornik zastępuje w całości
lub częściowo jedną lub więcej komór spalania układu energetycznego turbiny gazowej.
Bezpośrednia integracja przetwornika elektrochemicznego z turbiną gazową jest wspomagana wówczas, gdy przetwornik elektrochemiczny 72 jest obudowany wewnątrz wysokociśnieniowej komory 120. Zalecany rodzaj obudowy przetwornika jest przedstawiony na
fig. 5, gdzie komora ciśnieniowa 120, która pełni również funkcję regeneracyjnej obudowy
termicznej, osłania szereg ustawionych w pakiet zespołów ogniw paliwowych 122, które są
opisane szczegółowo poniżej. Komora ciśnieniowa 120 zawiera przewód rozgałęźny 124 wyjściowego strumienia wylotowego, łączniki elektryczne 126 i przewody rozgałęźne 128 i 130 reagenta wejściowego. W rozwiązaniu zalecanym, do istniejących zespołów ogniw paliwowych
jest wprowadzany reagent utleniający przez umieszczone środkowo przewody rozgałęźne 130,
zaś reagent paliwowy jest wprowadzany przez paliwowe przewody rozgałęźne 128, umieszczone wokół obwodu komory 120.
Jak opisano powyżej, przetwornik elektrochemiczny może być uruchamiany przy temperaturze podwyższonej i pod ciśnieniem otoczenia lub pod ciśnieniem podwyższonym.
8
180 962
Przetwornik elektrochemiczny stanowi korzystnie układ ogniwa paliwowego, który może zawierać wewnętrznie podzielony wymiennik ciepła.
Ogniwa paliwowe zwykle dezasocjują paliwo przez wykorzystywanie potencjału chemicznego wybranych paliw, takich jak cząsteczki wodoru lub tlenku węgla, dla wytworzenia
utlenionych cząsteczek dodatkowo do energii elektrycznej. Ponieważ koszt dostarczania cząsteczkowego wodoru lub tlenku węgla jest stosunkowo wyższy niż dostarczania tradycyjnych
paliw kopalnych, zatem można wykorzystać etap obróbki paliwa lub etap reformowania dla
przekształcenia paliw kopalnych, takich jak węgiel i gaz ziemny, do postaci mieszaniny gazu
reagentowego, o dużej zawartości wodoru i tlenku węgla. W konsekwencji, procesor paliwa,
dołączony do ogniwa paliwowego lub umieszczony wewnętrznie w obrębie ogniwa paliwowego, jest wykorzystywany do reformowania, poprzez zastosowanie pary wodnej, tlenu lub
dwutlenku węgla (w reakcji endotermicznej) paliw kopalnych do postaci nie kompleksowych
gazów reakcyjnych.
Na fig. 6-8 przedstawiono podstawową jednostkę ogniwa 10 przetwornika elektrochemicznego 72, który jest szczególnie przydatny do integracji z konwencjonalnymi turbinami
gazowymi. Ogniwo 10 zawiera płytkę elektrolitu 20 i płytkę wzajemnie łączącą 30. W pierwszym rozwiązaniu, płytka elektrolitu 20 może być wykonana z ceramiki, takiej jak stabilizowany materiał cyrkonowy ZrO 2 (Y2O3), na którym są umieszczone, porowaty materiał elektrody utleniacza 20A i porowaty materiał elektrody paliwa 20B. Przykładowe materiały na
materiał elektrody utleniacza stanowi perovskit, taki jak LaMnO3(Sr). Przykładowymi materiałami na materiał elektrody paliwowej s ą cermety takie jak ZrO2/Ni i ZrO22/NiO.
Płytka wzajemnie łącząca 30 korzystnie jest wykonana z przewodzącego elektrycznie
i termicznie materiału wzajemnie łączącego. Przykłady takiego materiału obejmują stopy niklu, stopy platyny, przewodniki niemetaliczne takie jak węglik krzemu, La(Mn)CrO3, i korzystnie dostępny przemysłowo Inconel, wytwarzany przez Inco., USA. Płytka wzajemnie
łącząca 30 służy jako łącznik elektryczny pomiędzy sąsiednimi płytkami elektrolitu i jako
przegroda pomiędzy reagentami paliwowymi i utleniającymi. Jak pokazano na fig. 8, wzajemnie łącząca płytka 30 posiada środkowy otwór 32 i zestaw pośrednich, koncentrycznych,
rozstawionych promieniowo zewnętrznie otworków 34. Trzeci zewnętrzny zestaw otworków
36 jest umieszczony wzdłuż zewnętrznej cylindrycznej części lub obrzeża płytki 30.
Wzajemnie łącząca płytka 30 posiada teksturowaną powierzchnię 38. Na teksturowanej
powierzchni są korzystnie uformowane szeregi wgłębień 40, jak pokazano na fig. 8, które
tworzą szereg łączących kanałów przepływu reagenta. Korzystnie, obydwie strony wzajemnie
łączącej płytki mają powierzchnie z wgłębieniami. Jakkolwiek pośredni i zewnętrzny zestaw
otworków 34 i odpowiednio 36 pokazano jako posiadający wybraną ilość otworków, to jednak fachowcy z tej dziedziny orientują się, że można zastosować dowolną ilość otworków lub
wzorów ich rozkładów, w zależności od układu i wymagań odnośnie przepływu reagenta.
Podobnie, płytka elektrolitu 20 posiada środkowy otwór 22, oraz zestaw pośrednich
i zewnętrznych otworków 24 i 26, które są utworzone w miejscach dopełniających do otworków odpowiednio 32, 34 i 36 wzajemnie łączącej płytki 30.
Na fig. 7 pokazano płytkę dystansową 50, która może być wsunięta pomiędzy płytkę
elektrolitu 20 i wzajemnie łączącą płytkę 30. Płytka dystansowa 50 korzystnie posiada falistą
powierzchnię 52, która tworzy szereg łączących kanałów przepływu reagenta, podobnie do
wzajemnie łączącej płytki 30. Płytka dystansowa 50 posiada również zbiór koncentrycznych
otworków 54, 56 i 58, które są umieszczone w położeniach dopełniających do otworków
w płytce wzajemnie łączącej i elektrolitu, jak pokazano. Ponadto, w tym rozwiązaniu wzajemnie łącząca płytka 30 jest pozbawiona kanałów przepływu reagenta. Płytka dystansowa 50
jest korzystnie wykonana z materiału przewodzącego elektrycznie, takiego jak nikiel.
Przedstawione płytki elektrolitu 20, wzajemnie łączące płytki 30 i płytki dystansowe 50
mogą posiadać dowolną pożądaną konfigurację geometryczną. Ponadto, płytki mające przedstawione przewody rozgałęźne mogą wystawać zewnętrznie według wzorów powtarzalnych
lub niepowtarzalnych, i tym samym są pokazane liniami przerywanymi.
Jak pokazano na fig. 8, gdy płytki elektrolitu 20 i wzajemnie łączące płytki 30 są naprzemiennie ustawione w pakiecie i ustawione w jednej linii wzdłuż ich odpowiednich
180 962
9
otworów, to otworki te tworzą osiowe (względem pakietu) przewody rozgałęźne które doprowadzają do ogniwa reagenty wejściowe i które wyprowadzają zużyte paliwo. W szczególności, ustawione w jednej linii środkowe otwory 22, 32, 22' tworzą wejściowy przewód rozgałęźny 17 utleniacza, ustawione w jednej linii koncentryczne otworki 24, 34, 24' tworzą wejściowy przewód rozgałęźny paliwa 18, zaś ustawione w jednej linii zewnętrzne otworki 26,
36, 26' tworzą przewód rozgałęźny paliwa zużytego 19.
Zaopatrzona we wgłębienia powierzchnia 38 wzajemnie łączącej płytki 30 posiada
w przekroju pokazanym na fig. 8 wzór zasadniczo falisty, utworzony na obydwu stronach. Ten
wzór falisty tworzy kanały przepływu reagenta, które kanalizują przepływ reagentów wejściowych
w kierunku obrzeża wzajemnie łączących płytek. Wzajemnie łącząca płytka posiada również
przedłużoną powierzchnię grzejną lub konstrukcję wargową która wystaje wewnątrz każdego
osiowego przewodu rozgałęźnego i wokół obrzeża wzajemnie łączącej płytki.
W szczególności, wzajemnie łącząca płytka 30 posiada płaską pierścieniową przedłużoną powierzchnię, utworzoną wzdłuż jej zewnętrznej obwodowej krawędzi 31 A. W rozwiązaniu
zalecanym, przedstawiona powierzchnia grzejna 31A sięga ponad zewnętrzną obwodową
krawędzią płytki elektrolitu 20. Wzajemnie łącząca płytka posiada ponadto przedłużoną powierzchnię grzejną, która zachodzi do wnętrza osiowych przewodów rozgałęźnych, przykładowo krawędź 31B sięga w głąb i jest obudowana wewnątrz osiowego przewodu rozgałęźnego 19, krawędź 31C sięga w głąb i jest obudowana wewnątrz osiowego przewodu rozgałęźnego 18, zaś krawędź 31 sięga w głąb i jest obudowana wewnątrz osiowego przewodu rozgałęźnego 17. Przedłużone powierzchnie grzejne mogą być utworzone integralnie z wzajemnie
łączącą płytką lub mogą być przyłączone do niej. Powierzchnia grzejna nie musi być wykonana z tego samego materiału co wzajemnie łącząca płytka, ale może zawierać dowolny odpowiedni przewodzący termicznie materiał, który nadaje się do wytrzymywania temperatury
roboczej przetwornika elektrochemicznego. W rozwiązaniu alternatywnym, przedłużona powierzchnia grzejna może być utworzona integralnie z płytką dystansową lub do niej przyłączona.
Brak występu lub innego wypukłego elementu przy obrzeżu wzajemnie łączącej płytki
umożliwia wyprowadzenie otworów wylotowych do otoczenia zewnętrznego. Kanały przepływu reagenta łączą, dla płynu, przewody rozgałęźne reagenta wejściowego z obrzeżem zewnętrznym, umożliwiając tym samym wyprowadzanie reagentów do środowiska zewnętrznego lub do pojemnika termicznego lub komory ciśnieniowej umieszczonej wokół przetwornika
elektrochemicznego, jak pokazano na fig. 5.
Na fig. 8 pokazano materiał uszczelniający 60, zastosowany na części wzajemnie łączącej płytki 30 przy połączeniach przewodu rozgałęźnego, przez co umożliwia się selektywny
przepływ szczególnego reagenta wejściowego przez wzajemnie łączącą powierzchnię i przez
dopasowaną powierzchnię płytki elektrolitu 20. Dolna część 30B płytki wzajemnie łączącej
kontaktuje się z powłoką 20B elektrody paliwowej płytki elektrolitu 20. W rozwiązaniu takim
pożądane jest, aby materiał uszczelniający umożliwiał jedynie wchodzenie reagenta paliwowego do kanału przepływu reagenta, i tym samym aby kontaktował się z elektrodą paliwową.
Jak przedstawiono, materiał uszczelniający 60A jest umieszczony wokół przewodu rozgałęźnego 17 utleniacza wejściowego, tworząc skuteczną barierę przepływu reagenta wokół
przewodu rozgałęźnego utleniacza 17. Materiał uszczelniacza dopomaga w utrzymywaniu
integralności reagenta paliwowego kontaktującego się ze stroną 20B elektrody paliwowej
płytki elektrolitu 20, jak również w utrzymaniu integralności zużytego paliwa wyprowadzanego przez przewód rozgałęźny 19 zużytego paliwa.
Górna część 30A wzajemnie łączącej płytki 30 posiada materiał uszczelniający 60B,
umieszczony wokół przewodów rozgałęźnych 18 paliwa wejściowego i przewodu rozgałęźnego 19 zużytego paliwa. Wierzchnia część wzajemnie łączącej płytki 30A kontaktuje się
z powłoką utleniacza 20B' przeciwległej płytki elektrolitu 20'. W konsekwencji, połączenie
przy przewodzie rozgałęźnym 17 utleniacza wejściowego jest pozbawione materiału uszczelniacza, przez co umożliwia się wchodzenie reagentu utleniającego do kanałów przepływu
reagenta. Materiał uszczelniający 60B, który całkowicie otacza przewód rozgałęźny 18 paliwa, wyhamowuje przeciek reagenta paliwowego do kanałów przepływu reagenta, przez co
10
180 962
wyhamowuje mieszaninę reagenta paliwowego i utleniacza. Podobnie, materiał uszczelniający
60C, który całkowicie otacza przewód rozgałęźny 19 zużytego paliwa wyhamowuje przepływ
zużytego reagenta utleniacza do przewodu rozgałęźnego 19 zużytego paliwa. Tym samym jest
utrzymana czystość zużytego paliwa, które jest pompowane przez przewód rozgałęźny 19.
Jak przedstawiono na fig. 8, reagent utleniający może być wprowadzany do przetwornika elektrochemicznego przez osiowy przewód rozgałęźny 17, który jest utworzony przez
otwory 22, 32, 22' odpowiednio płytek elektrolitu i wzajemnie łączących. Utleniacz jest rozprowadzany ponad szczytem wzajemnie łączącej płytki 30A i ponad powierzchnią elektrody
utleniającej 20A' poprzez kanały przepływu reagenta. Następnie zużyty utleniacz przepływa
promieniowo zewnętrznie w kierunku obwodowej krawędzi 31A i ostatecznie jest wyładowywany wzdłuż obwodu przetwornika. Materiał uszczelniający 60C wyhamowuje przepływ
utleniacza do przewodu rozgałęźnego 19 zużytego paliwa. Tor przepływu utleniacza przez
osiowe przewody rozgałęźne jest zaznaczony ciągłymi czarnymi strzałkami 26A, zaś przez
ogniwo utleniające ciągłymi czarnymi strzałkami 26B.
Reagent paliwowy jest wprowadzany do przetwornika elektrochemicznego 10 poprzez
przewód rozgałęźny paliwa 18, utworzony przez ustawione w linii otwory 24, 34 i 24' płytek.
Paliwo jest wprowadzane do kanałów przepływu reagenta i jest rozprowadzane po spodzie
wzajemnie łączącej płytki 30B, i ponad powłoką 20B elektrody paliwowej płytki
elektrolitu 20. Jednocześnie materiał uszczelniający 60A zapobiega wchodzeniu reagenta
utleniacza wejściowego do kanałów przepływu reagenta, a tym samym mieszaniu z mieszaniną czystego paliwa/zużytego reagenta paliwowego. Brak jakiegokolwiek materiału uszczelniającego przy przewodzie rozgałęźnym 19 zużytego paliwa umożliwia wchodzenie zużytego
paliwa do przewodu rozgałęźnego 19. Paliwo to jest następnie wyładowywane wzdłuż pierścieniowej krawędzi 31A wzajemnie łączącej płytki 30. Tor przepływu reagenta paliwowego
jest zaznaczony ciągłymi czarnymi strzałkami 26C.
Wgłębienia 40 wzajemnie łączącej powierzchni mają wierzchołek 40A, który po
zmontowaniu kontaktuje się z płytkami elektrolitu, dla ustanowienia pomiędzy połączenia
elektrycznego.
Do cienkich elektrołącznikowych płytek według wynalazku można zastosować szeroką
rozmaitość materiałów przewodzących. Materiały takie powinny spełniać następujące wymagania: powinny mieć wysoką wytrzymałość jak również przewodność elektryczną i cieplną,
dobrą odporność na utlenianie do temperatury roboczej, kompatybilność i stabilność chemiczną z reagentami wejściowymi i powinny być ekonomiczne do wytworzenia konfiguracji
płytki teksturowanej w postaci kanałów przepływu reagenta.
Materiały odpowiednie do wytwarzania płytek wzajemnie łączących obejmują stopy niklu, stopy niklu-chromu, stopy niklu-chromu-żelaza, stopy żelaza-chromu-glinu, stopy platyny, spieki ceramiczno-metalowe takich stopów i materiału ogniotrwałego takiego jak tlenek
cyrkonu lub tlenek glinu, węgli krzemu i dwukrzemek molibdenowy.
Teskturowane wzory na górnej i dolnej części wzajemnie łączącej płytki mogą być
otrzymywane przykładowo przez wytłaczanie arkuszy stopów metalicznych za pomocą jednego lub więcej zestawów dopasowanych, wzajemnie odwzorowanych matryc. Matryce te są
korzystnie wstępnie wytworzone odpowiednio do pożądanej konfiguracji wzajemnie łączącej
płytki, i mogą być utwardzone poprzez obróbkę cieplną dla wytrzymywania powtarzalnego
oddziaływania prasującego przy produkcji masowej, jak również wysokich temperatur roboczych. Proces wytłaczania wzajemnie łączących płytek jest korzystnie przeprowadzony
w kilku etapach w wyniku złożoności geometrycznej sieci kanałów gazowych, np. wgłębionej
powierzchni płytki wzajemnie łączącej. Przewody rozgałęźne utworzone we wzajemnie łączących płytkach są korzystnie wycinane w etapie finalnym. Pomiędzy kolejnymi etapami zaleca
się stosowanie wyżarzania dla uniknięcia przeprężenia materiału arkuszowego. Stosowanie
wytłaczania jest właściwe do wytwarzania wyrobów o urozmaiconej i złożonej geometrii,
przy jednoczesnym utrzymywaniu jednakowej grubości materiału.
Alternatywnie, pofałdowane wzajemnie łączące płytki mogą być wytwarzane poprzez
osadzanie elektrolityczne na początkowo płaskiej metalowej płytce z zastosowaniem zestawu
odpowiednich maskownic. Wzajemnie łączące płytki z węglika krzemowego mogą być
180 962
11
formowane przez osadzanie oparów na wstępnie ukształtowanych substratach, przez spiekanie
związanych proszków, lub poprzez procesy samowiązania.
Reagent utleniający i paliwowy są korzystnie ogrzewane wstępnie do odpowiedniej
temperatury przez wejściem do przetwornika elektrochemicznego. To podgrzewanie wstępne
może być przeprowadzone w dowolnej odpowiedniej konstrukcji grzejnej, takiej jak regeneracyjny wymiennik ciepła lub radiacyjny wymiennik ciepła, dla ogrzania reagentów do temperatury wystarczającej do zredukowania wielkości naprężenia termicznego przykładanego do
przetwornika.
Istotna cecha wynalazku polega na tym, że hybrydowe układy energetyczne przedstawione na fig. 1-4 i 9, 10 nieoczekiwanie pracują z sprawnościami które przekraczają jakiekolwiek sprawności znane dotychczas. Inną istotną cechą wynalazku jest to, że powiększone
powierzchnie grzejne 31D i 31C ogrzewają reagenty zawarte wewnątrz przewodów rozgałęźnych 17 i 18 odpowiednio utleniacza i paliwa do temperatury roboczej przetwornika.
W szczególności, powiększona powierzchnia 31D, zachodząca do przewodu rozgałęźnego 17
utleniacza ogrzewa reagent utleniający, zaś powiększona powierzchnia 31C zachodząca do
przewodu rozgałęźnego 18 paliwa ogrzewa reagent paliwowy. Wzajemnie łącząca płytka 30
o dużej przewodności termicznej ułatwia ogrzewanie reagentów wejściowych poprzez przenoszenie kondukcyjne ciepła z wewnętrznej powierzchni ogniwa paliwowego, np. obszaru
środkowego przewodzącej płytki wzajemnie łączącej, do powiększonych powierzchni lub
części wargowych, ogrzewając tym samym reagenty wejściowe do temperatury roboczej przed
przejściem przez kanały przepływu reagenta. Powiększone powierzchnie służą zatem jako
żeberka ogrzewające. Taka konstrukcja ogrzewająca reagent pozwala na otrzymanie zwartego
przetwornika, który nadaje się do zintegrowania z układem wytwarzania energii elektrycznej,
a ponadto pozwala na otrzymanie wysoce wydajnego układu, który jest stosunkowo niekosztowny. Przetworniki elektrochemiczne zawierające ogniowa paliwowe wykonane według tych
zasad i zastosowane w połączeniu z turbiną gazową pozwalają na otrzymanie układu energetycznego mającego stosunkowo prostą konfigurację.
Temperatura robocza przetwornika elektrochemicznego jest korzystnie pomiędzy około
20°C i 1500°C, zaś zalecane rodzaje ogniwa paliwowego zastosowanego w obecnym wynalazku, stanowią ogniwa paliwowe ze stałego tlenku, ogniwa paliwowe z płynnego węglanu,
alkaliczne ogniwa paliwowe, ogniwa paliwowe z kwasem fosforowym, i ogniwa paliwowe
z membranami protonowymi.
W rozwiązaniu alternatywnym, płytki elektrolitu i wzajemnie łącząca, mogą mieć
kształt rurowy i mogą posiadać materiał elektrody utleniającej umieszczony z jednej strony,
a materiał elektrody paliwowej z przeciwnej strony. Płytki mogą być następnie ustawione
w pakiet w podobny sposób.
Przetwornik elektrochemiczny, w którym są zastosowane wzajemnie łączące płytki
z przedłużeniami krawędziowymi według wynalazku, może również stanowić przetwornik
elektrochemiczny z płynnym węglanem, kwasem fosforowym, przetwornik alkaliczny
i przetwornik z membraną protonową, jak również inne podobne przetworniki.
180 962
FIG.4
FIG . 10
180 962
FIG .5
180 962
FIG. 6
FIG.7
180 962
FIG. 8
FIG.9
180 962
F IG .1
FIG.2
FIG .3
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.
Cena 4,00 zł.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
1 030 Кб
Теги
pl180962b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа