[0023]S2:在電堆中間體上設(shè)置液態(tài)銻循環(huán)系統(tǒng)，獲得電池電堆系統(tǒng)，所述液態(tài)銻循環(huán)系統(tǒng)包括與電堆中間體相連通的氧化銻收集池，與氧化銻收集池連通的燃料池，燃料池上端設(shè)置有燃料加載裝置。
[0024]進(jìn)一步的，步驟S2中所述液態(tài)銻循環(huán)系統(tǒng)還包括銻純化裝置，所述銻純化裝置的入口與燃料池相連通，所述銻純化裝置的出口用于將進(jìn)過(guò)純化處理的銻送入銻儲(chǔ)存器。
[0025]進(jìn)一步的，步驟S2中所述，液態(tài)銻循環(huán)系統(tǒng)還包括銻儲(chǔ)存器，所述銻儲(chǔ)存器同時(shí)與銻純化裝置和電堆腔體相連。
[0026]總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，能夠取得下列有益效果:
[0027]1、設(shè)置氧化銻收集池來(lái)實(shí)現(xiàn)電堆工作產(chǎn)生的氧化銻與銻金屬的分離，僅利用氧化銻和金屬銻的密度不同而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離，不耗費(fèi)能量，還設(shè)置了燃料池，使氧化銻的的還原在一個(gè)單獨(dú)的燃料室中進(jìn)行，相比燃料池、氧化銻池以及液態(tài)銻在同一個(gè)腔室內(nèi)設(shè)計(jì)，本方發(fā)明有效避免了燃料的灰燼、雜質(zhì)等其他有害因素影響整體電堆的運(yùn)行。并且，燃料室的燃料加載可采用定時(shí)加載方式，無(wú)需持續(xù)性的不斷加載，大大簡(jiǎn)化燃料加載的方式，提高了效率。
[0028]2、設(shè)置銻純化裝置對(duì)被還原的銻進(jìn)行提純，能防止電堆的反應(yīng)中燃料的剩余的灰燼、雜質(zhì)、或者還有一些金屬元素會(huì)被還原成金屬態(tài)進(jìn)入到液態(tài)銻中，防止后期銻循環(huán)利用過(guò)程中給電池電堆帶來(lái)的不利影響。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中管式單電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中管式單電池集合密封為電堆后側(cè)面的剖面示意圖；
[0031]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中管式單電池集合密封為電堆后正面的剖面示意圖；
[0032]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中管式單電池集合密封為電堆后加載銻和燃料的側(cè)面剖面示意圖；
[0033]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中式單電池集合密封為電堆后加載銻和燃料的正面剖面示意圖；
[0034]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中電堆系統(tǒng)中，電堆、氧化銻收集池、燃料池、銻純化裝置、銻儲(chǔ)存器以及銻循環(huán)控制裝器在實(shí)際工作時(shí)的流動(dòng)流向圖；
[0035]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中電堆系統(tǒng)工作過(guò)程中，銻與氧化銻在各處的大致分布情況。
[0036]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0037]1-陰極支撐層或者陰極2-電解質(zhì)或者電解質(zhì)支撐層
[0038]3-電堆腔體4-密封材料
[0039]5-保護(hù)氣預(yù)留口6-銻粉加載預(yù)留口
[0040]7-碳燃料8-金屬銻
[0041]9-陰極集流線10-陽(yáng)極集流線
[0042]K-兩單元之間的開關(guān)，K1、K2、K3、K4、K5分別表示第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)以及第五開關(guān)；
[0043]S-備用銻通道開關(guān)，SI為電池電堆開口開關(guān)，S2為氧化銻收集池開口開關(guān)，S3為管路分隔開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0044]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0045]本發(fā)明中的一種銻陽(yáng)極直接碳固體氧化物燃料電池電堆系統(tǒng)，包括電池電堆、氧化銻收集池、燃料池、燃料加載裝置，電池電堆的陽(yáng)極為液態(tài)銻，該電池電堆頂部設(shè)置有電池電堆出口，其底部設(shè)置有供液態(tài)銻流入的電池電堆入口，氧化銻收集池頂部設(shè)置與所述電池電堆出口相連通的氧化銻收集池入口，并其底部設(shè)置有供氧化銻流出的氧化銻收集池出口，燃料池頂部設(shè)置有燃料加載裝置，該頂部同時(shí)還設(shè)置有與所述氧化銻收集池出口相連通的燃料池入口，燃料池底部設(shè)置有供被燃料還原獲得的銻流出的燃料池出口，該出口連通所述電池電堆。
[0046]本發(fā)明的電池電堆系統(tǒng)的電池電堆包括電堆腔體3和封裝集成在電堆腔體中的多個(gè)相互并聯(lián)的單電池，單電池呈管狀，管狀電池的內(nèi)壁為陰極或者負(fù)載有陰極的陰極支撐體1，管狀電池的外壁為電解質(zhì)或者負(fù)載有電解質(zhì)的電解質(zhì)支撐體2，管狀電池的陽(yáng)極位于電解質(zhì)表面或者負(fù)載有電解質(zhì)的電解質(zhì)支撐體表面；電堆腔體的內(nèi)部具有空腔，用于容置作為陽(yáng)極的液態(tài)銻。
[0047]本發(fā)明中，電池的工作原理為:
[0048]陰極電化學(xué)反應(yīng):02+4e — 20 2
[0049]陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng):4/3Sb+202— 2/3Sb 203+4e
[0050]總反應(yīng):4/3Sb+02—2/3Sb 203
[0051]氧氣在陰極材料上吸附接收電子解離成氧離子，氧離子擴(kuò)散通過(guò)電解質(zhì)到電解與陽(yáng)極的界面處，與金屬銻原子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成氧化銻并釋放電子。電池的電化學(xué)性能由陰極和陽(yáng)極的電化學(xué)反應(yīng)決定，而電池的長(zhǎng)期性能則由電池材料的穩(wěn)定性以及氧化銻還原反應(yīng)的持續(xù)性和及時(shí)性決定。
[0052]氧化銻的還原反應(yīng):2/3Sb203+C— 4/3Sb+C02
[0053]此反應(yīng)在高于700 0C以上時(shí)，會(huì)有生成CO的副反應(yīng)發(fā)生，同時(shí)BounduardReact1n (氣化反應(yīng))也會(huì)發(fā)生，生成CO。陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)生成的氧化銻在656°C以上時(shí)，呈現(xiàn)液態(tài)狀態(tài)。由于相對(duì)于液態(tài)銻有著較小的密度，在重力作用下氧化銻和液態(tài)銻會(huì)發(fā)生對(duì)流，浮到液態(tài)銻的表面，浮到表面的氧化銻才有機(jī)會(huì)與固態(tài)碳燃料反應(yīng)，被再次還原成銻。
[0054]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中管式單電池結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施例中管式單電池集合密封為電堆后側(cè)面的剖面示意圖，圖3是本發(fā)明實(shí)施例中管式單電池集合密封為電堆后正面的剖面示意圖，由圖可知，密封集成在電堆腔體內(nèi)的單電池中間體布置規(guī)整，具有六縱列和六橫排，每個(gè)管狀單電池均相互平行排列，一共布置了三十六個(gè)管狀單電池中間體，但是本發(fā)明對(duì)電堆中的布置的單電池的數(shù)量不進(jìn)行具體限定。
[0055]電堆腔體3外觀呈矩形，該矩形電堆腔體的兩相對(duì)側(cè)壁上均設(shè)置有保護(hù)氣預(yù)留口5，用于經(jīng)一側(cè)的所述保護(hù)氣預(yù)留口 5通入保護(hù)液態(tài)銻免被氧化的氣體并經(jīng)另一側(cè)的所述保護(hù)氣預(yù)留口 5排出。電堆腔體3的頂部還設(shè)置了銻粉加載預(yù)留口 6，銻粉加載預(yù)留口 6不是必須的，也可以不設(shè)置該銻粉加載預(yù)留口，可以通過(guò)該銻粉加載預(yù)留口進(jìn)行原始的銻粉的加入。
[0056]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中管式單電池集合密封為電堆后加載銻和燃料的側(cè)面剖面示意圖，圖5是本發(fā)明實(shí)施例中式單電池集合密封為電堆后加載銻和燃料的正面剖面示意圖，以上圖中，8為金屬銻，其為陽(yáng)極，9為陰極集流線，10為陽(yáng)極集流線。進(jìn)行最原始的銻粉加入后，電堆在進(jìn)行工作前，需要對(duì)電堆執(zhí)行升溫，使銻粉完全融化稱為液態(tài)，浸潤(rùn)在管式單電池的表面，執(zhí)行陽(yáng)極的功能。
[0057]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中電堆系統(tǒng)中，電池電堆、氧化銻收集池、燃料池、銻純化裝置、銻儲(chǔ)存器在實(shí)際工作時(shí)的流動(dòng)流向圖。由圖可知，本發(fā)明的電池電堆系統(tǒng)還包括銻純化裝置和銻儲(chǔ)存器，銻純化裝置底部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置有銻純化裝置入口和銻純化裝置出口，銻純化裝置入口連通所述燃料池出口。銻儲(chǔ)存器同時(shí)設(shè)置有銻儲(chǔ)存器入口和銻儲(chǔ)存器出口，銻儲(chǔ)存器入口連通銻純化裝置出口，且銻儲(chǔ)存器