专利名称：在高温燃料电池的阳极气体氧化系统中使用的催化剂组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料电池系统，尤其是涉及一种在这种系统中使 用的气体氧化剂中用的催化剂组件。
背景技术：
燃料电池是一种通过电化学反应直接将贮存在烃燃料中的化学能 转变成电能的装置。通常，燃料电池包括阳极和阴极，所述阳极和阴 极用电解质分开，所述电解质用来传导带电的离子。燃料电池利用使 反应剂燃料气体通过阳极，同时使氧化气体通过阴极进行操作。为了 产生有用的功率电平，将许多单个的燃料电池串联堆垛，同时在形成 燃料电池堆的每个电池之间都设有导电隔板。
熔融碳酸盐燃料电池("MCFCs")通过氧化气体中的氧与阴极处 的自由电子起反应形成碳酸离子而进行操作，所述碳酸离子穿过熔融 碳酸盐电解质迁移到阳极，以与氢起反应而产生水、二氧化碳和电。 在MCFCs和其它高温燃料电池中，提供给阴极的氧化气体必须加热 到燃料电池堆的操作温度。某些MCFC系统包括来自燃料电池阳极下 游的阳极排气氧化剂，所述MCFC系统接收来自阳极的阳极排气和来 自氧化气体源的氧化气体，并使阳极排气中未用完的燃料燃烧，以产 生适合于在燃料电池阴极中使用的热氧化气体。尤其是，典型的阳极 排气氧化剂包括氧化催化剂组件，所述氧化催化剂组件用于氧化或燃 烧阳极排气中的氢、 一氧化碳和未反应的烃类。在某些情况下，阳极 排气氧化剂还包括混合器，在所述混合器中首先是阳极排气和氧化气 体在暴露于氧化催化剂中之前使它们混合。
离开MCFC阳极的阳极排气通常含有气相的电解质分子，所述电 解质分子在MCFC操作期间从燃料电池的电解质层释放到阳极排气 流中。当热的阳极排气与在低温下的氧化气体混合时，在排气流中的成固体电解质颗粒物。这些电解质颗粒物沉积在混合器的壁上和氧化剂催化剂组件的入口表面处。电解质颗粒沉积物形成部分阻碍气体混合物进入和通过氧化剂催化剂的流路，从而导致穿过催化剂组件的压力聚积增加，并由此增大阳极排气流与阴极入
口气流之间的压差。此外，由电解质沉积物造成的堵塞改变了通过催化剂组件的流量分布，从而导致从组件的 一端到另 一端出现较大的温度分布差。
燃料电池堆的性能和效率对燃料电池组件中的压力变化易敏感。尤其是，由于上述电解质颗粒沉积物在氧化剂催化剂组件上的聚集而在阳极气流与阴极气流之间增加压差影响燃料电池堆的热分布和电压变化。而且，电解质颗粒沉积物可能使氧化剂催化剂减活，所述氧化剂催化剂减活影响它的烃氧化作用效率。
目前，普遍将电解质颗粒沉积物从氧化剂催化剂中清除，以便使阳极出口气流与阴极入口气流之间的压差保持恒定。按常规，电解质
氧化剂催化剂中清除。这种电解质颗粒物清除的方法需要关闭燃料电池设备，并拆卸氧化剂组件，以清除氧化剂催化剂。此外，美国专利
申请系列号No. 11/022,914公开了几种就地清除电解质颗粒物的方法，所述方法不需要从氧化剂组件中清除氧化剂催化剂。然而，即使是'914专利申请中所述的就地清除方法通常也要燃料电池设备临时采取脱机，因而使发电和输电中断。
因此，本发明的目的是提供一种氧化剂催化剂组件，所述氧化剂催化剂组件减少电解质颗粒物在组件表面上的聚集。
本发明的另一目的是提供一种氧化剂催化剂组件，所述氧化剂催化剂组件延迟聚集的电解质颗粒物阻挡气流通过氧化剂催化剂组件。
本发明的还一目的是提供一种氧化剂催化剂组件，所述氧化剂催化剂组件可以和4914专利申请中所述的电解质清除颗粒物一起使用。
发明内容
按照本发明的原理，上述目的和另一些目的在氧化剂催化剂组件中得以实现，所述氧化剂催化剂组件在燃料电池系统中用于氧化阳极排气，其中，第一催化剂构件沿着气体流路设置在所述氧化剂催化剂组件中，在第一催化剂构件后面是第二催化剂构件，该第二催化剂构件也沿着该气体流路设置。第一和第二催化剂构件中的每一个包括多个贯通通道和氧化催化剂，所述贯通通道用于气体通过其中，而所述氧化催化剂沉积在该通道中。第一和第二催化剂构件还这样构造，使得第一催化剂构件的通道的通道密度和通道宽度分别比第二催化剂构件的通道的通道密度小而比它的通道宽度大。这样，由于第一催化剂构件通道的通道密度减小和通道宽度较大，而避免了催化剂组件在第一催化剂构件处的任何堵塞，同时由于第二催化剂构件通道的增加的通道密度和减小的通道宽度而获得催化剂活性，所述催化剂活性足以实现所需的氧化作用。
用氧化剂催化剂组件的燃料电池系统。
通过参照附图阅读下面详细说明，本发明的上述和另一些特点以
及内容将变得更加清楚，其中
图1示出适合于使用本发明原理的氧化剂催化剂组件的燃料电池系统的示意图2更详细示出图1系统的氧化剂催化剂组件；
图3A示出电解质颗粒沉积物在常规氧化剂催化剂组件的表面上的聚集；
图3B示出电解质颗粒沉积物在图2的氧化剂催化剂组件的表面上的聚集；
图4示出使用常规氧化剂催化剂组件的燃料电池系统和使用图2的氧化剂催化剂组件的燃料电池系统测出的阴极一阳极压差数据的曲
线图；和
图5示出常规氧化剂催化剂样品和本发明的氧化剂催化剂样品测
出的压降数据的曲线图。
具体实施例方式
图1示出燃料电池系统100的示意图，所述燃料系统100适合于使用本发明原理的氧化剂催化剂组件118。燃料电池系统包括燃料电池102，所迷燃料电池102具有阳极104和阴极106。燃料气体，比如天然气从燃料源108供给到系统100。燃料在输送到阳极104之前，在燃料净化阶段110经受燃料净化处理，并在热交换器112中与水混合并被加热。经过处理加热的燃料通过阳极入口 104a进入阳极104,以经受电化学反应。废燃料作为阳极排气通过阳极出口 104b离开阳极104。
在所示的示例下，氧化剂催化剂组件118包括在阳极排气氧化剂114中，所述阳极排气氧化剂114的入口 114a连接到阳极104的出口104b上。阳极排气氧化剂114还包括混合器116，所述混合器116接收来自入口 114a的阳极排气，并将该排气与氧化气体，比如空气混合。然后混合器将混合的气体传送到氧化剂催化剂组件118，在所述组件118处阳极排气中未反应的成分，包括氢、烃类和一氧化碳被氧化，以产生二氧化碳和空气的混合物。这种混合物通过组件出口 114b离开阳极排气氧化剂114，并通过阴极入口 106a进入阴极106。在通过阴极106之后，废氧化气体离开阴极106，并在退出燃料电池系统100之前被输送到热交换器112用于在排出燃料电池系统100之前加热被清洁的燃料和水。
图2更详细示出图1所示的氧化剂催化剂组件118的示意图。如图所示，组件118包括第一和第二催化剂构件202和204，所述第一和第二催化剂构件202和204沿着气流方向200 —个接一个地设置。每个催化剂构件包括多个贯通通道，每个贯通通道装有氧化催化剂，所述氧化催化剂用于氧化通过它的气体中未反应的成分。
按照本发明的原理，与笫二催化剂构件204的贯通通道的通道密度和通道宽度相比，第一催化剂构件202的贯通通道具有不同的通道密度(即每单位面积的通道数)以及不同的通道宽度(即对置通道壁之间的距离)。尤其是，第一催化剂构件202的贯通通道的通道密度小于第二催化剂构件204的通道的通道密度，而第一催化剂构件202的通道的通道宽度大于第二催化剂构件的通道的通道宽度。如本文下面将要说明的那样，在第一和第二催化剂构件这种构造的情况下，由于第一催化剂构件贯通通道的较小通道密度和较大通道宽度，因而避免了氧化剂催化剂组件118在第一催化剂构件202的入口处被电解质颗粒物和其它固体碎屑堵塞。同时，由于增加了第二催化剂构件贯通通道的通道密度和减小了它的通道宽度，因而得到催化剂组件118的催化剂活度足以实现所需的氧化度。
更确切地说，如图2中所示，第一催化剂构件202包括贯通通道203，而第二催化剂构件204包括贯通通道205。贯通通道203从催化剂构件202的入口侧或表面202a延伸到其出口侧或表面202b，以便使流入的阳极排气和氧化气体的气体混合物能流过催化剂构件。第二催化剂构件204中的贯通通道205同样从构件的入口侧204a延伸到出口侧204b，也使从催化剂构件202出来的气体混合物能流过所述第二催化剂构件204。氧化催化剂分别设置或涂敷在通道203和205的壁203a和205a上，以便使通过通道203、 205的气体混合物中未用完的燃料发生氧化作用而产生二氧化碳和空气。
如上所述，在氧化剂组件118中使用两个催化剂构件202和204使组件能达到流入的气体混合物中未用完的燃料的所需的氧化度。它还防止随时间而聚集的电解质颗粒物和其它碎屑限制或堵塞组件的通道。这避免了任何可测量的穿过组件的压力聚集。尤其是，电解质颗粒物和其它碎屑的累积主要在第一催化剂构件202的前沿202a和相邻的通道壁203a处发生。因此，构件202的通道203被选择以具有通道密度和通道宽度wl，所述通道密度和通道宽度wl足以防止电解质颗粒物和其它碎屑的聚集而限制各通道。
同样，选择第二催化剂构件204的通道密度和通道宽度w2分别大于和小于第一催化剂构件202的通道密度和通道宽度wl，以便获得催化剂活度足以实现所需的未用完燃料的氧化度。
这样，通过组件118的气流多少不受限制，同时达到所需的氧化度。结果，氧化剂组件118提供所需的氧化作用，而不在燃料电池102的阳极出口 104b与阴极入口 106a之间产生不需要的压差。
第一催化剂构件中贯通通道203的典型通道密度为每平方英寸IOO个通道，典型的范围为每平方英寸200个通道或更少，而第二催化剂构件204中贯通通道205的典型通道密度为每平方英寸400个通道，典型的范围为每平方英寸250个通道或更多。此外，第一催化剂构件202中贯通通道203的通道宽度wl优选的是0.071英寸或更大，而第二催化剂构件204中贯通通道205的通道宽度w2优选的是0.063英寸或更小。
如图2所示，第 一催化剂构件202的出口侧202b与第二催化剂构件204的入口侧204a分开预定的距离n。流向氧化剂催化剂组件118的气体被催化剂构件202中的通道203细分开，这样通过该空间，然后再随着气体通过催化剂构件204中的通道205再细分开。应当理解，距离n根据用途可以改变，其典型的变化范围从O (在构件对接的情况下)到6英寸。
催化剂构件202和204可以有各种不同的形状。典型的形状可以是圆筒形或矩形。另外，通道203和205可以具有各种构型或形状。此外，典型的构型可以是圆形或方形。每个催化剂构件可以是具有通道的整体式主体，所述通道涂敷有氧化催化剂。整体式主体可使用的材料的示例是金属，例如象不锈钢和/或陶瓷。典型的催化剂可以是Pt、 Pd或Rh。涂层可以具有恒定的厚度，或者可以在厚度和/或活度上被分级。整体式主体也可以具有衬底涂层，所述衬底涂层在用氧化催化剂涂敷整体式主体之前涂敷到整体式主体的表面上。使用衬底涂层导致增加氧化催化剂的几何和活性表面积，由此增加了催化剂的活度。衬底涂层可以由氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化铝铈土( aluminaceria)或铈土形成。
下面说明上述通道堵塞机理较详细的解释。图3A示出由催化剂构件302形成的常规氧化剂催化剂组件300的前端，所述催化剂构件302具有贯通通道303,其通道壁303a涂敷有氧化催化剂。在系统100中，常规组件300跟着混合器，该混合器位于阳极排气氧化剂114中，这类似于本发明的氧化剂催化剂组件118。因此将含有阳极排气和氧化气体的气体混合物输入到常规催化剂组件300中，而气体混合物中存在的电解质颗粒物和其它碎屑沉积和聚集在催化剂构件302的前沿302a及其周围的通道壁303a上。这种聚集来自于气体中已经存在的颗粒和碎屑。另外，由于催化剂构件302的前沿302a的温度通常低于气体混合物的温度，所以气体混合物中存在的电解质蒸汽冷凝到产生额外的电解质颗粒物，所述额外的电解质颗粒物同样粘到前沿302a和相邻的通道壁303a上。
结果，随时间积累了电解质颗粒物和碎屑。这种随时间推移的聚集在图3A中用曲线206、 208和210示出，所述曲线206、 208和210分别表明第一次、比第一次稍后的第二次和比第二次稍后的第三次聚集。通过曲线210可以看出，聚集最后导致每个通道303相邻壁303a上的沉积物发生汇合或桥接，因而在前沿302a处或其附近将通道堵塞。通道303的这种堵塞增加了气流通过催化剂构件的阻力，并且随着时间过去，导致某种程度穿过催化剂构件的压力聚集。
图3B示出电解质颗粒物和其它碎屑在本发明的氧化剂组件118的催化剂构件202a处的类似聚集。如在图3B中看到的那样，由于选择了通道宽度wl，所以在前沿200a和相邻的壁203a处的聚集在某种程度上没有堵塞通道203。因此，与图3A的常规组件300中的情况相比，穿过构件202和因此组件118的压力聚集是轻微的。
测试过图2和3B的催化剂组件118的性能，并与像图3A的组件300的催化剂组件的性能进行了比较。在这种情况下，催化剂构件202具有的通道密度为每平方英寸200个通道，和通道宽度wl为0.071英寸，而催化剂构件204具有的通道密度为每平方英寸400个通道，和通道宽度w2为0.063英寸。同样，常规组件的催化剂构件也具有通道密度为每平方英寸400个通道和通道宽度为0.063英寸。
在造成电解质和碎屑聚集操作1000小时之后的比较性能对于常规组件来说，像图3A中所示的那样，而对于本发明的氧化剂组件来说，像图3B中所示的那样。因此，常规的氧化剂催化剂组件具有显著的堵塞通道开口，从而导致通过组件的气流减少。这也造成在其入口侧(阳极出口侧)处压力升高和在其出口侧(阴极入口侧)处压力下降。另一方面，本发明的氧化剂组件118的氧化剂催化剂构件202几乎不堵塞它的通道开口 ，从而穿过组件(阳极出口侧到阴极入口侧)产生微不足道的压差。
图4和5还示出了氧化剂催化剂组件118和常规催化剂组件在性能上的差异。图4示出燃料电池系统像使用常规催化剂组件的系统100和像使用氧化剂催化剂组件118的系统100测出的阴极一阳极压差数据的曲线图。在图4中，x轴表示燃料电池系统在满负荷条件下的操作小时数，而y轴表示阴极侧压力，即氧化剂催化剂组件的出口侧114b处的压力与阳极侧压力，即在氧化剂催化剂组件的入口侧114a处的压力之间的压差。在图4中，随着催化剂组件的通道由于电解质颗粒物和碎屑沉积物的聚集而变得越来越堵塞，测出的压差变得更小的负值。随着测出的压差在图4中变得更小的负值，阴极侧压力与阳极侧压力之间的压差增加。
从图4中可以看出，在操作大约800小时之后，在使用常规氧化剂催化剂组件的燃料电池系统中阴极侧压力与阳极侧压力之间的压差开始急剧增加，如围成401的负数据趋势所表示的。然而，在使用氧化剂催化剂组件118的燃料电池系统中，即使在操作1700小时之后，压差仍保持比较恒定，如围成402的数据所表示的。而且，在图4中可以看出，在使用组件118;的系统中，操作时间开始的压差小于使用常规催化剂组件的系统中的压差。
图5示出测出的常规氧化剂催化剂样品和本发明的氧化剂催化剂样品的压降数据曲线图。压降数据是使用具有直径为3"的催化剂样品在实验室测试中测出的。进行测试的每个系统都设有气流，所述气流含有各种浓度的燃料电池电解质，与正常燃料电池操作相比，所述电解质浓度提供加速的沉积。在图5中，X轴表示测试操作小时数，而Y轴表示测出的压降。在图5中可以看出，.在测试开始之后，穿过常规催化剂样品被测试的压降几乎立即开始急剧增加。尤其是在大约75小时之后，常规催化剂样品的压降大约为1.08，而在200小时之后增加到大约1.5,并在275小时之后增加到1.8。穿过本发明制备的催化剂样品测出的压降在超过1000小时之后仍保持比较恒定于大约0.8。
从图4和5中的数据可以看出，图2所示的氧化剂催化剂组件118的配置降低了气流通过氧化剂催化剂组件的阻碍，而提高了组件的工作寿命。结果，与常规氧化剂催化剂组件相比，积累在氧化剂催化剂组件118上的电解质和碎屑沉积物不需要经常清除。这使燃料电池系统100能更持久地操作，因为燃料电池设备不必经常采取脱机来进行催化剂组件的清洁。结果，中断电力输送的次数显著减少。
如果在操作一段时间之后，必须清除积累在催化剂组件118前沿上的沉积物，则对这种清除沉积物可以采用上述'914专利申请中公开的就地清除方法。
可以理解的是，尽管将氧化剂催化剂组件118举例说明为只包括催化剂构件202和204，但在组件中催化剂构件204后面可以包括一个或多个附加的催化剂构件，并且所述附加的催化剂构件具有各自选择的通道密度和通道宽度，以便进一步优化组件的氧化能力。因此，例如催化剂组件118可以包括第三催化剂构件，所述第三催化剂构件具有与第二催化剂构件相同的通道密度和通道宽度。在可供选择的方
案中，第三催化剂构件可以具有比第二催化剂构件更大的通道密度和更小的通道宽度。为氧化具有特别高浓度未反应的燃料成分的气体，可以设置另外的催化剂构件。
在所有情况下，可以理解，上述配置仅是举例说明表示本发明应用的许多可能的特定实施例。在不脱离附属权利要求所限定的本发明的精神和范围的条件下，按照本发明所述的原理，可以容易地产生许多不同的其它配置。
权利要求
1.一种用于氧化气体的氧化剂催化剂组件，包括沿着气体流路设置的第一催化剂构件；在所述第一催化剂构件以后沿着所述气体流路设置的第二催化剂构件；所述第一和第二催化剂构件中的每一个包括多个贯通通道和氧化催化剂，所述多个贯通通道用于气体通过其中，而所述氧化催化剂位于每个所述贯通通道中；并且所述第二催化剂构件的所述通道具有的通道密度大于所述第一催化剂构件的所述通道的通道密度，而具有的通道宽度小于所述第一催化剂构件的所述通道的通道宽度。
2. 按照权利要求l所述的氧化剂催化剂组件，其中，所述气体是 燃料电池系统的阳极排气。
3. 按照权利要求2所述的氧化剂催化剂组件，其中，所述第二催 化剂构件与所述第一催化剂构件间隔开距离n。
4. 按照权利要求3所述的氧化剂催化剂组件，其中，所述距离n 在0到6英寸之间。
5. 按照权利要求2所述的氧化剂催化剂组件，其中 所述第一催化剂构件的通道的所述通道密度为每平方英寸200个通道或更少，而所述第二催化剂构件的通道的所述通道密度为每平方 荚寸250个通道或更多；和所述第一催化剂构件的所述通道的所述通道宽度为0.071英寸或 更大，而所述第二催化剂构件的所述通道的所述通道宽度为0.063英 寸或更小。
6. 按照权利要求5所述的氧化剂催化剂组件，其中，所述第一催 化剂构件的通道的所述通道密度为每平方英寸IOO个通道，而所述第 二催化剂构件的所述通道的所述通道密度为每平方英寸400个通道。
7. 按照权利要求l所述的氧化剂催化剂组件，其中，所述催化剂构件中的每一个包括陶瓷整体式主体和金属整体式主体中的一个。
8. 按照权利要求7所述的氧化剂催化剂组件，其中，每个所述催化剂构件的整体式主体包括氧化催化剂涂层。
9. 按照权利要求8所述的氧化剂催化剂组件，其中，每一个所述 催化剂构件的整体式主体包括衬底涂层，所述衬底涂层在氧化催化剂 涂层下面。
10. 按照权利要求9所述的氧化剂催化剂组件，其中，所述氧化 剂催化剂是Pt、 Pd和Rh中的至少一种，而所述衬底涂层是氧化铝、 二氧化硅、氧化锆、氧化铝一铈土和铈土中的至少一种。
11. 一种氧化气体的方法，包括以下步骤 使所述气体通过第一催化剂构件的其中具有氧化催化剂的通道，所述第一催化剂构件沿着气体流路设置；和使所述气体通过第二催化剂构件的其中具有氧化催化剂的通道， 所述第二催化剂构件在所述第一催化剂构件之后沿着所述气体流路设 置；其中，所述第二催化剂构件的所述通道具有的通道密度大于所述 第一催化剂构件的所述通道的通道密度，而具有的通道宽度小于所述 第一催化剂构件的所述通道的通道宽度。
12. 按照权利要求11所述的氧化气体的方法，其中，所述气体是 燃料电池的阳极排气，并且所述方法还包括在所述阳极排气与所述氧 化气体的混合物通过所述第一和第二催化剂构件之前，将所述阳极排 气与氧化气体混合。
13. 按照权利要求12所述的氧化气体的方法，其中，所述第二催 化剂构件与所述第一催化剂构件间隔开距离n。
14. 按照权利要求13所述的氧化气体的方法，其中，所述距离n 在0到6英寸之间。
15. 按照权利要求12所述的氧化阳极排气的方法，其中 其中，所述第一催化剂构件的所述通道密度为每平方英寸200个通道或更少，而所述第二催化剂构件的所述通道密度为每平方英寸 250个通道或更多；和所述第一催化剂构件的所述通道的所述通道宽度为0.071英寸或更大，而所述第二催化剂构件的所述通道的所述通道宽度为0.063英 寸或更小。
16. 按照权利要求15所述的氧化气体的方法，其中，所述第一催 化剂构件的所述通道密度为每平方英寸100个通道，而所述第二通道 构件的所述通道密度为每平方英寸400个通道。
17. 按照权利要求12所述的氧化气体的方法，其中，所述催化剂 构件中的每一个包括陶瓷整体式主体和金属整体式主体中的一种。
18. 按照权利要求17所述的氧化气体的方法，其中，每一个所述 催化剂构件的整体式主体包括氧化催化剂涂层和衬底涂层中的一种， 所述衬底涂层在氧化催化剂涂层的下面。
19. 按照权利要求19所述的氧化阳极排气的方法，其中，所述氧 化剂催化剂是Pt、Pd和Rh中的至少一种，而所述衬底涂层是氧化铝、 二氧化硅、氧化锆、氧化铝一铈土和铈土中的至少一种。
20. —种燃料电池系统，包括燃料电池，所述燃料电池包括阳极和阴极，所述阳极具有用于接 收燃料的入口和用于排放含有燃料气体的阳极排气的出口 ，而所述阴口 ；氧化剂催化剂组件，所述氧化剂催化剂组件用于氧化来自所述阳 极的出口的阳极排气，以产生用于所述阴极的氧化气体，所迷氧化剂催化剂组件包括沿着所述阳极排气的气体流路设置的第 一催化剂构 件；在所述第一催化剂构件之后沿着所述气体流路设置的第二催化剂 构件；所述第 一和第二催化剂构件中的每一个包括多个用于气体通过 其中的贯通通道和在每个所述贯通通道中的氧化催化剂；并且所述第 二催化剂构件的所述通道具有的通道密度大于所述第一催化剂构件的 所述通道的通道密度，而具有的通道宽度小于所述第一催化剂构件的 所述通道的通道宽度。
21.按照权利要求20所述的燃料电池系统，其中，所述第二催化 剂构件与所述第一催化剂构件间隔开距离n。4
22. 按照权利要求21所述的燃料电池系统，其中，所述距离n 在0到6英寸之间。
23. 按照权利要求20所述的燃料电池系统，其中 所述第一催化剂构件的所述通道的所述通道密度为每平方英寸200个通道或更少，而所述第二催化剂构件的所述通道的所述通道密 度为每平方英寸250个通道或更多；和所述第一催化剂构件的所述通道的所述通道宽度为0.071英寸或 更大，而所述第二催化剂构件的所述通道的所述通道宽度为0.063英 寸或更小。
24. 按照权利要求23所述的燃料电池系统，其中，所述第一催化 剂构件的所述通道的所述通道密度为每平方英寸100个通道，而所述 第二催化剂构件的所述通道的所述通道密度为每平方英寸400个通 道。
25. 按照权利要求20所述的燃料电池系统，其中，所述催化剂构 件中的每一个包括陶瓷整体式主体和金属整体式主体中的一个。
26. 按照权利要求25所述的燃料电池系统，其中，每一个所述催 化剂构件的整体式主体包括氧化催化剂涂层。
27. 按照权利要求26所述的燃料电池系统，其中，每一个所述催 化剂构件的整体式主体包括衬底涂层，所述衬底涂层在氧化催化剂涂 层下面。
28. 按照权利要求27所述的燃料电池系统，其中，所述氧化剂催 化剂是Pt、 Pd和Rh中的至少一种，而所述衬底涂层是氧化铝、二氧 化硅、氧化锆、氧化铝一铈土和铈土中的至少一种。
29. 按照权利要求20所述的燃料电池系统，其中，所述氧化剂催 化剂组件还包括混合器，所述混合器用于将所述阳极排气与氧化气体 混合，并且其中，所述混合器的产出物传送到所述氧化剂催化剂组件。
30. 按照权利要求29所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池 是熔融碳酸盐燃料电池。
全文摘要
一种氧化剂催化剂组件(118)，其在燃料电池系统(102)中用于酸化阳极排气(114)，第一催化剂构件(202)沿着气体流路位于所述氧化剂催化剂组件中，而第二催化剂构件(204)沿着气体流路位于第一催化剂构件(202)的后面。每个催化剂构件包括多个通道(203，205)和氧化催化剂，所述多个通道用于气体通过其中，而所述氧化催化剂沉积在该通道(203，205)中。第二催化剂构件(204)的通道(203，205)的通道密度大于第一催化剂构件(202)的通道的通道密度，而第二催化剂构件(204)的通道的通道宽度小于第一催化剂构件(202)的通道的通道宽度。
文档编号H01M8/04GK101542802SQ200680028537
公开日2009年9月23日 申请日期2006年5月10日 优先权日2005年8月2日
发明者S·卡蒂卡内尼, S·布朗谢 申请人:燃料电池能有限公司