ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА

1. Газораспределительный элемент (10) для топливного элемента или электролизного устройства, содержащий последовательно базовый слой (1), первый слой (2) и второй слой (3), при этом указанные первый (2) и второй слои (3) имеют газораспределительную конструкцию (11), образующую конфигурацию для потока текучей среды первой реагирующей текучей среды, которая является горючим газом, при этом второй слой (3) является гомогенизирующим элементом, который имеет первые прорези (15), при этом первые прорези (15) имеют длину (28) и ширину (29), где длина (28) больше, чем ширина (29), отличающийся тем, что первый слой (2) содержит впуск (2b) топлива и выпуск (2c) топлива, при этом основное направление потока (9) текучей среды проходит в линейном направлении между впуском (2b) топлива и выпуском (2c) топлива,
при этом газораспределительная конструкция (11) указанного первого слоя (2), состоящего из нескольких каналов (13), расположенных рядом друг с другом, проходит линейно в основном направлении потока (9) текучей среды и соединяет впуск (2b) топлива с выпуском (2c) топлива,
при этом первые прорези (15), проходящие в поперечном направлении относительно каналов (13), имеют такую длину (28) и расположены так, что по меньшей мере два канала (13), расположенные рядом друг с другом, соединены по текучей среде посредством первой прорези (15),
и при этом второй слой (3) содержит контактную поверхность (3c) для контакта с блоком (5) катод-анод-электролит, при этом первые прорези (15) расположены в контактной поверхности (3c), и при этом общая поверхность всех первых прорезей (15) составляет по меньшей мере 20% контактной поверхности (3c), более предпочтительно по меньшей мере 30% и наиболее предпочтительно в диапазоне 40-50%.
2. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что каналы (13) проходят параллельно друг к другу, и при этом первые прорези (15) проходят перпендикулярно каналам (13).
3. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что каналы (13) проходят в радиальном направлении, и первые прорези (15) проходят в окружном направлении.
4. Газораспределительный элемент (10) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из каналов (13) первого слоя (2) перегорожены реечным элементом (23), при этом реечный элемент (23) соединяет по меньшей мере две рейки (2а), которые разнесены друг от друга и образуют канал (13) между ними, при этом второй слой (3) содержит несколько вторых прорезей (6), при этом вторые прорези (6) имеют длину (7) в основном направлении потока (9) текучей среды, которая больше, чем ширина реечного элемента (23), и вторая прорезь (6) расположена рядом с реечным элементом (23), чтобы соединять по текучей среде канал (13) и обходить реечный элемент (23).
5. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, дополнительно содержащий опорный слой (4), расположенный рядом с базовым слоем (1).
6. Газораспределительный элемент (10) по п. 5, отличающийся тем, что опорный слой (4) содержит несколько каналов (20), проходящих в линейном направлении, при этом каналы (20) направляют вторые реагирующие текучие среды, которые являются окисляющим средством.
7. Газораспределительный элемент (10) по п. 6, отличающийся тем, что опорный слой (4) является гофрированным листом, имеющим каналы (20, 20а, 20b) по обе стороны, при этом предназначение каналов (20b), обращенных к первому слою (1), заключается в охлаждении первого слоя (1) посредством второй реагирующей текучей среды, а предназначение каналов (20а) на
противоположной стороне заключается в обеспечении блока топливного элемента второй реагирующей текучей средой.
8. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что базовый слой (1) и/или первый слой (2), и/или второй слой (3), и/или опорный слой (4) изготовлены посредством чеканки, выдавливания, штамповки или вытравливания, или посредством горячего прессования.
9. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что базовый слой (1) и первый слой (2) или первый слой (2) и второй слой (3) образуют одно целое, в частности, посредством сварки вместе.
10. Газораспределительный элемент (10) по любому из пп. 5-9, отличающийся тем, что опорный слой (4) образует одно целое с базовым слоем (1) или базовым слоем (1) и первым слоем (2).
11. Газораспределительный элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что общая площадь всех первых прорезей (15) составляет по меньшей мере 20% от общей площади всех прорезей (15, 6), расположенных внутри контактной поверхности (3c), более предпочтительно по меньшей мере 50%, и наиболее предпочтительно в диапазоне 60-80%.
12. Топливный элемент или электролизное устройство, в частности, твердооксидный топливный элемент или твердооксидное электролизное устройство, содержащее газораспределительный элемент (10) по любому из предыдущих пунктов.
13. Способ гомогенизации горючего газа в газораспределительном элементе (10) топливного элемента, при этом газораспределительный элемент (10) содержит последовательно базовый слой (1), первый слой (2) и второй слой (3), при этом первый слой (2) содержит газораспределительную конструкцию (11), содержащую каналы (13), и второй слой (3) содержит первые прорези (15), при этом горючий газ, протекающий через соответствующие каналы (13), входит в первые прорези (15) так, что происходит гомогенизация горючего газа в первых
прорезях (15), и при этом первые прорези (15) контактируют с блоком (5) катод-анод-электролит на контактной поверхности (3c), и при этом первые прорези (15) расположены в контактной поверхности (3c), так что горючий газ изнутри первых прорезей (15) поступает на блок (5) катод-анод-электролит, отличающийся тем, что
газораспределительная конструкция (11) состоит из нескольких линейно проходящих каналов (13), расположенных рядом друг с другом, и соединяющих впуск (2b) топлива с выпуском (2c) топлива, так что топливо протекает в направлении потока (9) в каналах (13) в линейном направлении,
при этом первые прорези (15) проходят в поперечном направлении относительно направления потока (9) и соединяют по текучей среде по меньшей мере два канала (13), расположенных рядом друг с другом, при этом, по меньшей мере, некоторое количество горючего газа, гомогенизированного в первых прорезях (15), течет обратно в соответствующие каналы (13) первого слоя (2) или обменивается между соответствующими каналами (13) первого слоя (2),
и при этом общая поверхность всех первых прорезей (15), через которую горючий газ подается в блок (5) катод-анод-электролит, составляет по меньшей мере 20% контактной поверхности (3c), более предпочтительно по меньшей мере 30%, и наиболее предпочтительно 40-50% контактной поверхности (3c).
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые первые прорези (15) проходят перпендикулярно к направлению потока (9), так что давление горючего газа в соответствующей первой прорези (15) выравнивается, так что давление горючего газа в нижерасположенных каналах (13) локально выравнивается.