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CN102301513B - 经过sofc的通道的均匀气体分布 - Google Patents

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CN102301513B CN200980155634.1A CN200980155634A CN102301513B CN 102301513 B CN102301513 B CN 102301513B CN 200980155634 A CN200980155634 A CN 200980155634A CN 102301513 B CN102301513 B CN 102301513B
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Abstract

一种固体氧化物燃料电池包括一个阳极层、一个位于该阳极层上的电解质层、以及一个位于该电解质层上的阴极层。该阳极层和阴极层中的至少一个限定了一个气体歧管。该气体歧管包括：一个气体进口，由该阳极层或阴极层的一个边缘限定；一个气体出口，由该阳极层或阴极层的同一个或不同的一个边缘限定；以及多个与该气体进口和气体出口流体连通的气体流动通道。这些气体流动通道可以具有会引导气体从该气体进口以基本上相等的流速在这些气体流动通道中流动的直径。

Description

经过SOFC的通道的均匀气体分布
相关申请
本申请要求于2008年12月17日提交的美国临时申请号61/203,105的权益。
以上申请的全部传授内容通过引用结合在此。
背景技术
燃料电池是一种通过化学反应产生电的装置。在不同的燃料电池之中，固体氧化物燃料电池使用了一种硬质的、陶瓷的化合物金属(例如，钙或锆)氧化物作为电解质。典型地在固体氧化物燃料电池中，在阴极处一种氧气如O2被还原为氧离子(O2-)，在阳极处一种燃料气体如H2气被这些阳离子氧化而形成水。燃料电池一般被设计为堆叠，由此将各自包括一个阴极、一个阳极以及在阴极与阳极之间的一种固体电解质的多个子组件串联组装，是通过在一个子组件的阴极与另一个的阳极之间定位一种电连接。
一个固体氧化物燃料电池(SOFC)的效率一部分取决于氧气和燃料对应地在阴极和阳极中的分布。典型地通过在这些电极(阴极和阳极)之间形成的气体通道来对SOFC堆叠提供气体传送。到达这些气体通道的外部途径典型地是通过一个歧管提供的，该歧管充当了将燃料和氧气供应到这些气体通道中的导管。歧管可以被配置为在SOFC堆叠中的内部或外部。外部歧管的制造和操作更简单但是具有多个缺点，包括由于形成歧管和SOFC堆叠的材料之间的热膨胀系数(CTE)的不匹配而使得歧管与SOFC堆叠之间的密封件开裂、从而造成气体泄漏。内部歧管的制造更困难、但具有超越以上讨论的外部歧管的密封优点、并且还使得SOFC堆叠的更多外部表面积能够被暴露以用于更有效的热传递。
关于内部歧管的一个经常的问题是缺乏空气和燃料流在对应电极上的均匀分布。由于气体流动的动力学，具有穿过对应电极的相等直径的气体通道的一种内部歧管一般传送了一种穿过电极的不均匀气流分布，其中更多的气流经过了最靠近歧管进口的这个通道，从而导致了该电极内的不均匀的温度分布、以及SOFC堆叠更低的效率。
因此，对于克服了或最小化了上述问题的一种内部歧管设计存在着需要。
发明内容
本发明总体上针对包括气体歧管的固体氧化物燃料电池，这些气体歧管包含气体流动通道，这些气体流动通道具有引导气体从该气体进口以基本上相等的流速在这些气体流动通道之中流动的直径。
在一个实施方案中，本发明是一种固体氧化物燃料电池。该固体氧化物燃料电池包括一个阳极层、一个位于该阳极层上的电解质层、以及一个位于该电解质层上的阴极层。该阳极层和阴极层中的至少一个限定了一个气体歧管。该气体歧管包括：一个气体进口，由该阳极层或阴极层的一个边缘所限定；以及一个气体出口，由该阳极层或阴极层的同一个或不同的一个边缘所限定。该气体歧管进一步包括与该气体进口及气体出口处于流体连通的多个气体流动通道。
在一个实施方案中，这些气体流动通道具有引导气体从该气体进口以基本上相等的流速在这些气体流动通道之中流动的直径。在另一个实施方案中，该阳极层或阴极层限定了一个进口通道，该进口通道提供了这些气体流动通道与该气体进口之间的流体连通。在又一个实施方案中，该阳极层或阴极层限定了一个出口通道，该出口通道提供了这些气体流动通道与该气体出口之间的流体连通。在一个实施方案中，这些气体流动通道是基本上平行的。在另一个实施方案中，该燃料电池包括至少两个气体进口，并且在又一个实施方案中，该燃料电池包括至少两个气体出口。在一个具体的实施方案中，该燃料电池包括两个气体出口，它们位于该出口通道的相反末端处。在另一个具体的实施方案中，该进口通道的一个主轴与这些气体流动通道的主轴是基本上正交的。在又一个具体的实施方案中，该出口通道的一个主轴与这些气体流动通道的主轴是基本上正交的。在一个实施方案中，该气体进口位于该进口通道的一个末端处。在另一个实施方案中，该气体进口沿着该进口通道位于中心。在又一个实施方案中，这些气体流动通道在该进口通道与该出口通道之间相交。在一个具体的实施方案中，这些气体流动通道中的至少一部分以一个基本上正交的角度相交。
在另一个实施方案中，本发明是针对一种形成固体氧化物燃料电池的方法。该方法包括形成一种阳极或生坯阴极前体、并且在该生坯阳极或阴极前体层中形成多个通道，这些通道限定了一个气体进口、一个气体出口以及与该气体进口和气体出口处于流体连通的多个气体流动通道。该方法还包括将该阳极或阴极前体层与一种电解质材料进行组合，由此这些通道与该电解质材料处于流体连通中，并且将该组合的阳极和阴极前体层及电解质材料加热以形成一个固体氧化物燃料电池。在一个实施方案中，该方法进一步包括以下步骤：将至少两个固体氧化物燃料电池进行组合以形成一个固体氧化物燃料电池堆叠。在另一个实施方案中，这些通道是通过将一种易逝材料(fugitive material)放置在该阳极或阴极前体层处而形成的。在一个实施方案中，在对该组合的阳极或阴极前体层及电解质材料进行加热的过程中去除该易逝材料。在另一个实施方案中，通过溶解该易逝材料来去除该易逝材料。在又一个实施方案中，通过该易逝材料的物理去除而去除该易逝材料。在另一个实施方案中，这些通道是通过对该阳极或阴极前体层进行激光蚀刻而形成的。在又一个实施方案中，这些通道是通过对该阳极或阴极前体层的多个部分进行切削、冲孔或压纹而形成的。然后可以通过热压来加热该组合的阳极和阴极前体层及电解质层。
本发明的气体歧管的优点包括气体在一个电极的气体流动通道之中的基本上均匀的流动，因此提供了在该电极上的更均匀的温度分布、并且由于穿过这些通道的恒定质量流动分布而提供了在一个电极表面上的更均匀的反应物分布，这可以提高SOFC堆叠的操作效率。
本发明可以用在一种固体氧化物燃料电池(SOFC)系统中。SOFC提供了高效率发电的潜力，具有小的排放和低噪音的操作。还看到它们提供了电效率、热电联产效率和燃料处理简单性的一种有利组合。SOFC用途的一个例子是在房屋或其他建筑物中。该SOFC可以使用与用于加热房屋相同的燃料，如天然气。该SOFC系统可以运行延长的时间段以产生电而为房屋提供电力，并且如果产生了超过的量，超过部分可以卖给电网。而且，该SOFC系统中产生的热量可以用于为房屋提供热水。SOFC在电服务不可靠或不存在的区域可能是特别有用的。
附图说明
图1是一种内部歧管的示意图，该歧管具有位于一个进口通道的一端处的一个气体进口以及位于一个出口通道的相反一端处的一个气体出口。
图2是气体流速随着图1中展示的内部歧管的气体通道数目而变的百分比变化的模型结果图。
图3是一种内部歧管的示意图，该歧管具有沿一个进口通道位于中心的一个气体进口以及位于一个出口通道的多个末端处的两个气体出口。
图4是气体流速随着图3中展示的内部歧管的气体通道数目而变的百分比变化的模型结果图。
图5是气体流速随着图3中展示的内部歧管的通道数目而变的百分比变化的模型结果图，该内部歧管具有针对这些气体通道中的基本上相等的流速进行了优化的气体通道直径。
图6是一种内部歧管的示意图，该歧管具有两个气体进口以及位于一个出口通道的一个末端处的一个气体出口。
图7是具有多个相交的气体流动通道的一种内部歧管的示意图。
图8是一个固体氧化物燃料电池部件的图示。
图9是包含多个气体通道的一个固体氧化物燃料电池部件的图示。
具体实施方式
从以下对本发明的示例性实施方案的更具体的说明中上述内容将是清楚的，这些实施方案是如附图中所展示的，其中贯穿这些不同的视图中类似的参考符号指代相同的部分。这些图并不必须是按比例的，而是将重点放在展示本发明的多个实施方案上。在此引用的所有专利、公开的申请以及参考文献的传授内容通过引用整体地结合在此。
在一个实施方案中，本发明是一种固体氧化物燃料电池。该固体氧化物燃料电池包括一个阳极层、一个位于该阳极层上的电解质层、以及一个位于该电解质层上的阴极层。该阳极层和阴极层中的至少一个限定了一个气体歧管，如图1中所示。现在转向图1，气体歧管100包括：气体进口120，由该阳极层或阴极层的一个边缘限定；以及气体出口150，由该阳极层或阴极层(电极层)的同一个或不同的一个边缘限定，这里在该优选实施方案中展示为具有由该电极层的、与气体进口120相对的边缘所限定的气体出口。该气体歧管进一步包括与气体进口120及气体出口150处于流体连通的多个气体流动通道130。在一个实施方案中，如图1中所示，气体歧管100包括二十一个基本上平行的气体流动通道130。进口通道110和出口通道140的主轴与气体流动通道130的主轴是基本上正交的。图1展示了内部歧管100，它包括：一个进口通道110，具有1.5mm的直径和约50mm的长度，它由该电极层限定；一个圆形的气体进口120，具有1mm的直径、位于进口通道110的一个末端处；在该电极上的二十一个气体通道130，具有0.9mm的直径以及约50mm的长度；一个出口通道140，具有1.5mm的直径以及约50mm的长度；以及一个圆形的气体出口150，具有1mm的直径、位于出口通道140的由该电极层所限定的气体进口120的末端处。这些进口和出口通道对应地提供了这些气体流动通道与气体进口和出口之间的流体流通。
在图2中示出了对于600ml/min(毫升每分钟)的800℃氢气、对于在这二十一个气体通道上的层状气体流动(对于1mm的特征长度，雷诺数是大约15)在一种多孔的(孔隙率约35％，渗透性2.67×10-13m2)电极上的流动分布的模型结果。这些模型结果显示了经过最靠近以及最远离气体进口的这些通道的高气体流速，在这些气体通道中的流速的百分比变化大概是12％。在这个实施方案以及以下说明的所有其他实施方案中的流速分布的模型结果是使用可商购的计算机流体动力学软件FLUENT 6.3.26(ANSYS，Inc.，Canonsburg，PA)得到的。
在另一个实施方案中，如图3中所示，一个内部歧管200包括：一个进口通道210，具有1.5mm的直径和约50mm的长度；一个圆形的气体进口220，具有1mm的直径、沿进口通道210位于中心；在一个电极上的二十一个气体通道230，具有1.0mm的直径以及约50mm的长度；一个出口通道240，具有1.5mm的直径以及约50mm的长度；以及两个圆形的气体出口250，具有1mm的直径、位于出口通道240的两个相反末端处。在图4中示出了对于600ml/min的800℃氢气、对于在这二十一个气体通道上的层状气体流动(对于1mm的特征长度，雷诺数是大约15)在一种多孔的(孔隙率约35％，渗透性2.67×10-13m2)电极上的流动分布的模型结果。这些模型结果显示了经过最靠近该气体进口的这些中心通道的高气体流速、以及经过最靠近这些气体出口的这些通道的高流速。流速的百分比相对变化是最多约3％，小于图1中展示的设计。
改变这二十一个单独的气体通道的直径以进一步减小该电极上的气体流速的变化，从而将该电极上的温度变化和反应物分布变化减小至小于如果这些气体流动通道在它们之间具有基本上相等的直径时在该固体氧化物燃料电池的操作中可能出现的变化。在以下表1中列出了这些单独的气体通道的优化直径。在图5中示出了对于与图3中所示相同的设计(具有表1中列出的单独的气体通道直径)所得到的流速变化、以及对于600ml/min的800℃氢气并且对于在这二十一个气体通道上的层状气体流动(对于1mm的特征长度，雷诺数是大约15)在一种多孔的(孔隙率约35％，渗透性2.67×10-13m2)电极上的流动分布的模型结果。流速的百分比相对变化是小于约1％。
表1用于电极上的均匀气体流速的气体通道直径
  通道   直径(mm)
  1   0.796
  2   0.859
  3   0.900
  4   0.927
  5   0.935
  6   0.941
  7   0.930
  8   0.908
  9   0.875
  10   0.820
  11   0.826
  12   0.876
  13   0.923
  14   0.944
  15   0.959
  16   0.968
  17   0.960
  18   0.943
  19   0.919
  20   0.877
  21   0.814
在又一个实施方案中，如图6中所示，该气体歧管包括两个气体进口。现在转向图6，气体歧管300包括：两个气体进口320，由该阳极层或阴极层的两个相对的边缘限定；以及气体出口350，由该阳极层或阴极层(电极层)的同一个或不同的一个边缘限定，这里在该优选实施方案中展示为具有由该电极层的、与气体进口320相对的边缘所限定的气体出口。该气体歧管进一步包括与多个气体进口320及气体出口350处于流体连通的多个气体流动通道330。在一个实施方案中，如图6中所示，气体歧管300包括二十一个基本上平行的气体流动通道330。进口通道310和出口通道340的主轴与气体流动通道330的主轴是基本上正交的。这些进口和出口通道对应地提供了这些气体流动通道与这些气体进口和出口之间的流体流通。
在另一个实施方案中，如图7所示，这些气体流动通道在该进口通道与该出口通道之间相交。转向图7，气体歧管400包括：气体进口420，由该阳极层或阴极层的一个边缘限定；以及气体出口450，由该阳极层或阴极层(电极层)的同一个或不同的一个边缘限定，这里在该优选实施方案中展示为具有由该电极层的、与气体进口420相对的边缘所限定的气体出口。该气体歧管包括与气体进口420及气体出口450处于流体连通的多个气体流动通道430。在一个实施方案中，多个气体流动通道430可以在进口通道和出口通道440处相交。在另一个实施方案中，如图7所示，多个气体流动通道430能以一个基本上正交的角度相交。这些进口和出口通道对应地提供了这些气体流动通道与气体进口和出口之间的流体流通。
在另一个实施方案中，本发明是针对一种形成固体氧化物燃料电池的方法。该方法包括形成一种阳极或生坯阴极前体、并且在该生坯阳极或阴极前体层中形成多个通道，这些通道限定了一个气体进口、一个气体出口以及与该气体进口和气体出口处于流体连通的多个气体流动通道。用阳极和阴极粉末二者制成水性的带式浇注用浆料。以基于干粉末为10wt％的浓度使用一种基于丙烯酸类的粘合剂体系(WB4101，Polymer Innovations，Inc.，Vista，CA)。带式浇注成具有约350微米厚度的片材。在多个示例性实施方案中，接着将这些带式浇注的片材切割成两种构型。具有55mm的长宽尺寸的实心正方形(图8中所示)，以及具有相等的外部尺寸但去除了材料而创造出13个各自具有约1.3mm宽度及约50mm厚度的平行缝隙的正方形，如图9所示。可替代地，可以在两个实心正方形中压纹出一种图案。接着可以将这些片材竖直地堆放，使边缘平齐以创造一个内部空腔。在一个实施方案中，将两个实心片材放在一起，接着是五个通道切片，有效地创造了13个约1.3mm宽乘约1.4mm深的凹陷。然后将一个易逝杆(例如，来自Pentel的直径1.3mm的HB铅笔)放在于这些堆叠的片材中产生的各个空腔中。然后将两个实心片材放在顶部以覆盖空腔。然后在一个加热过的压机中在约300°F的温度和约3,000psi的压力下将这堆片材层压在一起。接着将随后形成的部件进行热处理以去除粘合剂和易逝的通道形成物并且部分地烧结这些陶瓷粉末。下图2中列出了热廓线的一个例子。该热廓线的从室温至675℃的部分是用于去除这些粘合剂和易逝的通道形成物，而该热廓线的剩余部分改进该陶瓷材料的强度。
表2用于形成气体通道的热廓线(℃)
该方法还包括将该阳极和阴极前体层与一种电解质材料进行组合，由此这些通道与该电解质材料处于流体连通中，并且将该组合的阳极和阴极前体层及电解质材料加热以形成一个固体氧化物燃料电池。在一个实施方案中，将该组合的阳极和阴极前体层以及电解质材料在空气气氛中在范围为1200℃与1500℃之间的温度下、优选在1350℃进行加热。在一个实施方案中，该方法进一步包括以下步骤：将至少两个固体氧化物燃料电池进行组合以形成一个固体氧化物燃料电池堆叠。在另一个实施方案中，这些通道是通过将一种易逝材料放置在该阳极或阴极前体层处而形成的。在一个实施方案中，在对该组合的阳极或阴极前体层及电解质材料进行加热的过程中去除该易逝材料。可以在这些电极内形成通道以协助更好地对这些电极传送气体并且从中去除气体。
存在着多种可以用于在阴极和阳极层内形成通道或路径的可能材料，例如，纤维。总体上，对材料选择的仅有的限制可能是在点火过程中该材料可能被烧毁或者从燃料电池中被排出、以及该材料与这些陶瓷颗粒是不反应的。这两个条件被基于有机的材料充分满足。因此，这些纤维可以是天然纤维；棉、韧皮纤维、绳索纤维、或动物纤维如羊毛，或者它们可以是制造的纤维；再生纤维素、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸类、聚乙烯基、聚烯烃树脂、碳或石墨纤维、或液晶聚合物。可替代地，这些纤维可以是粘合剂材料的挤出段，如合成橡胶、热塑性材料、或聚乙烯基；以及增塑剂材料的挤出段，如乙二醇和邻苯二甲酸酯基团。在另一个实施方案中，该材料可以是生面团，如管线(spaghetti)。在另一个实施方案中，通过溶解该易逝材料、或者通过该易逝材料的升华来去除该易逝材料。适合于通过溶解或升华进行去除的易逝材料的例子包括莰烯(二环的单萜)或冰(H2O)。在又一个实施方案中，通过该易逝材料的物理去除而去除该易逝材料。在另一个实施方案中，这些通道是通过对该阳极或阴极前体层进行激光蚀刻而形成的。在又一个实施方案中，这些通道是通过对该阳极或阴极前体层的多个部分进行切削、冲孔或压纹而形成的。然后可以通过热压来加热该组合的阳极和阴极前体层及电解质材料。
可以将本领域中已知的任何合适的阳极材料用于该阳极，例如在“HighTemperature Solid Oxide Fuel Cells：Fundamentals，Design and Applications，”pp.149-169，Dinghal，et al.Ed.，Elsevier Ltd.(2003)中，其全部传授内容通过引用结合在此。在一个实施方案中，该阳极包括一种镍(Ni)金属陶瓷。如在此使用的，短语“Ni金属陶瓷”是指包括Ni(如约20wt％-70wt％的Ni)的一种陶瓷金属复合物。Ni金属陶瓷的例子是包括Ni、钛酸镧锶(LST)、以及氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)(如含有约15wt％Y2O3的ZrO2)的材料，以及包括Ni和Y-氧化锆或Sc-氧化锆的材料。一种阳极材料的另一个例子是二氧化铈。Ni金属陶瓷的一个特别例子包括的67wt％的Ni和33wt％的YSZ。
可以将本领域中已知的任何合适的阴极材料用于该阴极，例如在“HighTemperature Solid Oxide Fuel Cells：Fundamentals，Design and Applications，”pp.119-143，Dinghal，et al.Ed.，Elsevier Ltd.(2003)中，其全部传授内容通过引用结合在此。在一个实施方案中，该阴极包括一种基于La-锰酸盐(例如La1-aMnO3，其中“a”等于或大于零、并且等于或小于0.1)或La-铁酸盐的材料。典型地，该基于La-锰酸盐或La-铁酸盐的材料掺杂有一种或多种适当的掺杂剂，如Sr、Ca、Ba、Mg、Ni、Co或Fe。基于掺杂的La-锰酸盐的材料的例子包括LaSr-锰酸盐(LSM)(例如La1-kSrkMnO3，其中k等于或大于0.1并且等于或小于0.3，(La+Sr)/Mn在约1.0与约0.95之间的范围内(摩尔比))以及LaCa-锰酸盐(例如La1-kCakMnO3，其中k等于或大于0.1并且等于或小于0.3，(La+Ca)/Mn在约1.0与约0.95之间的范围内(摩尔比))。基于掺杂的La-铁酸盐的材料的例子包括LaSrCo-铁酸盐(LSCF)(例如La1-qSrqCo1-jFejO3，其中q和j各自独立地是等于或大于0.1并且等于或小于0.4，(La+Sr)/(Fe+Co)在约1.0与约0.95之间的范围内(摩尔比))。在一个具体的实施方案中，阴极16包括一种LaSr-锰酸盐(LSM)(例如La1-kSrkMnO3)和一种LaSrCo-铁酸盐(LSCF)中的至少一种。常见的例子包括(La0.8Sr0.2)0.98MnO3±δ(δ等于或大于零并且等于或小于0.3)以及La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3。
典型地，阳极和阴极电极各自的厚度独立地是在约0.5mm与约2mm之间的范围内。确切地，阳极和阴极电极各自的厚度独立地是在约1mm与约2mm之间的范围内。
一种固体电解质位于阳极与阴极之间。可以将本领域中已知的任何合适的固体电解质用于本发明中，例如在“High Temperature Solid Oxide FuelCells：Fundamentals，Design and Applications，”pp.83-112，Dinghal，et al.Ed.，Elsevier Ltd.(2003)中描述的那些，其全部传授内容通过引用结合在此。例子包括YSZ、锰酸镧锶(LSM)；基于ZrO2的材料如掺杂有Sc2O3的ZrO2、掺杂有Y2O3的ZrO2、以及掺杂有Yb2O3的ZrO2；基于CeO2的材料，如掺杂有Sm2O3的CeO2、掺杂有Gd2O3的CeO2、掺杂有Y2O3的CeO2以及掺杂有CaO的CeO2；基于Ln-棓酸盐的材料(Ln＝一种镧系金属，如La、Pr、Nd或Sm)，如掺杂有Ca、Sr、Ba、Mg、Co、Ni、Fe或其混合物的LaGaO3(例如La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3、La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3、La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3、LaSrGaO4、LaSrGa3O7或La0.9A0.1GaO3，其中A＝Sr、Ca或Ba)；以及它们的混合物。其他例子包括掺杂的钇-锆酸盐(例如YZr2O7)、掺杂的钆-钛酸盐(例如Gd2Ti2O7)以及钙铁铝石(例如Ba2In2O6或Ba2In2O5)。在一个具体实施方案中，电解质12包括掺杂有8mol％Y2O3的ZrO2(即8mol％Y2O3掺杂的ZrO2)。
典型地，该固体电解质的厚度范围在约5μm与约20μm之间，如在约5μm与约10μm之间。可替代地，该固体电解质的厚度比约100μm更厚(例如在约100μm与约500μm之间)。一个实施方案，当采用厚度大于约100μm的固体电解质，该固体电解质可以为该燃料电池提供结构性支持。
等效物
虽然通过参考本发明的示例性实施方案对本发明进行了具体的展示和说明，但本领域中的普通技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求书所涵盖的本发明的范围的前提下，可以在形式和细节上对这些实施方案作出不同的变更。

Claims (22)

1.一种固体氧化物燃料电池，包括：
a)一个阳极层；
b)一个位于该阳极层上的电解质层；以及
c)一个位于该电解质层上的阴极层，其中该阳极层和阴极层中的至少一个限定了一个气体歧管，该气体歧管包括
i)一个气体进口，由该阳极层或阴极层的一个边缘所限定，
ii)一个气体出口，由该阳极层或阴极层的同一个或不同的一个边缘所限定，以及
iii)与该气体进口及气体出口处于流体连通的多个气体流动通道；
d)其中该多个气体流动通道形成在阳极层或阴极层中。
2.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，其中，这些气体流动通道具有引导气体从该气体进口以基本上相等的流速在这些气体流动通道之中流动的直径。
3.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，其中，该阳极层或阴极层限定了一个进口通道，该进口通道提供了该气体进口与气体流动通道之间的流体连通。
4.如权利要求3所述的固体氧化物燃料电池，其中，该阳极层或阴极层限定了一个出口通道，该出口通道提供了这些气体流动通道与该气体出口之间的流体连通。
5.如权利要求4所述的固体氧化物燃料电池，其中，这些气体流动通道是基本上平行的。
6.如权利要求5所述的固体氧化物燃料电池，其中，该燃料电池包括至少两个气体进口。
7.如权利要求5所述的氧化物燃料电池，其中，该燃料电池包括至少两个气体出口。
8.如权利要求7所述的固体氧化物燃料电池，其中，该燃料电池包括两个气体出口，它们位于该出口通道的相反末端处。
9.如权利要求4所述的固体氧化物燃料电池，其中，该进口通道的一个主轴与这些气体流动通道的主轴是基本上正交的。
10.如权利要求9所述的固体氧化物燃料电池，其中，该出口通道的一个主轴与这些气体流动通道的主轴是基本上正交的。
11.如权利要求10所述的固体氧化物燃料电池，其中，该气体进口是位于该进口通道的一个末端处。
12.如权利要求10所述的固体氧化物燃料电池，其中，该气体进口位于沿着该进口通道且位于该进口通道的中心。
13.如权利要求4所述的固体氧化物燃料电池，其中，这些气体流动通道在该进口通道与该出口通道之间相交。
14.如权利要求13所述的固体氧化物燃料电池，其中，这些气体流动通道中的至少一部分以一个基本上正交的角度相交。
15.一种形成固体氧化物燃料电池的方法，包括以下这些步骤：
a)形成一个生坯阳极或阴极前体层；
b)在该生坯阳极或阴极前体层中形成多个通道，这些通道限定了气体进口、一个气体出口以及与该气体进口和气体出口处于流体连通的多个气体流动通道；
c)将该生坯阳极或阴极前体层与一种电解质材料进行组合，由此这些通道与该电解质材料处于流体连通中；并且
d)加热该组合的阳极或阴极前体层及电解质材料以形成一个固体氧化物燃料电池。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括以下步骤：将至少两个固体氧化物燃料电池进行组合以形成一个固体氧化物燃料电池堆叠。
17.如权利要求15所述的方法，其中，这些通道是通过将一种易逝材料放置在该阳极或阴极前体层处而形成的，由此在对该组合的阳极或阴极前体层及电解质材料的加热过程中去除该易逝材料。
18.如权利要求15所述的方法，其中，这些通道是通过将一种易逝材料放置在该阳极或阴极前体层处而形成的，由此通过溶解该易逝材料而去除该易逝材料。
19.如权利要求15所述的方法，其中，这些通道是通过将一种易逝材料放置在该阳极或阴极前体层处而形成的，由此通过对该易逝材料的物理去除而去除该易逝材料。
20.如权利要求15所述的方法，其中，这些通道是通过对该阳极或阴极前体层进行激光蚀刻而形成的。
21.如权利要求15所述的方法，其中，这些通道是通过对该阳极或阴极前体层的多个部分进行切削或冲孔而形成的。
22.如权利要求15所述的方法，其中，通过热压对该组合的阳极或阴极前体层进行加热。
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