Système d'évaluation des piles à combustible à oxyde solide

Dans une pile à combustible à oxyde solide (SOFC), l'électrolyte est un oxyde métallique solide non poreux, généralement du dioxyde de zirconium stabilisé à l'oxyde d'yttrium (YSZ). À une température de fonctionnement de 650 à 1000 °C, les ions oxygène présents dans l'électrolyte présentent une conductivité élevée. L'anode est constituée d'un cermet nickel-zircone (Ni-YSZ) et la cathode d'un manganate de lanthane dopé au strontium (LSM).

Avantages des piles à combustible à oxyde solide (SOFC) : grâce à leur structure entièrement solide, elles évitent les problèmes de corrosion et de fuite d’électrolyte liés à l’utilisation d’électrolytes liquides ; elles ne nécessitent ni platine ni autres métaux précieux comme catalyseurs, ce qui réduit considérablement leur coût ; la chaleur résiduelle de haute qualité produite par les SOFC peut être utilisée pour la cogénération, améliorant ainsi le taux de valorisation de cette chaleur et le rendement de production d’électricité total, qui peut atteindre 80 % ou plus ; le combustible utilisé est très polyvalent et, de par son principe de fonctionnement, le conducteur ionique à oxyde solide est le plus adapté. En effet, ce matériau électrolytique est idéal pour le transfert d’oxygène, ce qui rend les SOFC compatibles avec la quasi-totalité des combustibles, qu’il s’agisse de gaz, de monoxyde de carbone, de méthane ou d’autres hydrocarbures, qui peuvent être utilisés directement comme combustible.

Le système d'évaluation des piles à combustible à oxyde solide TKSC-SOFC80 permet d'évaluer les performances électrochimiques, la stabilité et l'efficacité des cellules ou empilements SOFC, et d'identifier les principaux facteurs d'influence (matériaux, température, composition du combustible, etc.). Ce système contrôle avec précision les conditions de fonctionnement (température, composition des gaz, débit, etc.), surveille en temps réel les performances électrochimiques (tension, courant, impédance, etc.) et analyse les produits de réaction (H₂O, CO₂, O₂, etc.). Conçu scientifiquement et doté de nombreuses fonctionnalités, ce système d'évaluation des SOFC répond à un large éventail de besoins, de la recherche sur les matériaux à l'intégration système. Grâce à son contrôle de haute précision et à ses modules de test multifonctionnels, il fournit des données fiables pour l'optimisation des performances des SOFC et leur commercialisation.
1) Mesurer les courbes de polarisation (courbes IVP) et la densité de puissance à différentes températures (600-900°C).
2. Analyser l'effet de l'utilisation du carburant (H2/CH4) sur l'efficacité et les performances de sortie de la batterie.
3. résoudre les contributions de l'impédance ohmique, de la polarisation d'activation et de la polarisation de concentration par spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS).
4. évaluer les mécanismes de dégradation (par exemple, l'accumulation de carbone dans l'anode, le vieillissement de l'électrolyte) en fonctionnement à long terme (>100 h).
5. Gaz combustibles courants : H2, CH4, gaz de synthèse (H2/CO), air (oxydant).
6) Postes de travail électrochimiques, charges électroniques (pour les tests IV, EIS).
7) Chromatographe en phase gazeuse (GC) ou spectromètre de masse (pour l'analyse de l'utilisation du carburant).
8. Système d'acquisition de données (enregistrement en temps réel de la température, de la tension et du courant).
9. Il permet d'évaluer de manière exhaustive les performances électrochimiques et la fiabilité des SOFC et de fournir une base expérimentale pour l'optimisation des matériaux et l'intégration du système.