Sistema de avaliação de células de combustível de óxido sólido

Na célula de combustível de óxido sólido (SOFC), o eletrólito utilizado é um óxido metálico sólido não poroso, geralmente dióxido de zircônio estabilizado com trióxido de ítrio (Y2O3-ZrO2 estabilizado, YSZ), e os íons de oxigênio dentro do eletrólito, a uma temperatura de operação de 650~1000°C, apresentam alta condutividade. O material utilizado para o ânodo é o cermet de níquel-zircônia (Ni-YSZ) e o cátodo é o manganato de lantânio dopado com estrôncio (Sr-LaMnO3, LSM).

Características vantajosas da SOFC: devido à estrutura totalmente sólida da bateria, evita os problemas de corrosão e vazamento de eletrólito causados ​​pelo uso de eletrólito líquido; não utiliza platina e outros metais preciosos como catalisadores, reduzindo significativamente o custo da bateria; o calor residual de alta qualidade da SOFC pode ser utilizado para cogeração, melhorando assim a taxa de aproveitamento do calor residual e a eficiência total de geração de energia em até 80% ou mais; o combustível possui uma ampla gama de aplicações e, pelo princípio de que o condutor iônico de óxido sólido é o mais ideal. Ampla gama de aplicações de combustível: em princípio, o condutor iônico de óxido sólido é o material de eletrólito mais ideal para a transferência de oxigênio, portanto a SOFC é adequada para quase todos os combustíveis combustíveis, não apenas gás, monóxido de carbono, metano e outros combustíveis, mas também gás natural, gás de carvão e outros hidrocarbonetos que podem ser usados ​​diretamente como combustível.

O sistema de avaliação de células a combustível de óxido sólido TKSC-SOFC80 é utilizado para avaliar o desempenho eletroquímico, a estabilidade e a eficiência de células individuais ou conjuntos de células SOFC, além de identificar os principais fatores de influência (materiais, temperatura, composição do combustível, etc.). O sistema é capaz de controlar com precisão as condições de operação (temperatura, composição do gás, vazão, etc.), monitorar o desempenho eletroquímico (tensão, corrente, impedância, etc.) em tempo real e analisar os produtos da reação (H₂O, CO₂, O₂, etc.). Este sistema de avaliação de SOFC foi projetado cientificamente e possui funcionalidades abrangentes, sendo capaz de atender a uma ampla gama de necessidades de teste, desde a pesquisa de materiais até a integração de sistemas. Com controle de alta precisão e módulos de teste multifuncionais, ele pode fornecer dados confiáveis ​​para a otimização do desempenho de SOFC e sua aplicação comercial.
1) Medir curvas de polarização (curvas IVP) e densidade de potência em diferentes temperaturas (600-900°C).
2. Analise o efeito da utilização de combustível (H2/CH4) na eficiência da bateria e no desempenho de saída.
3. Determinar as contribuições da impedância ôhmica, da polarização de ativação e da polarização de concentração por meio da espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS).
4. Avaliar os mecanismos de deterioração (por exemplo, acúmulo de carbono no ânodo, envelhecimento do eletrólito) em operação de longo prazo (>100 h).
5. Gases combustíveis comuns: H2, CH4, gás de síntese (H2/CO), ar (oxidante).
6) Estações de trabalho eletroquímicas, cargas eletrônicas (para testes IV e EIS).
7) Cromatógrafo gasoso (GC) ou espectrômetro de massa (para análise de utilização de combustível).
8. Sistema de aquisição de dados (registro em tempo real de temperatura, tensão e corrente).
9. Pode avaliar de forma abrangente o desempenho eletroquímico e a confiabilidade das SOFCs e fornecer uma base experimental para a otimização de materiais e a integração do sistema.