Система оценки твердооксидных топливных элементов

В твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ) в качестве электролита используется твердый непористый оксид металла, обычно стабилизированный триоксидом иттрия диоксид циркония (Y2O3-стабилизированный-ZrO2, YSZ), а ионы кислорода в электролите при рабочей температуре 650–1000 °C обладают высокой проводимостью. В качестве анода используется никель-циркониевый кермет (Ni-YSZ), а в качестве катода — легированный стронцием марганец лантана (Sr-легированный-LaMnO3, LSM).

Преимущества твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ): благодаря цельнотвердотельной структуре батареи исключаются проблемы коррозии и утечки электролита, характерные для использования жидкого электролита; в качестве катализаторов не используются платина и другие драгоценные металлы, что значительно снижает стоимость батареи; высококачественное отработанное тепло ТОТЭ может использоваться для когенерации, что повышает коэффициент использования отработанного тепла и общую эффективность выработки электроэнергии до 80% и более; топливо имеет широкий спектр применения, и, исходя из принципа действия, твердооксидный ионный проводник является наиболее идеальным. Широкий спектр применения топлива, в принципе, твердооксидный ионный проводник является наиболее идеальным электролитным материалом для переноса кислорода, поэтому ТОТЭ подходит практически для всех горючих видов топлива, не только для газа, оксида углерода, метана и других видов топлива, но и для природного газа, коксового газа и других углеводородов, которые могут использоваться непосредственно в качестве топлива.

Система оценки твердооксидных топливных элементов TKSC-SOFC80 используется для оценки электрохимических характеристик, стабильности и эффективности отдельных ячеек или блоков твердооксидных топливных элементов, а также для выявления ключевых факторов, влияющих на них (материалы, температура, состав топлива и т. д.). Система способна точно контролировать рабочие условия (температура, состав газа, скорость потока и т. д.), отслеживать электрохимические характеристики (напряжение, ток, импеданс и т. д.) в режиме реального времени и анализировать продукты реакции (H2O, CO2, O2 и т. д.). Эта система оценки твердооксидных топливных элементов имеет научно обоснованную конструкцию и обладает широким функционалом, способным удовлетворить широкий спектр потребностей в тестировании, от исследования материалов до системной интеграции. Благодаря высокоточному управлению и многофункциональным тестовым модулям она может обеспечить надежную поддержку данных для оптимизации характеристик твердооксидных топливных элементов и их коммерческого применения.
1) Измерьте поляризационные кривые (кривые IVP) и плотность мощности при различных температурах (600-900 °C).
2. Проанализируйте влияние расхода топлива (H2/CH4) на эффективность батареи и ее выходные характеристики.
3. Определение вклада омического импеданса, активационной поляризации и концентрационной поляризации с помощью электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС).
4. Оценить механизмы деградации (например, накопление углерода на аноде, старение электролита) при длительной эксплуатации (>100 ч).
5. Распространенные виды топлива: H2, CH4, синтетический газ (H2/CO), воздух (окислитель).
6) Электрохимические рабочие станции, электронные нагрузки (для испытаний IV и EIS).
7) Газовый хроматограф (ГХ) или масс-спектрометр (для анализа расхода топлива).
8. Система сбора данных (запись температуры, напряжения и тока в реальном времени).
9. Это позволяет всесторонне оценить электрохимические характеристики и надежность твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и предоставить экспериментальную основу для оптимизации материалов и системной интеграции.