SOFC測試設(shè)備是用于評估燃料電池性能、可靠性與耐久性的核心工具,其具體作用貫穿研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用全流程關(guān)鍵環(huán)節(jié),具體作用如下:
1.參數(shù)模擬與測試
模擬實(shí)際工況:通過精確控制溫度、壓力、氣體濃度(如氫氣、空氣、模擬合成氣)等參數(shù),復(fù)現(xiàn)SOFC的真實(shí)運(yùn)行環(huán)境。
關(guān)鍵指標(biāo)測試:測量輸出功率、效率、穩(wěn)定性、電壓-電流曲線(極化曲線)、電化學(xué)阻抗譜(EIS)等,量化電池性能。例如,通過阻抗譜分析分離電解質(zhì)阻抗與電極極化阻抗,定位界面反應(yīng)瓶頸。
2.多模式測試能力
恒電流/恒電壓/恒功率測試:支持多種運(yùn)行模式,評估電池在不同負(fù)載下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。
雙向測試(SOFC/SOEC模式):部分設(shè)備可切換為固體氧化物電解池(SOEC)模式,測試電解水蒸氣或CO2還原的效率,實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的雙向轉(zhuǎn)化。
3.長時(shí)穩(wěn)定性與耐久性測試
加速壽命測試:通過提高溫度、增大負(fù)載循環(huán)幅度等方式,加速電池衰減過程,結(jié)合理論模型預(yù)測長效壽命。
實(shí)時(shí)監(jiān)測與失效預(yù)警:同步采集電壓、電流、氣體組分、溫度分布等數(shù)據(jù),識別“電極催化活性衰減”“電解質(zhì)離子傳導(dǎo)率下降”等失效機(jī)制。
二、SOFC測試設(shè)備研發(fā)階段:支撐材料與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
1.材料篩選與組分優(yōu)化
電化學(xué)性能測試:精準(zhǔn)捕捉電解質(zhì)離子傳導(dǎo)效率、電極催化活性等基礎(chǔ)參數(shù),為材料改性提供數(shù)據(jù)依據(jù)。例如,通過暫態(tài)響應(yīng)測試(如電流中斷法)評估電極雙電層電容與電荷轉(zhuǎn)移速率。
原位表征技術(shù):結(jié)合高溫原位XRD、SEM等手段,實(shí)時(shí)觀察電極微觀結(jié)構(gòu)演變(如顆粒燒結(jié)、元素?cái)U(kuò)散),建立“結(jié)構(gòu)-性能”關(guān)聯(lián)模型。
2.單電池性能評價(jià)
密封與氣氛控制:采用金屬-陶瓷復(fù)合密封結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)高壓范圍內(nèi)的氣氛隔離,并通過質(zhì)量流量控制器與在線氣體分析儀聯(lián)動(dòng),將氣氛組分誤差控制在±0.1%以內(nèi)。
薄電解質(zhì)與中低溫測試:針對薄電解質(zhì)(厚度<10μm)單電池,開發(fā)柔性密封材料(如改性石墨),降低密封壓力;針對中低溫SOFC,提升阻抗譜測試的低頻精度。
