SOFC測試設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、生產與應用全流程關鍵環節,具體作用如下:
1.參數模擬與測試
模擬實際工況: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,復現SOFC的真實運行環境。
關鍵指標測試:測量輸出功率、效率、穩定性、電壓-電流曲線(極化曲線)、電化學阻抗譜(EIS)等,量化電池性能。例如,通過阻抗譜分析分離電解質阻抗與電極極化阻抗,定位界面反應瓶頸。
2.多模式測試能力
恒電流/恒電壓/恒功率測試:支持多種運行模式,評估電池在不同負載下的動態響應特性。
雙向測試(SOFC/SOEC模式):部分設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,實現化學能與電能的雙向轉化。
3.長時穩定性與耐久性測試
加速壽命測試:通過提高溫度、增大負載循環幅度等方式,加速電池衰減過程,結合理論模型預測長效壽命。
實時監測與失效預警:同步采集電壓、電流、氣體組分、溫度分布等數據,識別“電極催化活性衰減”“電解質離子傳導率下降”等失效機制。
二、SOFC測試設備研發階段:支撐材料與結構優化
1.材料篩選與組分優化
電化學性能測試:精準捕捉電解質離子傳導效率、電極催化活性等基礎參數,為材料改性提供數據依據。例如,通過暫態響應測試(如電流中斷法)評估電極雙電層電容與電荷轉移速率。
原位表征技術:結合高溫原位XRD、SEM等手段,實時觀察電極微觀結構演變(如顆粒燒結、元素擴散),建立“結構-性能”關聯模型。
2.單電池性能評價
密封與氣氛控制:采用金屬-陶瓷復合密封結構,實現高壓范圍內的氣氛隔離,并通過質量流量控制器與在線氣體分析儀聯動,將氣氛組分誤差控制在±0.1%以內。
薄電解質與中低溫測試:針對薄電解質(厚度<10μm)單電池,開發柔性密封材料(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。
