Тестването на сепаратори в стекове с твърди оксидни горивни клетки (SOFC) е критичен процес, който гарантира ефективността, надеждността и дълголетието на тези устройства за преобразуване на енергия. Като доставчик на сепаратори за SOFC стекове, разбирам значението на установяването и спазването на строги стандарти за тестване. В този блог ще се задълбоча в ключовите стандарти за тестване на разделители в SOFC стекове, които са от съществено значение както за производителите, така и за потребителите.
1. Тест за съвместимост на материала
Един от основните аспекти на тестването на сепаратора е материалната съвместимост. SOFC работят при високи температури, обикновено между 600 ° C и 1000 ° C. Материалът на сепаратора трябва да може да издържа на тези екстремни условия, без да се подлага на значителни химични реакции или разграждане.
- Химическа съвместимост: Сепараторът не трябва да реагира с други компоненти в SOFC стека, като електролит, електроди и взаимовръзки. Например, той не трябва да образува изолационни слоеве или съединения, които биха могли да възпрепятстват потока на йони или електрони. За да се тества химическата съвместимост, пробите от сепаратора се поставят в контакт с други материали за стек и се подлагат на работна температура и газова среда на SOFC. След определен период пробите се анализират, като се използват техники като X - Ray Diffraction (XRD) и сканираща електронна микроскопия (SEM), за да се открият всички признаци на химични реакции или промени в материала.
- Съвместимост с термична експанзия: Коефициентът на термично разширение на сепаратора трябва да бъде съпоставен тясно с този на други компоненти в стека. Ако има значително несъответствие, топлинните напрежения ще се развият по време на цикли на отопление и охлаждане, което може да доведе до напукване, разслояване или други механични повреди. Тестването на термично разширяване обикновено се извършва с помощта на дилатометрия, при която промяната в дължината на пробата на сепаратора се измерва като функция на температурата.
2. Тестване на електрическа проводимост
Сепараторът в SOFC стек играе решаваща роля за провеждането на електрони между клетките. Следователно неговата електрическа проводимост е ключов параметър на производителността.
- В - равнина проводимост: Електрическата проводимост на равнината на сепаратора се измерва, за да се осигури ефективен транспорт на електрон в равнината на сепаратора. Обикновено това се извършва по метода на сондата с четири точки, където четири електрода се поставят върху повърхността на пробата на сепаратора. Ток се преминава през външните два електрода и напрежението се измерва през вътрешните два електрода. След това проводимостта на равнината може да бъде изчислена с помощта на закона на Ом.
- Чрез - равнинна проводимост: В допълнение към проводимостта на равнината, проводимостта на равнината до - също е важна, особено в много -клетъчните стекове. Чрез - тестването на равнината на проводимост е по -предизвикателно, отколкото при тестване на равнината, тъй като изисква специални техники за подготовка и измерване на пробите. Един често срещан метод е използването на сандвич - тип проба с електроди от двете страни на сепаратора и измерване на тока и напрежението през дебелината на пробата.
3. Тест за безпроблемно газ
Сепараторът трябва да е газ - непромокаем, за да се предотврати смесването на гориво и окислителни газове в стека SOFC. Изтичането на газ може да доведе до намалена ефективност, по -ниска мощност и дори опасности за безопасността.
- Тест за теч на хелий: Тестването на течовете на хелий е широко използван метод за откриване на изтичане на газ в сепаратори. Използва се хелий, тъй като това е малка молекула, която лесно може да проникне в дори малки пукнатини или пори. Пробата за разделител се поставя в запечатана камера и от едната страна на пробата се въвежда хелий. Масспектрометър се използва за откриване на наличието на хелий от другата страна на пробата. Ако се открие хелий, това показва, че в сепаратора има изтичане на газ.
- Налягане - Тестване на разпад: Налягането - Тестването на разпад е друг метод за тестване на непроницаемост на газа. Пробата за сепаратор е запечатана в камера и налягането се увеличава от едната страна на пробата. След това налягането се следи във времето. Ако налягането се разпадне със скорост по -бърза от очакваната скорост поради нормалната дифузия на газа, това показва наличието на изтичане.
4. Тестване на механичната якост
Сепараторът трябва да има достатъчна механична якост, за да издържи на механичните напрежения по време на производството, сглобяването и работата на стека SOFC.
- Тестване на силата на гъвкавост: Тестването на силата на гъвкавост се използва за измерване на способността на сепаратора да се противопоставя на огъването. Правоъгълна проба на сепаратора се поддържа в две точки и в центъра се прилага натоварване, докато пробата се счупи. Якостта на огъване се изчислява въз основа на приложеното натоварване и размерите на пробата.
- Тестване на якостта на опън: Тестването на якостта на опън измерва максималния стрес, който сепараторът може да издържи, когато се раздърпа. Използва се куче -костна проба от сепаратора и се прилага силата на опън, докато пробата се счупи. Якостта на опън се определя от максималното натоварване и кръстосаната секция на пробата.
5. Тестване на повърхността и плоскост
Повърхностният завършек и плоскостта на сепаратора са важни за осигуряване на добър контакт с други компоненти в стека и за предотвратяване на изтичане на газ.
- Измерване на грапавостта на повърхността: Грубостта на повърхността се измерва с помощта на профилометрия или микроскопия на атомна сила (AFM). Гладката повърхност е желателна да се сведе до минимум съпротивлението на контакт и да се осигури добро уплътнение между сепаратора и други компоненти.
- Измерване на плоскост: Плоските се измерват с помощта на оптична интерферометрия или координатни измервателни машини (CMM). Сепараторът трябва да е плосък в рамките на определен толеранс, за да се осигури равномерно контактно налягане и да се предотвратят местните концентрации на напрежение.
Свързани продукти
В допълнение към разделителите, ние предлагаме и редица други компоненти с високо качество за SOFC стекове. Например, нашитеМетален лакът, устойчив на висока температурае проектиран да издържа на високите температури и корозивните среди на SOFC работа. НашитеInconel 625 Преходен пръстен за връзка на BellowsОсигурява надеждна връзка между камбани в стека. И нашитеSUS445 Топлинна - устойчива крайна плочаПредлага отлична топлинна устойчивост и механична стабилност.
Заключение
Тестването на сепаратори в SOFC стекове е цялостен процес, който включва множество аспекти, включително съвместимост на материала, електрическа проводимост, непроницаемост на газа, механична якост и повърхностно покритие. Спазвайки строгите стандарти за тестване, можем да гарантираме, че нашите сепаратори отговарят на изискванията за високи показатели на SOFC стековете. Ако се интересувате от нашите продукти за сепаратор или други компоненти на SOFC, ние ви каним да се свържете с нас за поръчки и по -нататъшно обсъждане.
ЛИТЕРАТУРА
- Minh, NQ, & Takahashi, T. (1995). Наука и технология на керамичните горивни клетки. Elsevier.
- Singhal, SC, & Kendall, K. (2003). Високи - температурни твърди оксидни горивни клетки: основи, дизайн и приложения. Elsevier.
- Steele, Bch, & Heinzel, A. (2001). Материали за гориво - Клетъчни технологии. Природа, 414 (6861), 345 - 352.