3.2 测试设备与测试过程
单电池测试是在图3-3所示的SOFC测试台(SF-30,由力兴公司与华中科技大学燃料电池中心共同研制)上进行的。使用者可以通过某一款软件记录修改测试过程中所需要的数据,这个软件也可以控制电子负载以及各个测量设备的数值。实验室的单电池测试按照统一规范标准进行。单电池工作温度是750℃,使用氢气作为燃料,空气作为氧化剂。
图3-3 华中科技大学燃料电池中心SOFC测试台(SF30)
电池启动的时候,阳极侧通入含有4Vol.%H2的氢氮混合气体,阴极侧通入空气,气体流速都是0.6L/min。当炉温从室温缓慢上升到750℃后,阳极的通入气体转换成纯H2,流速保持为0.6Lmin。这时电池阳极发生还原,氧化镍逐步转化为纯镍。大约2h后,阳极和阴极侧气体流速都调整为1 Lmin。待阳极完全还原后,阳极和阴极流量再次被调整为1 Lmin。接下来进行电化学性能、长时间放电以及热循环等测试。当整个电池测试完成之后,阳极气体又会换成4Vol.%H2的氢氮混合气体,保护阳极以免其发生再氧化,同时炉温也缓慢降到室温,保证电池降温的稳定性,利于电池测试后的解剖分析。
测试后,电池整个测试部件会进行解剖分析。首先会观察它基本的接触以及密封状态,然后各部件会被制样进行SEM以及XRD等分析,为进一步的结果分析提供依据。