CN212540648U - 一种一体化高温燃料电池测试台架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种一体化高温燃料电池测试台架，属于燃料电池技术领域，包括测试台架，所述测试台架由加热炉、集成式气相色谱工作站、工具/零件抽屉组、控温面板组、气体种类选择与流量控制面板、自动化控制显示区以及可扩展电子负载区组成。本实用新型中，加热炉、集成式气相色谱工作站、工具/零件抽屉组、控温面板组、气体种类选择与流量控制面板、自动化控制显示区以及可扩展电子负载区所组成的测试台架，填补了国内测试平台产品中集成燃料催化重整‑SOFC发电‑产物/尾气定量分析这些功能的工作站的技术空白，结构新颖，成本低，非常适合企业和科研实验室进行大型SOFC电堆，催化重整‑SOFC连用系统的测试评估及开发。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种一体化高温燃料电池测试台架。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
面对全球能源需求尤其是电力需求的快速增长，化石能源，以及可再生能源的利用模式和效率急需改进与提高。如何高效清洁的使用化石燃料是目前新能源领域的研究和应用热点。其中，燃料电池通过电化学过程将燃料中储存的化学能转化为电能，不受卡诺循环效率限制并且清洁无噪声，是最具潜力的新能源转化装置。在高温固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells)的研发过程中，会涉及多种燃料气的重整，反应和转化过程，在SOFC 研发和测试过程中实时分析反应多个阶段和过程中的气体信息，成为SOFC测试平台中的急需的一个重要功能，然而，目前国内高温燃料电池测试台架用测试平台产品中集成燃料催化重整-SOFC发电-产物/尾气定量分析这些功能的工作站的技术空白，结构复杂，成本偏高，因此亟需一体化高温燃料电池测试台架来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为了解决目前国内高温燃料电池测试台架用测试平台产品中集成燃料催化重整-SOFC发电-产物/尾气定量分析这些功能的工作站的技术空白，结构复杂，成本偏高的问题，而提出的一种一体化高温燃料电池测试台架。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种一体化高温燃料电池测试台架，包括测试台架，所述测试台架由加热炉、集成式气相色谱工作站、工具/零件抽屉组、控温面板组、气体种类选择与流量控制面板、自动化控制显示区以及可扩展电子负载区组成，所述可扩展电子负载区搭载测试用电子负载，并且测试台架上集成的集成式气相色谱工作站线路与高温催化以及SOFC测试线路相连。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述加热炉负责对SOFC电池或者催化反应进行加热和保温。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述气体种类选择与流量控制面板用于完成对原料气的切换和流量的控制。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述控温面板组的功能是对测试台架整体的控温部件，如加热炉、伴热带以及加湿罐等进行温度数显和调节。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述自动化控制显示区为与测试台架连接的中控电脑，能够对测试工况进行控制以及测试数据进行采集和分析。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述集成式气相色谱工作站能够做到分析燃料电池以及相关催化反应各个阶段的气体种类与组分。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述气体种类选择与流量控制面板采用气体/液体质量流量控制器以精确调控原料气体/液体的供给流量，并能够接收中控电脑输入的指令以及将目前的工作状态反馈至自动化控制显示区。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述控温面板组控温方式采用热电偶+加热电阻丝的反馈闭环式调节，并能够将设定温度，实际温度显示在相连接的宇电数显温控仪上，能够接受中控电脑输入的指令以及将目前的工作状态反馈至自动化控制显示区。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述集成式气相色谱工作站联用的气相工作站内置三通道设置，色谱柱包括分子筛、多孔聚合物以及聚二甲基硅氧烷三类，在设备的催化重整装置及SOFC电堆各线路处均设有气路旁支三向阀和相应的进色谱旁路。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，加热炉、集成式气相色谱工作站、工具/零件抽屉组、控温面板组、气体种类选择与流量控制面板、自动化控制显示区以及可扩展电子负载区所组成的测试台架，不仅具有全面的自动化控制功能，满足高温 SOFC测试过程中的各类具体的工况条件和所需器件，实时采集和分析实验中得到的电化学数据，而且能够通过联用的集成式气相色谱工作站分析燃料电池以及相关催化反应各个阶段的气体种类与组分，分析过程快速高效，只需要几分钟就能获得和分析相应的结果和数据，填补了国内测试平台产品中集成燃料催化重整-SOFC发电-产物/尾气定量分析这些功能的工作站的技术空白，结构新颖，成本低，非常适合企业和科研实验室进行大型SOFC电堆，催化重整-SOFC连用系统的测试评估及开发。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种一体化高温燃料电池测试台架正视的结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种一体化高温燃料电池测试台架后视的结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种一体化高温燃料电池测试台架中内置气相色谱联用方式的示意图。
图例说明：
1、测试台架；2、加热炉；3、集成式气相色谱工作站；4、工具/零件抽屉组；5、控温面板组；6、气体种类选择与流量控制面板；7、自动化控制显示区；8、可扩展电子负载区。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种一体化高温燃料电池测试台架，包括测试台架1，测试台架1由加热炉2、集成式气相色谱工作站 3、工具/零件抽屉组4、控温面板组5、气体种类选择与流量控制面板6、自动化控制显示区7以及可扩展电子负载区8组成，可扩展电子负载区8搭载测试用电子负载，并且测试台架1上集成的集成式气相色谱工作站3线路与高温催化以及SOFC测试线路相连。
具体的，如图1所示，加热炉2负责对SOFC电池或者催化反应进行加热和保温。
具体的，如图1所示，气体种类选择与流量控制面板6用于完成对原料气的切换和流量的控制。
具体的，如图1所示，控温面板组5的功能是对测试台架1整体的控温部件，如加热炉2、伴热带以及加湿罐等进行温度数显和调节。
具体的，如图1所示，自动化控制显示区7为与测试台架1连接的中控电脑，能够对测试工况进行控制以及测试数据进行采集和分析。
具体的，如图1所示，集成式气相色谱工作站3可以做到分析燃料电池以及相关催化反应各个阶段的气体种类与组分，分析过程快速高效，只需要几分钟就能得出和分析相应的结果和数据。
具体的，如图1所示，气体种类选择与流量控制面板6采用气体/液体质量流量控制器以精确调控原料气体/液体的供给流量，并能够接收中控电脑输入的指令以及将目前的工作状态反馈至自动化控制显示区7。
具体的，如图1所示，控温面板组5控温方式采用热电偶+加热电阻丝的反馈闭环式调节，并能够将设定温度，实际温度显示在相连接的宇电数显温控仪上，可以接受中控电脑输入的指令以及将目前的工作状态反馈至自动化控制显示区7。
具体的，如图1所示，集成式气相色谱工作站3联用的气相工作站内置三通道设置，色谱柱包括分子筛、多孔聚合物以及聚二甲基硅氧烷三类，在设备的催化重整装置及SOFC电堆各线路处均设有气路旁支三向阀和相应的进色谱旁路，可以实时，快速准确的对天然气燃料，预重整废气和最终废气进行气体成分分析。
工作原理：使用时，本实施例中集成式气相色谱工作站3的一体化高温燃料电池测试台架1的结构如图1，图2所示，由加热炉2、气体种类选择与流量控制面板6、控温面板组5、自动化控制显示区7、可扩展电子负载区8、工具/零件抽屉组4以及集成式气相色谱工作站3组成，图3具体描述了测试台架1内部重整装置，SOFC反应装置和气相色谱仪联用的原理图，具体来说，依靠设备中通向气相色谱的气体旁路，可以实时，原位测量在预重整前后， SOFC反应发电前后气相原料/产物的种类和组分，从而分析重整反应效率，燃料电池反应效率以及SOFC电堆密封情况；整个检测速度很快，可以在三分钟内完成相应的检测，气相色谱内的三个通道，一号通道分析氧气、氮气和甲烷，二号通道分析乙烷，丙烷和二氧化碳，第三号通道分析丁烷、戊烷和高碳含量烷烃。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种一体化高温燃料电池测试台架，包括测试台架(1)，其特征在于，所述测试台架(1)由加热炉(2)、集成式气相色谱工作站(3)、工具/零件抽屉组(4)、控温面板组(5)、气体种类选择与流量控制面板(6)、自动化控制显示区(7)以及可扩展电子负载区(8)组成，所述可扩展电子负载区(8)搭载测试用电子负载，并且测试台架(1)上集成的集成式气相色谱工作站(3)线路与高温催化以及SOFC测试线路相连。
2.根据权利要求1所述的一种一体化高温燃料电池测试台架，其特征在于，所述加热炉(2)负责对SOFC电池或者催化反应进行加热和保温。
3.根据权利要求1所述的一种一体化高温燃料电池测试台架，其特征在于，所述气体种类选择与流量控制面板(6)用于完成对原料气的切换和流量的控制。
4.根据权利要求1所述的一种一体化高温燃料电池测试台架，其特征在于，所述控温面板组(5)的功能是对测试台架(1)整体的控温部件，如加热炉(2)、伴热带以及加湿罐等进行温度数显和调节。
5.根据权利要求1所述的一种一体化高温燃料电池测试台架，其特征在于，所述自动化控制显示区(7)为与测试台架(1)连接的中控电脑，能够对测试工况进行控制以及测试数据进行采集和分析。
6.根据权利要求1所述的一种一体化高温燃料电池测试台架，其特征在于，所述集成式气相色谱工作站(3)能够做到分析燃料电池以及相关催化反应各个阶段的气体种类与组分。
7.根据权利要求1所述的一种一体化高温燃料电池测试台架，其特征在于，所述气体种类选择与流量控制面板(6)采用气体/液体质量流量控制器以精确调控原料气体/液体的供给流量，并能够接收中控电脑输入的指令以及将目前的工作状态反馈至自动化控制显示区(7)。
8.根据权利要求1所述的一种一体化高温燃料电池测试台架，其特征在于，所述控温面板组(5)控温方式采用热电偶+加热电阻丝的反馈闭环式调节，并能够将设定温度，实际温度显示在相连接的宇电数显温控仪上，能够接受中控电脑输入的指令以及将目前的工作状态反馈至自动化控制显示区(7)。
9.根据权利要求1所述的一种一体化高温燃料电池测试台架，其特征在于，所述集成式气相色谱工作站(3)联用的气相工作站内置三通道设置，色谱柱包括分子筛、多孔聚合物以及聚二甲基硅氧烷三类，在设备的催化重整装置及SOFC电堆各线路处均设有气路旁支三向阀和相应的进色谱旁路。
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| CN201922480644.6U CN212540648U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种一体化高温燃料电池测试台架 |
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| CN201922480644.6U CN212540648U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种一体化高温燃料电池测试台架 |
Publications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN212540648U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115326971A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-11 | 中国核动力研究设计院 | 放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统 |
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2019
- 2019-12-31 CN CN201922480644.6U patent/CN212540648U/zh active Active
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| CN115326971A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-11 | 中国核动力研究设计院 | 放射性有机废物蒸汽重整尾气分析系统 |
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