RU200605U1 - DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL RESEARCH OF TUBULAR SOLID OXIDE FUEL CELLS - Google Patents

DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL RESEARCH OF TUBULAR SOLID OXIDE FUEL CELLS Download PDF

Info

Publication number
RU200605U1
RU200605U1 RU2020105899U RU2020105899U RU200605U1 RU 200605 U1 RU200605 U1 RU 200605U1 RU 2020105899 U RU2020105899 U RU 2020105899U RU 2020105899 U RU2020105899 U RU 2020105899U RU 200605 U1 RU200605 U1 RU 200605U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flanges
fuel cells
tubular
gas supply
solid oxide
Prior art date
Application number
RU2020105899U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Викторович Лысков
Кирилл Игоревич Сергеенко
Виталий Витальевич Синицын
Александр Владимирович Сивак
Юрий Анатольевич Добровольский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "ТОПАЗ" (ООО "НИЦ "ТОПАЗ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "ТОПАЗ" (ООО "НИЦ "ТОПАЗ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "ТОПАЗ" (ООО "НИЦ "ТОПАЗ")
Priority to RU2020105899U priority Critical patent/RU200605U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU200605U1 publication Critical patent/RU200605U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

Полезная модель относится к области исследований электрохимических устройств на основе высокотемпературных трубчатых керамических топливных элементов, в том числе и микротрубчатых твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Устройство для электрохимического исследования трубчатых твердооксидных топливных элементов включает трубчатый корпус с фланцами и размещенные в нем коаксиально несущую трубчатую основу с секторным вырезом и две газоподводящие трубки. В обоих фланцах выполнены отверстия под токосъемные провода, газоподводящие трубки и, соответственно, для подвода и отвода кислородсодержащего агента, концы газоподводящих трубок, размещенные внутри корпуса, выполнены скошенными и расположены в зоне секторного выреза несущей трубчатой основы. Один из фланцев выполнен ступенчатой формы. Кроме того, один из фланцев может быть оснащен резьбовым фиксатором. Таким образом, для лабораторных испытаний единичных ТОТЭ требуется решение задачи по созданию надежной поддерживающей конструкции, в которой реализована возможность варьирования в широких пределах геометрических параметров исследуемых образцов с сохранением их химической стабильности в условиях высоких температур при сведении к минимуму возможных механических напряжений. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.The utility model relates to the field of research of electrochemical devices based on high-temperature tubular ceramic fuel cells, including microtubular solid oxide fuel cells (SOFCs). The device for electrochemical research of tubular solid oxide fuel cells includes a tubular body with flanges and a coaxially supporting tubular base with a sector cut and two gas supply tubes placed in it. In both flanges, holes are made for current collection wires, gas supply tubes and, accordingly, for supply and removal of an oxygen-containing agent; One of the flanges is stepped. In addition, one of the flanges can be fitted with a thread lock. Thus, for laboratory tests of single SOFCs, it is necessary to solve the problem of creating a reliable supporting structure, in which the possibility of varying the geometric parameters of the samples under study in a wide range is realized while maintaining their chemical stability at high temperatures while minimizing possible mechanical stresses. 3 C.p. f-ly, 5 dwg

Description

Полезная модель относится к области исследований электрохимических устройств на основе высокотемпературных трубчатых керамических топливных элементов, в том числе и микротрубчатых твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ).The utility model relates to the field of research of electrochemical devices based on high-temperature tubular ceramic fuel cells, including microtubular solid oxide fuel cells (SOFCs).

Важной проблемой, возникающей при массовом производстве высокотемпературных трубчатых керамических топливных элементов, в том числе и микротрубчатых твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), является аттестация электрохимических свойств единичных топливных ячеек (ЭДС в режиме разомкнутой цепи, вольтамперные и мощностная характеристики, импедансные характеристики и т.д.) в реальных условиях функционирования ТОТЭ (Т~+600…+1000°С). В настоящее время на рынке научного оборудования как в России, так и за рубежом отсутствуют коммерчески доступные испытательные стенды, которые бы могли быть использованы для решения этой проблемы. Большинство исследователей используют самодельные лабораторные электрохимические ячейки, обладающие некоторыми конструкционными недостатками, в результате которых при нагревании трубчатой топливной ячейки до области высоких температур происходит появление избыточных механических напряжений, приводящих либо к частичному разрушению самого тестируемого топливного элемента, либо к нарушению целостности разделения газовых пространств со стороны анода и катода. Эти причины приводят к невозможности аттестации электрохимических свойств индивидуальных трубчатых ТОТЭ.An important problem arising during the mass production of high-temperature tubular ceramic fuel cells, including microtubular solid oxide fuel cells (SOFCs), is the certification of the electrochemical properties of single fuel cells (EMF in open circuit mode, current-voltage and power characteristics, impedance characteristics, etc. .) in real conditions of SOFC functioning (Т ~ + 600… + 1000 ° С). Currently, there are no commercially available test benches on the scientific equipment market both in Russia and abroad that could be used to solve this problem. Most researchers use home-made laboratory electrochemical cells that have some design flaws, as a result of which, when a tubular fuel cell is heated to a high temperature region, excessive mechanical stresses appear, leading either to partial destruction of the tested fuel cell itself, or to a violation of the integrity of the separation of gas spaces from the outside. anode and cathode. These reasons lead to the impossibility of certifying the electrochemical properties of individual tubular SOFCs.

Таким образом, для лабораторных испытаний единичных ТОТЭ требуется решение задачи по созданию надежной поддерживающей конструкции, в которой реализована возможность варьирования в широких пределах геометрических параметров исследуемых образцов с сохранением их химической стабильности в условиях высоких температур при сведении к минимуму возможных механических напряжений.Thus, for laboratory tests of single SOFCs, it is necessary to solve the problem of creating a reliable supporting structure, in which the possibility of varying the geometric parameters of the samples under study in a wide range is realized while maintaining their chemical stability at high temperatures while minimizing possible mechanical stresses.

Вышеуказанная задача решается за счет того, что устройство для электрохимического исследования трубчатых керамических топливных элементов, в том числе микротрубчатых твердооксидных топливных элементов, включает трубчатый корпус с фланцами и, размещенные в нем коаксиально, несущую трубчатую основу с секторным вырезом и две газоподводящие трубки. В обоих фланцах выполнены отверстия под токосъемные провода, газоподводящие трубки (для подвода топливного газа) и, соответственно, для подвода и отвода кислородсодержащего агента (кислород/воздух). В одном из упомянутых фланцев может быть выполнено отверстие под термопару. При этом взаимное расположение этих отверстий (за исключением отверстий для газоподводящих трубок) не имеет принципиального значения.The above problem is solved due to the fact that the device for the electrochemical study of tubular ceramic fuel cells, including microtubular solid oxide fuel cells, includes a tubular body with flanges and, coaxially placed in it, a supporting tubular base with a sector cut and two gas supply tubes. In both flanges, holes are made for current-collecting wires, gas supply pipes (for supplying fuel gas) and, accordingly, for supplying and removing an oxygen-containing agent (oxygen / air). One of the above-mentioned flanges can be provided with a hole for a thermocouple. In this case, the relative position of these holes (with the exception of the holes for the gas supply pipes) is of no fundamental importance.

Концы газоподводящих трубок, размещенные внутри корпуса и предназначенные для установки в них исследуемого ТОТЭ, выполнены скошенными и расположены в зоне секторного выреза несущей трубчатой основы. Другие (противолежащие) концы газоподводящих трубок, как правило, выведены наружу корпуса через отверстия в соответствующих фланцах. Причем в одном из фланцев отверстие под газоподводящую трубку предпочтительно выполнено ступенчатым. По меньшей мере, один фланец оснащен резьбовым фиксатором.The ends of the gas supply tubes, located inside the housing and intended for installing the investigated SOFC in them, are made beveled and located in the zone of the sector cutout of the supporting tubular base. The other (opposite) ends of the gas supply pipes are usually led out of the housing through holes in the corresponding flanges. Moreover, in one of the flanges, the opening for the gas supply pipe is preferably made stepwise. At least one flange is equipped with a thread lock.

Кроме того, один из фланцев предпочтительно выполнен ступенчатой формы, причем меньший его диаметр будет соответствовать внутреннему диаметру трубчатого корпуса, а больший - внешнему.In addition, one of the flanges is preferably stepped, with its smaller diameter corresponding to the inner diameter of the tubular body, and the larger one to the outer one.

Фланцы предпочтительно изготавливают из тефлона.The flanges are preferably Teflon.

Газоподводящие трубки и трубчатую основу предпочтительно выполняют из газоплотной алундовой керамики.The gas supply tubes and the tubular base are preferably made of gas-tight alundum ceramic.

Трубчатый корпус является защитным кварцевым термореактором.The tubular body is a protective quartz thermoreactor.

Сущность заявленной полезной модели иллюстрируется графическими материалами, где на Фиг. 1 представлен общий вид исследуемых микротрубчатых ТОТЭ, на Фиг. 2 - общий вид устройства в сборе, на Фиг. 3 и Фиг. 4 - левый и правый фланцы, монтируемые по краям трубчатого корпуса, на Фиг. 5 - представлены экспериментальные данные измерений вольтамперных характеристик микротрубки ТОТЭ, состоящего из шести функциональных керамических слоев состава:The essence of the claimed utility model is illustrated by graphic materials, where Fig. 1 shows a general view of the investigated microtubular SOFCs, FIG. 2 is a general view of the assembled device; FIG. 3 and FIG. 4 - left and right flanges mounted on the edges of the tubular body, FIG. 5 - experimental data of measurements of the current-voltage characteristics of a SOFC microtube, consisting of six functional ceramic layers of the composition:

NiO-8YSZ(60/40)/NiO-8YSZ(40/60)/8YSZ/GDC/LSM-GDC(40/60)/LSM-GDC(60/40)NiO-8YSZ (60/40) / NiO-8YSZ (40/60) / 8YSZ / GDC / LSM-GDC (40/60) / LSM-GDC (60/40)

при варьировании концентрации водорода в топливном газе (Ar-Н2(5%) и Н2) в анодной области.by varying the concentration of hydrogen in the fuel gas (Ar-H 2 (5%) and H 2 ) in the anode region.

Устройство (Фиг. 2) является разборным и состоит из простых в изготовлении элементов, не выделяющих токсичные и вредные вещества, при этом в нем отсутствуют расходуемые компоненты. В условиях эксплуатации не происходит химического взаимодействия между элементами конструкции, которое могло бы приводить к необратимым деградационным процессам, искажающим результаты измерений. Несущая трубчатая основа 1 обеспечивает минимизацию механических напряжений, воздействующих на исследуемый образец. Это позволяет без нарушения его механической целостности проводить многократное термоциклирование и тестовые испытания в режимах резкого изменения температуры как на нагрев, так и на охлаждение. Геометрия устройства позволяет варьировать в широких пределах параметры тестируемых микротрубчатых топливных элементов как по длине (от 10 до 500 мм), так и по диаметру (от 1 до 10 мм). Трубчатый ТОТЭ, являющийся объектом исследований, изображен на Фиг. 1. Геометрия устройства позволяет также работать с микротрубчатыми ТОТЭ с искривленной формой по длине трубки. Концы газоподводящих трубок 2, в которые осуществляется фиксация, преимущественно вклеивание, топливного элемента, срезаны под углом. Это обеспечивает герметичную вклейку трубчатого ТОТЭ, а также, при необходимости, удобство вывода токосъемных контактов при его монтаже. Срезанные под углом газоподводящие трубки обеспечивают надежную поддержку и вклейку исследуемого ТОТЭ. Такой сборке (газоподводящие трубки - ТОТЭ) можно дать название «керамическая ячейка». Для сохранения абсолютной механической фиксации всех основных элементов конструкции возможно осуществление точечной фиксации газоподводящих трубок 2 к несущей трубчатой основе 1, например, керамическим клеем. Подбор керамического клея, обладающего термомеханическими свойствами, сопоставимыми с характеристиками топливного элемента, обеспечивает минимизацию механических напряжений при термоциклировании и в случаях резкого изменения температуры - как на нагрев, так и на охлаждение.The device (Fig. 2) is collapsible and consists of easy-to-manufacture elements that do not emit toxic and harmful substances, while there are no consumable components in it. Under operating conditions, there is no chemical interaction between structural elements, which could lead to irreversible degradation processes that distort the measurement results. The carrier tubular base 1 ensures the minimization of mechanical stresses acting on the sample under study. This allows, without violating its mechanical integrity, to carry out multiple thermal cycling and test tests in the modes of sharp temperature changes, both for heating and cooling. The geometry of the device allows the parameters of the tested microtubular fuel cells to be varied over a wide range both in length (from 10 to 500 mm) and in diameter (from 1 to 10 mm). The tubular SOFC, which is the object of research, is shown in Fig. 1. The geometry of the device also allows working with microtubular SOFCs with a curved shape along the length of the tube. The ends of the gas supply tubes 2, into which the fixation, mainly gluing, of the fuel cell is carried out, are cut off at an angle. This provides a hermetic gluing of tubular SOFC, as well as, if necessary, the convenience of removing the current collector contacts during its installation. Gas supply tubes cut at an angle provide reliable support and bonding of the SOFC under study. Such an assembly (gas supply tubes - SOFC) can be called "ceramic cell". To maintain the absolute mechanical fixation of all the main structural elements, it is possible to carry out point fixation of the gas supply tubes 2 to the supporting tubular base 1, for example, with ceramic glue. The selection of a ceramic adhesive with thermomechanical properties comparable to those of a fuel cell ensures the minimization of mechanical stresses during thermal cycling and in cases of sudden temperature changes - both for heating and cooling.

«Керамическую ячейку» помещают во внешний защитный трубчатый корпус 5. Корпус 5, изолирует «керамическую ячейку» от теплоизоляционных материалов трубчатой печи, с помощью которой в дальнейшем будет осуществляться разогрев ячейки. Также корпус обеспечивает равномерное распределение тепловых потоков в зоне разогрева.The "ceramic cell" is placed in the outer protective tubular body 5. The body 5 insulates the "ceramic cell" from the heat-insulating materials of the tube furnace, with the help of which the cell will be heated in the future. Also, the body provides an even distribution of heat fluxes in the heating zone.

По краям трубчатого корпуса расположены фланцы 3 и 4, изготовленные из термостойкого материала, например, тефлона, выдерживающего нагрев до 250°С. Во фланцах выполнены отверстия 8 для газоподводящей трубки, отверстие 9 для подводв и отвода кислородсодержащего агента (катодную область), отверстия 7 для токоподводов. В одном из фланцев, при необходимости, выполняют отверстие 10 для термопары.Flanges 3 and 4 are located along the edges of the tubular body, made of heat-resistant material, for example, Teflon, which can withstand heating up to 250 ° C. In the flanges there are holes 8 for the gas supply tube, hole 9 for supplying and removing oxygen-containing agent (cathode region), holes 7 for current leads. In one of the flanges, if necessary, make a hole 10 for a thermocouple.

Конструкция фланцев 3 и 4 обеспечивает коммутацию основных механических компонент устройства, необходимых для измерения электрохимических параметров тестируемого микротрубчатого топливного элемента.The design of flanges 3 and 4 provides switching of the main mechanical components of the device required for measuring the electrochemical parameters of the microtubular fuel cell under test.

Следует отметить, что фланцы 3 и 4 могут иметь некоторые конструктивные отличия для удобства коммутации и надежной фиксации между собой элементов устройства. Так, один из фланцев (фиг. 3) может иметь ступенчатую конфигурацию. При этом его меньший диаметр будет соответствовать внутреннему диаметру трубчатого корпуса 5, а больший - внешнему, таким образом, создается упор, который препятствует проваливанию фланца 3 в корпус 5 с одной стороны. Напротив, другой фланец (Фиг. 4) является однородным по диаметру, величина которого соответствует внутреннему диаметру трубчатого корпуса 5, при этом в средней области фланца нарезана резьба. Такая конфигурация фланца 4 обеспечивает возможность его свободного прохождения в трубчатый корпус 5 и жесткую фиксацию его в корпусе 5 с помощью гайки 6. Также следует отметить, что отверстие 8 под газоподводящую трубку во фланце выполнено ступенчатым. При этом при затягивании гайки 6 трубчатая основа 1 упирается во внутреннюю ступень отверстия 8. Таким образом, получается комплексное устройство с жесткой фиксацией всех его основных элементов.It should be noted that the flanges 3 and 4 may have some design differences for the convenience of switching and reliable fixation of the device elements to each other. So, one of the flanges (Fig. 3) can have a stepped configuration. In this case, its smaller diameter will correspond to the inner diameter of the tubular body 5, and the larger one - to the outer one, thus a stop is created, which prevents the flange 3 from falling into the body 5 from one side. On the contrary, the other flange (Fig. 4) is uniform in diameter, the value of which corresponds to the inner diameter of the tubular body 5, with a thread cut in the middle region of the flange. This configuration of the flange 4 provides the possibility of its free passage into the tubular body 5 and its rigid fixation in the body 5 using the nut 6. It should also be noted that the hole 8 for the gas supply pipe in the flange is made stepped. At the same time, when tightening the nut 6, the tubular base 1 abuts against the inner step of the hole 8. Thus, a complex device is obtained with rigid fixation of all its main elements.

Однако, не исключен вариант использования двух одинаковых фланцев с резьбой. В таком случае фиксация будет осуществляться равномерным натяжением гаек с обеих сторонHowever, the option of using two identical threaded flanges is not excluded. In this case, fixation will be carried out by uniform tension of the nuts on both sides.

Эффективность работы полезной модели можно продемонстрировать одним из многочисленных примеров. Для электрохимического тестирования микротрубчатого ТОТЭ, состоящего из шести функциональных керамических слоев состава:The efficiency of a utility model can be demonstrated by one of the many examples. For electrochemical testing of microtubular SOFC, consisting of six functional ceramic layers of the composition:

NiO-8YSZ(60/40)/NiO-8YSZ(40/60)/8YSZ/GDC/LSM-GDC(40/60)/LSM-GDC(60/40)NiO-8YSZ (60/40) / NiO-8YSZ (40/60) / 8YSZ / GDC / LSM-GDC (40/60) / LSM-GDC (60/40)

на первом этапе сборки осуществляли коммутацию анода и катода топливного элемента с платиновыми токоподводами. Во внутреннюю часть трубки ТОТЭ (анодное пространство) помещали скрутку из двух платиновых проволочек таким образом, чтобы они образовывали хороший контакт с керметной несущей основой. Для осуществления токосъема с катода топливного элемента на всю внешнюю активную сторону трубки ТОТЭ наматывали платиновую проволоку.At the first stage of the assembly, the anode and cathode of the fuel cell with platinum current leads were switched. A twist of two platinum wires was placed in the inner part of the SOFC tube (anode space) so that they made good contact with the cermet support base. To collect the current from the fuel cell cathode, a platinum wire was wound over the entire outer active side of the SOFC tube.

На втором этапе осуществляли процедуру вклейки микротрубчатого ТОТЭ. Для этого помещали исследуемый образец ТОТЭ между соосно направленными скошенными газоподводящими алундовыми трубками таким образом, что концы трубчатого ТОТЭ погружались внутрь этих алундовых трубок. При этом газоподводящие трубки со вставленным в них исследуемым ТОТЭ будут находиться внутри поддерживающей их несущей трубчатой основы, к которой они точечно фиксируются керамическим клеем. Для герметизации мест сочленения использовали керамический клей Ceramabond 885 производства компании Aremco (США).At the second stage, the procedure of pasting microtubular SOFC was carried out. For this, the SOFC sample under study was placed between the coaxially directed beveled gas supply alundum tubes in such a way that the ends of the tubular SOFC were immersed inside these alundum tubes. In this case, the gas supply tubes with the investigated SOFC inserted into them will be located inside the supporting tubular base, to which they are pointwise fixed with ceramic glue. Ceramabond 885 ceramic adhesive manufactured by Aremco (USA) was used to seal the joints.

Исследование электрохимических характеристик микротрубчатого ТОТЭ проводили с помощью потенциостата-гальваностата Bio-Logic SP-240 (Франция) со встроенным модулем анализатора частотных характеристик в температурном интервале 800-900°С. В качестве топлива была использована увлажненная смесь Ar-Н2, окислителем служил воздух. Измерение вольтамперных характеристик проводили в потенциодинамическом режиме при варьировании потенциала от величины ЭДС разомкнутой цепи до 100 мВ со скоростью 20 мВ/с.The study of the electrochemical characteristics of microtubular SOFC was carried out using a Bio-Logic SP-240 potentiostat-galvanostat (France) with a built-in frequency response analyzer module in the temperature range 800-900 ° C. A humidified Ar-H 2 mixture was used as a fuel, and air served as an oxidizer. The current-voltage characteristics were measured in the potentiodynamic mode with varying the potential from the magnitude of the EMF of an open circuit to 100 mV at a rate of 20 mV / s.

Исследование электрохимических свойств микротрубчатого ТОТЭ с помощью предлагаемого устройства показало, что его конструкция обеспечивает герметичное разделение газовых пространств, о чем свидетельствует величина ЭДС разомкнутой цепи, которая составила около 1 В (фиг. 5). Варьирование концентрации водорода в топливной смеси также показало закономерное увеличение удельной мощности топливной ячейки с повышением концентрации водорода.The study of the electrochemical properties of microtubular SOFC using the proposed device showed that its design provides a hermetic separation of gas spaces, as evidenced by the magnitude of the open circuit EMF, which was about 1 V (Fig. 5). Varying the hydrogen concentration in the fuel mixture also showed a regular increase in the specific power of the fuel cell with an increase in the hydrogen concentration.

Таким образом, предложенная конструкция устройства универсальна, в ней сведены к минимуму возможные механические напряжения за счет поддерживающей конструкции. Также данное устройство позволяет осуществлять исследование электрохимических свойств ТОТЭ трубчатой конструкции при варьировании в широких пределах геометрических параметров исследуемых образцов (как длины, так и диаметра) в широком температурном интервале (до 1000°С). Вместе с тем, конструкция заявленной полезной модели надежна, идентична по физико-химическим свойствам используемых материалов, которые обладают высокой химической стабильностью в условиях высоких температур, что обеспечивает длительный срок ее эксплуатации при решении задач электрохимического тестирования трубчатых ТОТЭ.Thus, the proposed design of the device is universal, it minimizes possible mechanical stresses due to the supporting structure. This device also makes it possible to study the electrochemical properties of tubular SOFCs while varying the geometric parameters of the samples under study (both length and diameter) in a wide temperature range (up to 1000 ° C). At the same time, the design of the claimed utility model is reliable, identical in physicochemical properties of the materials used, which have high chemical stability at high temperatures, which ensures a long service life when solving problems of electrochemical testing of tubular SOFCs.

Claims (4)

1. Устройство для электрохимического исследования трубчатых твердооксидных топливных элементов, включающее трубчатый корпус с фланцами и размещенные в нем коаксиально несущую трубчатую основу с секторным вырезом и две газоподводящие трубки, при этом в обоих фланцах выполнены отверстия под токосъемные провода, газоподводящие трубки и, соответственно, для подвода и отвода кислородсодержащего агента, концы газоподводящих трубок, размещенные внутри корпуса, выполнены скошенными и расположены в зоне секторного выреза несущей трубчатой основы.1. A device for electrochemical research of tubular solid oxide fuel cells, including a tubular body with flanges and placed in it a coaxially supporting tubular base with a sector cut and two gas supply tubes, while in both flanges there are holes for collector wires, gas supply tubes and, accordingly, for supply and removal of oxygen-containing agent, the ends of the gas supply tubes located inside the housing are made beveled and located in the area of the sector cutout of the supporting tubular base. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один из фланцев выполнен ступенчатой формы.2. The device according to claim 1, characterized in that one of the flanges is stepped. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один из фланцев оснащен резьбовым фиксатором.3. The device according to claim 1, characterized in that one of the flanges is equipped with a threaded retainer. 4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что в одном из упомянутых фланцев дополнительно выполнено отверстие под термопару.4. Device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that one of the said flanges additionally has a hole for a thermocouple.
RU2020105899U 2020-02-07 2020-02-07 DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL RESEARCH OF TUBULAR SOLID OXIDE FUEL CELLS RU200605U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105899U RU200605U1 (en) 2020-02-07 2020-02-07 DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL RESEARCH OF TUBULAR SOLID OXIDE FUEL CELLS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105899U RU200605U1 (en) 2020-02-07 2020-02-07 DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL RESEARCH OF TUBULAR SOLID OXIDE FUEL CELLS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU200605U1 true RU200605U1 (en) 2020-11-02

Family

ID=73399187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105899U RU200605U1 (en) 2020-02-07 2020-02-07 DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL RESEARCH OF TUBULAR SOLID OXIDE FUEL CELLS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU200605U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212548U1 (en) * 2021-11-22 2022-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОТОТЭ" Device for non-destructive testing of electrochemical characteristics of planar solid oxide fuel cells

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020197520A1 (en) * 2001-06-25 2002-12-26 Usf Filtration & Separations Group., Inc Micro fuel cell array
WO2003103079A2 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Hoehberger Ulrich F H Hollow conductor-fuel cell element having a conductor arrangement, and method for the production thereof
RU2332754C1 (en) * 2007-05-22 2008-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") Tubular solid-oxide fuel element with metallic support, its tubular metallic porous basic layer and methods of their production
RU2415498C2 (en) * 2005-04-11 2011-03-27 Уорлдвайд Энерджи, Инк. оф Делавэр Configurations of batteries of tubular solid-oxide fuel elements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020197520A1 (en) * 2001-06-25 2002-12-26 Usf Filtration & Separations Group., Inc Micro fuel cell array
WO2003103079A2 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Hoehberger Ulrich F H Hollow conductor-fuel cell element having a conductor arrangement, and method for the production thereof
RU2415498C2 (en) * 2005-04-11 2011-03-27 Уорлдвайд Энерджи, Инк. оф Делавэр Configurations of batteries of tubular solid-oxide fuel elements
RU2332754C1 (en) * 2007-05-22 2008-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") Tubular solid-oxide fuel element with metallic support, its tubular metallic porous basic layer and methods of their production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212548U1 (en) * 2021-11-22 2022-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОТОТЭ" Device for non-destructive testing of electrochemical characteristics of planar solid oxide fuel cells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI427308B (en) Testing device for solid oxide fuel cell
JP5789490B2 (en) Holder for electrochemical cell evaluation
CN112068019B (en) Flat-plate SOFC current density distributed end plate test structure and test method
Kim et al. Performance evaluation of tubular fuel cells fuelled by pulverized graphite
US6500574B2 (en) Method and apparatus for a fuel cell based fuel sensor
Yuan et al. Investigation of a small-volume direct methanol fuel cell stack for portable applications
CN205406637U (en) Solid oxide fuel cell's electrochemistry test fixture
JP6578090B2 (en) Cell evaluation system
JP5094114B2 (en) Operation method of fuel cell
RU200605U1 (en) DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL RESEARCH OF TUBULAR SOLID OXIDE FUEL CELLS
JP2009252561A (en) Testing device
JP5487503B2 (en) Holder for electrochemical cell evaluation
RU2735584C1 (en) Device for electrochemical analysis of tubular fuel cells, preparation method for electrochemical analysis and method of investigation
JP5107643B2 (en) Tube type cell evaluation holder
RU201314U1 (en) Device for rapid testing of tubular solid oxide fuel cells
JP7294881B2 (en) Electrochemical cell evaluation holder and cell evaluation system
ES2564315T3 (en) Procedure for manufacturing a fuel cell stack
TWI384678B (en) Rapid set-up, double chamber detecting device of solid oxide fuel cell positive-electrolyte-negative (pen) plate
JP2007109515A (en) Holder for electrochemical cell evaluation
CN215728317U (en) Solid oxide fuel cell half-cell test fixture
CN113049653B (en) Integrated evaluation device and method for fuel cell material gas impurity poisoning
RU212548U1 (en) Device for non-destructive testing of electrochemical characteristics of planar solid oxide fuel cells
CN201237557Y (en) Performance test system for fuel cell humidifier
JP2007317672A (en) Electrolyte membrane evaluation device and evaluation method
TWI364127B (en) Fuel cell measurement apparatus