System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置制造方法及图纸_技高网
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杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置制造方法及图纸

技术编号:43512855 阅读:1 留言:0更新日期:2024-11-29 17:14
本发明专利技术涉及一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,包括:端板、加热片、流场板、膜电极和透明盖板,端板和流场板分别设于加热片的两侧,流场板的另一侧设有膜电极,端板的另一侧设有透明盖板,端板、加热片和流场板中心均设有大小相同的通孔,通孔在装配后位于同一中心直线上,同步辐射光源从垂直于透明盖板的方向经过通孔直接照射在膜电极的表面。与现有技术相比,本发明专利技术同时满足燃料电池催化层毒化条件以及同步辐射测试需要,实现实时检测杂质气体毒化下催化剂结构演变、价态变化;更换样品和组装样品简单方便;具有良好地通用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池配套附件设备,尤其是涉及一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置


技术介绍

1、氢作为二次能源载体,具有清洁、高效的优点,是促进能源结构转型的重要途径。世界各国都高度重视氢能发展,相继发布氢能战略。质子交换膜燃料电池可直接将氢的化学能转化为电能,具有能量利用率高、功率密度高等优点。质子交换膜燃料电池对空气质量要求较高,空气中的杂质气体(如硫化物、氮氧化物、氨气等)将占据催化剂上的活性位点,并与催化剂发生不利反应,降低燃料电池的输出电压和耐久性。当前研究通常使用非原位方法对催化剂进行物相与电化学表征,但是这些方法难以捕捉到催化剂在被杂质气体毒化过程中实时的结构变化规律,从而不能真实地反映出催化剂的失效机制。同步辐射x射线吸收谱利用同步辐射x射线高能量和高信噪比特性,可以得到吸收原子周围的近邻结构信息以及化学状态的变化,为探究催化剂受杂质气体毒化机理提供依据。然而当前研究使用的燃料电池装置无法满足同步辐射x射线的穿透需求,使得使用同步辐射x射线技术原位表征燃料电池工作过程中催化层性质的变化存在较大困难。


技术实现思路

1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,以同时满足燃料电池催化层毒化条件以及同步辐射测试需要,实现实时检测杂质气体毒化下催化剂结构演变、价态变化;更换样品和组装样品简单方便;具有良好地通用性。

2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:

<p>3、本专利技术提供一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,包括:端板、加热片、流场板、膜电极和透明盖板,端板和流场板分别设于加热片的两侧,流场板的另一侧设有膜电极,端板的另一侧设有透明盖板,端板、加热片和流场板中心均设有大小相同的通孔,通孔在装配后位于同一中心直线上,同步辐射光源从垂直于透明盖板的方向经过通孔直接照射在膜电极的表面。

4、进一步的,端板上设有:上通气孔、端板螺纹孔、端板定位孔、盖板凹槽、凹槽螺纹孔、盖板密封槽、下通气孔、端板导气孔和导气通道;

5、端板螺纹孔均匀分布于端板四周边缘内侧处;

6、优选的,盖板密封槽尺寸略大于端板中心的通孔;

7、凹槽螺纹孔均匀分布于盖板密封槽四周边缘外侧处,且均在盖板凹槽中;

8、端板定位孔对称分布于盖板凹槽左右两侧处;

9、端板导气孔设于端板靠近加热片的一侧;

10、上通气孔和下通气孔分别位于端板的顶部左侧和底部左侧,且互为中心对称;

11、上通气孔和下通气孔分别通过端板中的导气通道与端板导气孔连接;

12、端板作为测试装置阴极时,下通气孔和上通气孔分别通入或通出杂质气体和空气的混合气,优选的,杂质气体为硫化物、氮氧化物、氨气的一种;端板作为测试装置阳极时,下通气孔和上通气孔分别通入或通出高纯氢气。优选的,端板的材料为聚醚醚酮。

13、进一步的,加热片上设有:布线口、加热片定位孔和加热片导气孔。

14、进一步的,流场板上设有:极耳、流场板定位孔、流场板导气孔、第一密封槽、流场板螺纹孔、流道和第二密封槽;

15、极耳位于流场板顶部右侧;

16、第一密封槽位于流场板靠近加热片的一侧处,第二密封槽位于流场板靠近膜电极的一侧处,使用密封圈时共同起到密封、防止气体和液体泄露的作用;

17、流道位于流场板靠近膜电极的一侧处。

18、优选的,流场板的材料为石墨。

19、进一步的,流场板上的流场板螺纹孔和端板上的端板螺纹孔位于同一直线;流场板和端板通过流场板螺纹孔和端板螺纹孔和设于流场板螺纹孔和端板螺纹孔中的螺栓进行装配固定。

20、进一步的,流场板导气孔与端板上的端板导气孔大小、位置相同,且与加热片上的加热片导气孔大小相同并位于同一高度,实现气体、液体的输送效果。

21、进一步的,透明盖板上设有透明盖板螺纹孔;

22、透明盖板的面积、厚度与端板上的盖板凹槽相同;

23、透明盖板螺纹孔和端板上的凹槽螺纹孔位于同一直线;

24、透明盖板通过透明盖板螺纹孔和凹槽螺纹孔和设于透明盖板螺纹孔和凹槽螺纹孔中的螺栓固定在端板中,透明盖板的中心与端板通孔对齐。

25、优选的,透明盖板的材料为石英。

26、进一步的,膜电极上设有膜电极定位孔。

27、进一步的,膜电极和加热片通过端板和流场板之间的装配压力进行固定。

28、进一步的,端板上的端板定位孔、加热片上的加热片定位孔、流场板上的流场板定位孔和膜电极上的膜电极定位孔位于同一直线,实现在装配过程中的定位效果。

29、与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:

30、(1)本专利技术提供一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,实现实时检测杂质气体毒化下催化剂结构演变、价态变化的一个关键技术问题。

31、(2)本专利技术提供的同步辐射原位测试装置保留了传统燃料电池的结构,具有更换样品和组装样品简单方便地特点。

32、(3)本专利技术提供的同步辐射原位测试装置,可推广应用到多种活性面积、多种杂质气体地燃料电池,具有良好地通用性。

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【技术保护点】

1.一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,包括:端板(1)、加热片(2)、流场板(3)、膜电极(4)和透明盖板(5),所述端板(1)和流场板(3)分别设于所述加热片(2)的两侧,所述流场板(3)的另一侧设有所述膜电极(4),所述端板(1)的另一侧设有所述透明盖板(5),所述端板(1)、加热片(2)和流场板(3)中心均设有大小相同的通孔,通孔在装配后位于同一中心直线上,同步辐射光源从垂直于所述透明盖板(5)的方向经过通孔直接照射在所述膜电极(4)的表面。

2.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述端板(1)上设有:上通气孔(6)、端板螺纹孔(7)、端板定位孔(8)、盖板凹槽(9)、凹槽螺纹孔(10)、盖板密封槽(11)、下通气孔(12)、端板导气孔(24)和导气通道(26);

3.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述加热片(2)上设有:布线口(13)、加热片定位孔(14)和加热片导气孔(15)。

4.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述流场板(3)上设有:极耳(16)、流场板定位孔(17)、流场板导气孔(18)、第一密封槽(19)、流场板螺纹孔(20)、流道(21)和第二密封槽(22);

5.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述流场板(3)上的流场板螺纹孔(20)和所述端板(1)上的端板螺纹孔(7)位于同一直线;所述流场板(3)和端板(1)通过所述流场板螺纹孔(20)和端板螺纹孔(7)和设于所述流场板螺纹孔(20)和端板螺纹孔(7)中的螺栓进行装配固定。

6.根据权利要求4所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述流场板导气孔(18)与所述端板(1)上的端板导气孔(26)大小、位置相同,且与所述加热片(2)上的加热片导气孔(15)大小相同并位于同一高度,实现气体、液体的输送效果。

7.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述透明盖板(5)上设有透明盖板螺纹孔(25);

8.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述膜电极(4)上设有膜电极定位孔(23)。

9.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述膜电极(4)和加热片(2)通过所述端板(1)和流场板(3)之间的装配压力进行固定。

10.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述端板(1)上的端板定位孔(8)、所述加热片(2)上的加热片定位孔(14)、所述流场板(3)上的流场板定位孔(17)和所述膜电极(4)上的膜电极定位孔(23)位于同一直线,实现在装配过程中的定位效果。

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【技术特征摘要】

1.一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,包括:端板(1)、加热片(2)、流场板(3)、膜电极(4)和透明盖板(5),所述端板(1)和流场板(3)分别设于所述加热片(2)的两侧,所述流场板(3)的另一侧设有所述膜电极(4),所述端板(1)的另一侧设有所述透明盖板(5),所述端板(1)、加热片(2)和流场板(3)中心均设有大小相同的通孔,通孔在装配后位于同一中心直线上,同步辐射光源从垂直于所述透明盖板(5)的方向经过通孔直接照射在所述膜电极(4)的表面。

2.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述端板(1)上设有:上通气孔(6)、端板螺纹孔(7)、端板定位孔(8)、盖板凹槽(9)、凹槽螺纹孔(10)、盖板密封槽(11)、下通气孔(12)、端板导气孔(24)和导气通道(26);

3.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述加热片(2)上设有:布线口(13)、加热片定位孔(14)和加热片导气孔(15)。

4.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其特征在于,所述流场板(3)上设有:极耳(16)、流场板定位孔(17)、流场板导气孔(18)、第一密封槽(19)、流场板螺纹孔(20)、流道(21)和第二密封槽(22);

5.根据权利要求1所述的一种杂质气体毒化燃料电池催化层的同步辐射原位测试装置,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:林瑞张俊禧
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:

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