고체 산화물 연료 전지 (SOFC) 스택의 분리기 테스트는 이러한 에너지 전환 장치의 효율성, 신뢰성 및 수명을 보장하는 중요한 프로세스입니다. SOFC 스택을위한 분리기 공급 업체로서 엄격한 테스트 표준을 설정하고 준수하는 것의 중요성을 이해합니다. 이 블로그에서는 SOFC 스택에서 분리기 테스트를위한 주요 표준을 탐구 할 것입니다.이 블로그는 제조업체와 엔드 사용자 모두에게 필수적입니다.
1. 재료 호환성 테스트
분리기 테스트의 주요 측면 중 하나는 물질 호환성입니다. SOFC는 일반적으로 600 ° C에서 1000 ° C 사이의 고온에서 작동합니다. 분리기 재료는 중요한 화학 반응이나 분해를받지 않고 이러한 극한 조건을 견딜 수 있어야합니다.
- 화학적 호환성: 분리기는 전해질, 전극 및 상호 연결과 같은 SOFC 스택의 다른 구성 요소와 반응해서는 안됩니다. 예를 들어, 이온이나 전자의 흐름을 방해 할 수있는 절연 층이나 화합물을 형성해서는 안됩니다. 화학적 호환성을 테스트하기 위해, 분리기의 샘플을 다른 스택 재료와 접촉하고 SOFC의 작동 온도 및 가스 환경에 적용한다. 특정 기간 후, 샘플은 X -Ray 회절 (XRD) 및 주사 전자 현미경 (SEM)과 같은 기술을 사용하여 화학 반응 또는 물질 변화의 징후를 감지합니다.
- 열 팽창 호환성: 분리기의 열 팽창 계수는 스택의 다른 구성 요소와 밀접하게 일치해야합니다. 상당한 불일치가있는 경우 가열 및 냉각주기 동안 열 응력이 발생하여 균열, 박리 또는 기타 기계적 고장으로 이어질 수 있습니다. 열 팽창 테스트는 전형적으로 분리기 샘플의 길이 변화가 온도의 함수로 측정되는 팽창 계측을 사용하여 수행됩니다.
2. 전기 전도성 테스트
SOFC 스택의 분리기는 세포들 사이에 전자를 전도하는 데 중요한 역할을한다. 따라서 전기 전도도는 핵심 성능 매개 변수입니다.
- - 비행기 전도도: 분리기의 평면 전기 전도도는 분리기의 평면 내에서 효율적인 전자 수송을 보장하기 위해 측정된다. 이것은 일반적으로 4 개의 포인트 프로브 방법을 사용하여 수행되며, 여기서 4 개의 전극이 분리기 샘플의 표면에 배치됩니다. 전류는 외부 2 개의 전극을 통해 전달되며, 전압은 내부 2 개의 전극을 가로 질러 측정됩니다. 그런 다음 OHM의 법칙을 사용하여 평면 전도도를 계산할 수 있습니다.
- - 비행기 전도도: IN- 평면 전도도 외에도, 경유면 - 평면 전도도는 특히 다중 셀 스택에서도 중요합니다. THREA - -PLACE 전도도 테스트는 특별한 샘플 준비 및 측정 기술이 필요하기 때문에 평면 테스트보다 더 어려운 일입니다. 일반적인 방법 중 하나는 분리기의 양쪽에 전극이있는 샌드위치 타입 샘플을 사용하고 샘플의 두께에 걸쳐 전류 및 전압을 측정하는 것입니다.
3. 가스 불 침투성 테스트
분리기는 SOFC 스택에서 연료와 산화제 가스의 혼합을 방지하기 위해 가스 - 불 침투성이어야합니다. 가스 누출로 인해 효율이 감소하고 전력 출력이 낮아지고 안전 위험이 높아질 수 있습니다.
- 헬륨 누출 테스트: 헬륨 누출 테스트는 분리기에서 가스 누출을 감지하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 헬륨은 작은 균열이나 모공조차도 쉽게 침투 할 수있는 소분자이기 때문에 사용됩니다. 분리기 샘플은 밀봉 된 챔버에 배치되고 헬륨이 샘플의 한쪽에 도입된다. 질량 분석기는 샘플의 다른쪽에 헬륨의 존재를 감지하는 데 사용됩니다. 헬륨이 감지되면 분리기에 가스 누출이 있음을 나타냅니다.
- 압력 - 붕괴 테스트: 압력 - 붕괴 테스트는 가스 불 침투성 테스트를위한 또 다른 방법입니다. 분리기 샘플을 챔버에 밀봉하고 샘플의 한쪽에서 압력이 증가합니다. 그런 다음 시간이 지남에 따라 압력을 모니터링합니다. 정상 가스 확산으로 인해 압력이 예상 속도보다 빠르게 붕괴되면 누출의 존재를 나타냅니다.
4. 기계적 강도 테스트
분리기는 SOFC 스택의 제조, 어셈블리 및 작동 중에 기계적 응력을 견딜 수있는 충분한 기계적 강도를 가져야합니다.
- 굴곡 강도 테스트: 굴곡 강도 테스트는 분리기가 굽힘에 저항하는 능력을 측정하는 데 사용됩니다. 분리기의 직사각형 샘플은 2 지점에서지지되며 샘플이 파손될 때까지 중앙에 하중이 적용됩니다. 굴곡 강도는 적용된 하중 및 샘플의 치수에 따라 계산됩니다.
- 인장 강도 테스트: 인장 강도 테스트는 분리기가 분리 될 때 견딜 수있는 최대 스트레스를 측정합니다. 개 - 뼈 - 모양의 분리기 샘플이 사용되며 샘플 골절이 될 때까지 인장력이 적용됩니다. 인장 강도는 샘플의 최대 하중 및 교차 구역 면적에서 결정됩니다.
5. 표면 마감 및 평탄도 테스트
분리기의 표면 마감 및 평탄도는 스택의 다른 구성 요소와 우수한 접촉을 보장하고 가스 누출을 방지하는 데 중요합니다.
- 표면 거칠기 측정: 표면 거칠기는 프로파일 메 트리 또는 원자력 현미경 (AFM)을 사용하여 측정됩니다. 부드러운 표면은 접촉 저항을 최소화하고 분리기와 다른 구성 요소 사이의 우수한 밀봉을 보장하기 위해 바람직합니다.
- 평탄도 측정: 평탄도는 광학 간섭계 또는 좌표 측정기 (CMM)를 사용하여 측정됩니다. 분리기는 균일 한 접촉 압력을 보장하고 국소 응력 농도를 방지하기 위해 특정 공간 내에서 평평해야합니다.
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분리기 외에도 SOFC 스택 용 다양한 고품질 구성 요소도 제공합니다. 예를 들어, 우리고온 저항 금속 팔꿈치SOFC 작동의 고온과 부식성 환경을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 우리의벨로우즈 연결을위한 Inconel 625 전환 링스택의 벨로우즈간에 안정적인 연결을 제공합니다. 그리고 우리SUS445 열 - 내성 엔드 플레이트우수한 내열성과 기계적 안정성을 제공합니다.
결론
SOFC 스택의 분리기 테스트는 재료 호환성, 전기 전도성, 가스 불 침투성, 기계적 강도 및 표면 마감을 포함한 여러 측면을 포함하는 포괄적 인 프로세스입니다. 엄격한 테스트 표준을 준수함으로써 분리기가 SOFC 스택의 높은 성능 요구 사항을 충족하도록 할 수 있습니다. 분리기 제품 또는 기타 SOFC 구성 요소에 관심이 있으시면 조달 및 추가 논의를 위해 저희에게 연락하십시오.
참조
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- Singhal, SC, & Kendall, K. (2003). 고온 고체 산화물 연료 전지 : 기초, 설계 및 응용. elsevier.
- Steele, Bch, & Heinzel, A. (2001). 연료를위한 재료 - 세포 기술. 자연, 414 (6861), 345-352.