[实用新型]一种1kW固体氧化物燃料电池测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池测试系统，尤其是涉及一种1kW固体氧化物燃料电池测试系统。 

背景技术

随着人类社会的发展，能源和环境问题日益成为制约国内外经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始寻找可替代的绿色新能源。固体氧化物燃料电池是一种将化石燃料煤、石油、天然气以及其它等碳氢化合物中的化学能转换为电能的发电装置。与以燃烧为基础的传统发电方式相比，固体氧化物燃料电池在能量转换过程中没有燃烧和机械过程，极大地降低了能量损失，提高了能量转化效率，同时也避免了氮氧化物、硫氧物、一氧化碳与二氧化碳以及粉尘等污染物的产生，近而保护了生态环境。此外，固体氧化物燃料电池具有安静、可靠和优质等特点。 

严格的固体氧化物燃料电池测试系统是固体氧化物燃料电池研究开发过程中必不可少的环节，其目的是评估固体氧化物燃料电池相关部件的运行工况，为进一步优化单电池和电堆综合性能提供依据。目前，国外相关公司提供的固体氧化物燃料电池测试设备具有价格昂贵、产品固化、售后服务困难等问题。因此，自主开发固体氧化物燃料电池测试平台对于我国固体氧化物燃料电池技术的研究与开发至关重要。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种直接评估1kW固体氧化物燃料电池工作发电性能的测控系统。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种1kW固体氧化物燃料电池测试系统，包括阳极燃料气体回路、阴极空气回路、电子负载和尾气处理装置，所述的阳极燃料气体回路与固体氧化物燃料电堆连接，所述的阴极空气回路与固体氧化物燃料电堆连接，所述的固体氧化物燃料电堆与电子负载连接，所述的固体氧化物燃料电堆与尾气处理装置连接。 

所述的阳极燃料气体回路包括阳极燃料气体、阳极燃料气体控制装置、混合腔、第一通路和第二通路，所述的阳极燃料气体经过所述的阳极燃料气体控制装置后于混合腔内形成阳极混合燃料气体，所述的阳极混合燃料气体通过所述的第一通路或者所述的第二通路进入固体氧化物燃料电堆。 

所述的阳极燃料气体包括氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳，所述的阳极燃料气体控制装置包括氢气控制装置、甲烷控制装置、一氧化碳控制装置和二氧化碳控制装置，所述的氢气控制装置包括第一过滤器、第一减压阀、第一压力表、第一电磁阀、第一质量流量计和第一单向阀，氢气依次经过第一过滤器、第一减压阀、第一压力表、第一电磁阀、第一质量流量计和第一单向阀进入所述的混合腔。 

所述的甲烷控制装置包括第二过滤器、第二减压阀、第二压力表、第二电磁阀、第二质量流量计和第二单向阀，甲烷依次经过第二过滤器、第二减压阀、第二压力表、第二电磁阀、第二质量流量计和第二单向阀进入所述的混合腔。 

所述的一氧化碳控制装置包括第三过滤器、第三减压阀、第三压力表、第三电磁阀、第三质量流量计和第三单向阀，一氧化碳依次经过第三过滤器、第三减压阀、第三压力表、第三电磁阀、第三质量流量计和第三单向阀进入所述的混合腔。 

所述的二氧化碳控制装置包括第四过滤器、第四减压阀、第四压力表、第四电磁阀、第四质量流量计和第四单向阀，二氧化碳依次经过第四过滤器、第四减压阀、第四压力表、第四电磁阀、第四质量流量计和第四单向阀进入所述的混合腔。在上述阳极燃料气体回路中，质量流量控制器根据来自上位机的流量设定值采用智能控制方式与电磁阀配合将燃料供给流量稳定在设定值上。 

所述的第一通路包括第五电磁阀和第一保温处理装置，所述的阳极混合燃料气体经过第五电磁阀后由第一保温处理装置中的保温管道引入固体氧化物燃料电堆的阳极，所述的第五电磁阀接在所述的混合腔的输出端和第一保温处理装置之间，所述的第一保温装置包括第一温度探头、第一压力传感器和第一加热带； 

所述的第二通路包括气体加湿装置和第一保温处理装置，所述的气体加湿装置包括第六电磁阀、蒸汽炉、水箱、第一液位计、蠕动泵、第七电磁阀、第五单向阀、手阀和第一排水口，所述的蒸汽炉上设置有第二温度探头，所述的水箱内的去离子水依次经过第一液位计、蠕动泵、第七电磁阀和第五单向阀进入蒸汽炉内加热，所述的阳极混合燃料气体同时通过第六电磁阀后从蒸汽炉底部进入炉腔内加湿，加湿完后，阳极混合燃料 气体由第一保温处理装置中的保温管道引入所述的固体氧化物燃料电堆的阳极，多余的去离子水经过手阀由第一排水口排出。