[发明专利]一种多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统及其运行方法

权利要求书

1.一种多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统，包括空气供应系统、氮气系统、两段式电堆加热炉、电子负载和控制系统；还包括依次连通的阳极多气源供气子系统、混气管路和直通管路，所述空气供应系统包括第一空气输入管路；所述两段式电堆加热炉包括被分隔的上部和下部，所述上部盛放有与所述电子负载连接的SOFC电堆，所述SOFC电堆的阳极气体输入管、阴极气体输入管、阳极尾气输出管和阴极尾气输出管均延伸进所述下部并伸出所述两段式电堆加热炉；

所述直通管路的输出端与所述阳极气体输入管连通，所述第一空气输入管路与所述阴极气体输入管连通；所述氮气系统包括两个支路氮气管路，一个所述支路氮气管路与所述混气管路连通，另一个所述支路氮气管路与所述第一空气输入管路连通；所述直通管路的输入段、所述直通管路的输出段、所述第一空气输入管路上设有第一管路加热装置和温度监控装置，所述阳极气体输入管和所述阴极气体输入管上设有温度监控装置和第二管路加热装置且所述第二管路加热装置位于所述下部内；

所述阳极多气源供气子系统包括分别与所述混气管路连通的H₂管路、CO管路和CO₂管路；所述H₂管路、所述CO管路、所述CO₂管路和所述第一空气输入管路上依次设有气体阀、调压阀、压力表、质量流量计和电磁阀，且所述H₂管路、所述CO管路、所述CO₂管路和所述支路氮气管路在电磁阀之后还设有单向阀；所述第一空气输入管路上设有鼓风机且所述鼓风机位于所述气体阀前，所述气体阀、所述调压阀、所述压力表、所述质量流量计、所述电磁阀、所述单向阀、所述鼓风机、所述电子负载、所述第一管路加热装置、所述第二管路加热装置和所述温度监控装置均与所述控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统，其特征在于，所述混气管路上并联有阳极气体加湿子系统，所述阳极气体加湿子系统包括与带有温度监控装置的鼓泡式加湿器连接的去离子水管路、气体输入管路和加湿气体管路，所述去离子水管路、所述气体输入管路和所述混气管路上设有电磁阀，所述气体输入管路和所述加湿气体管路上均设有第三管路加热装置和温度监控装置，所述去离子水管路还设有去离子水泵，且所述去离子水泵位于电磁阀之前。

3.根据权利要求2所述的多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统，其特征在于，所述阳极多气源供气子系统还包括分别与所述混气管路连通的CH₄管路和/或天然气管路，所述CH₄管路和所述天然气管路上依次设有气体阀、调压阀、压力表、质量流量计、电磁阀和单向阀。

4.根据权利要求3所述的多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统，其特征在于，所述直通管路上分别并联有重整器支路和预转化器支路；所述重整器支路包括重整器，所述预转化器支路包括预转化器，所述重整器支路和所述预转化器支路还均设有温度监控装置和反应器加热装置。

5.根据权利要求3所述的多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统，其特征在于，所述天然气管路上设有常温脱硫器，所述常温脱硫器位于单向阀之后。

6.根据权利要求5所述的多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统，其特征在于，在所述常温脱硫器的前端、后端分别设有气体组分采样口。

7.根据权利要求1所述的多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统，其特征在于，所述两段式电堆加热炉和所述直通管路的前端、后端分别设有气体组分采样口。

8.根据权利要求1所述的多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统，其特征在于，所述阳极尾气输出管和所述阴极尾气输出管上均设有背压调节阀。