一种平管式燃料电池内部工况检测方法技术

本发明专利技术公开了一种平管式燃料电池内部工况检测方法，包括：沿平管式燃料电池的两端将其装夹固定；将取样管穿过任一端的夹具伸入所述平管式燃料电池的阳极气体通道内；调整所述取样管进气的位置进行多点取样；分析全部所述取样气体的成分并建立气体成分的浓度场。本发明专利技术所提供的平管式燃料电池内部工况检测方法满足实时原位地建立气体浓度场乃至温度场的分布情况，能够精确地监测分析平管式燃料电池内部工况，为改善平管式燃料电池的设计，保障其安全高效提供依据。其安全高效提供依据。其安全高效提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种平管式燃料电池内部工况检测方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，特别涉及一种平管式燃料电池内部工况检测方法。

技术介绍

[0002]固体氧化物燃料电池可按照构型分为平板式、管式等，近年来宁波材料所还提出一种平管式燃料电池，兼具平板式与管式燃料电池优点。该结构的SOFC的阳极包含由复数个管状结构组成的阳极气体通道。由外部供气装置通入的燃料经该通道向电池阳极区域扩散，参与阳极电化学反应，将燃料的化学能直接转化为电能。
[0003]随着燃料参与反应的程度、电池内部温度、燃料浓度的变化，SOFC阳极气体通道中各部位气体成分必然会存在差异。燃料在阳极一端的化学反应或电化学反应存在吸放热，气氛的差异最终会导致电池内部热分布不均匀，电池以及整个系统存在热应力，最终可能导致燃料利用率低下、电池损伤甚至破坏失效等情况。现有的关于平管式SOFC阳极内部气体的研究多采集最终排出电池的混合内部气体，对于SOFC内部各部位的内部气体研究仅有理论建模与计算，缺乏有效的取样分析手段。因此需要一种能够实时、精确地监控电池内部的运行状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种平管式燃料电池内部工况检测方法，该检测方法能够精确地监测分析平管式燃料电池内部工况，保障其安全高效运行。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种平管式燃料电池内部状态的检测方法，包括：
[0006]沿平管式燃料电池的两端将其装夹固定；
[0007]将取样管穿过任一端的夹具伸入所述平管式燃料电池的阳极气体通道内；
[0008]调整所述取样管进气的位置进行多点取样；
[0009]分析全部所述取样气体的成分并建立气体成分的浓度场。
[0010]可选地，还包括：
[0011]将测温探头穿过所述夹具伸入所述阳极气体通道内；
[0012]调整所述测温探头的位置进行多点测温；
[0013]根据所述多点测温的温度数据建立平管式燃料电池内部的温度场。
[0014]可选地，所述夹具呈凵状，凵状所述夹具的两侧壁的内侧均设有装卡平管式燃料电池的限位台阶，以使所述夹具与平管式燃料电池的端部之间形成空腔；位于平管式燃料电池两端的夹具中的一者设有阳极进气孔，另一者设有阳极排气孔；且两端所述夹具中的任一者开设连通所述空腔的检测孔。
[0015]可选地，所述取样管的外径和所述测温探头的外径均小于等于阳极气体通道内径的1/3。
[0016]可选地，所述检测孔设有定位套管。
[0017]可选地，所述调整所述取样管进气的位置进行多点取样的步骤和所述分析全部所
述取样气体的成分并建立气体成分的浓度场的步骤之间还包括：对取样气体干燥并将干燥后的取样气体通入密闭容器。
[0018]可选地，所述分析全部所述取样气体的成分并建立气体成分的浓度场包括：采用色谱取样针抽取所述密闭容器内的取样气体并注射至色谱分析仪进行色谱分析，根据色谱分析结果确定气体成分及比例。
[0019]可选地，所述调整所述测温探头的位置进行多点测温时的步骤为，调整所述测温探头的测温位置并与取样位置重合。
[0020]可选地，所述调整所述取样管进气的位置进行多点取样的步骤之前还包括：排出所述密闭容器及所述取样管内的原有气氛。
[0021]相对于上述
技术介绍
，本专利技术所提供的平管式燃料电池内部工况检测方法通过夹具沿平管式燃料电池的两端将其固定，采用取样管穿过夹具伸入平管式燃料电池的内部通过调整取样管的位置进行多点取样，通过对多次原位实时取样的取样气体的成分进行分析，建立反映气体分布的浓度场，直观精确地监测平管式燃料电池的内部工况，以便根据内部工况对平管式燃料电池进行优化，保证安全运行。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例所提供的平管式燃料电池内部工况检测方法的流程图；
[0024]图2为本专利技术实施例气体取样检测的示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例温度检测的示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例所提供的第一种夹具的示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例所提供的第二种夹具的示意图；
[0028]图6为本专利技术实施例所提供的第三种夹具的示意图；
[0029]图7为本专利技术实施例所提供的不同位置同一深度的气体成分图；
[0030]图8为本专利技术实施例所提供的同一气体通道不同深度的气体成分图；
[0031]图9为本专利技术实施例所提供的干燥且去除氮气时的气体成分图。
[0032]其中：
[0033]1‑
平管式燃料电池、2
‑
夹具、3
‑
取样管、4
‑
干燥瓶、5
‑
样气瓶、6
‑
色谱取样针、7
‑
色谱分析仪、8
‑
测温热电偶、9
‑
热电偶显示器。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施
方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0036]请参考图1至图9，图1为本专利技术实施例所提供的平管式燃料电池内部工况检测方法的流程图，图2为本专利技术实施例气体取样检测的示意图，图3为本专利技术实施例温度检测的示意图，图4为本专利技术实施例所提供的第一种夹具的示意图，图5为本专利技术实施例所提供的第二种夹具的示意图，图6为本专利技术实施例所提供的第三种夹具的示意图，图7为本专利技术实施例所提供的不同位置同一深度的气体成分图，图8为本专利技术实施例所提供的同一气体通道不同深度的气体成分图，图9为本专利技术实施例所提供的干燥且去除氮气时的气体成分图。在图2至图6中，a表示阳极进气，b表示阳极排气，c表示阳极进气，d表示阳极排气。
[0037]本专利技术所提供的平管式燃料电池内部工况检测方法如图1所示，包括如下步骤：
[0038]步骤101：沿平管式燃料电池1的两端将其装夹固定；对于平管式燃料电池1，本专利技术特别提供一种适用的夹具2，通过将夹具2装夹在平管式燃料电池1的两端，在实现平管式燃料电池1固定的前提下又不影响正常的阳极及阴极的进气，同时保证取样管3能够伸入电池内部的不同深度进行取样。
[0039]夹具2的结构可参考图4至图6所示，根据测试平管式燃料电池1的不同及测试目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平管式燃料电池内部工况检测方法，其特征在于，包括：沿平管式燃料电池的两端将其装夹固定；将取样管穿过任一端的夹具伸入所述平管式燃料电池的阳极气体通道内；调整所述取样管进气的位置进行多点取样；分析全部所述取样气体的成分并建立气体成分的浓度场。2.根据权利要求1所述的平管式燃料电池内部工况检测方法，其特征在于，还包括：将测温探头穿过所述夹具伸入所述阳极气体通道内；调整所述测温探头的位置进行多点测温；根据所述多点测温的温度数据建立平管式燃料电池内部的温度场。3.根据权利要求1或2所述的平管式燃料电池内部工况检测方法，其特征在于，所述夹具呈凵状，凵状所述夹具的两侧壁的内侧均设有装卡平管式燃料电池的限位台阶，以使所述夹具与平管式燃料电池的端部之间形成空腔；位于平管式燃料电池两端的夹具中的一者设有阳极进气孔，另一者设有阳极排气孔；且两端所述夹具中的任一者开设连通所述空腔的检测孔。4.根据权利要求2所述的平管式燃料电池内部工况检测方法，其特征在于，所述取样管的外径和所述测温探头的外径均小于等于阳极气体通道内径...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，杨钧，官万兵，王建新，
申请(专利权)人：浙江工研院发展有限公司，
类型：发明
国别省市：