测试系统、空气混合物管路和气体控制单元技术方案

本发明专利技术涉及一种用于优选在自500℃至850℃的温度的情况下表征固体氧化物单池的测试系统，该测试系统具有：用于为固体氧化物单池构造统一的燃料气体混合物的至少一个气体控制单元；至少一个燃料气体混合物管路；至少一个氢气管路；以及尤其至少一个氧气管路，其中，至少一个气体控制单元具有：至少三个堆叠层；至少一个水合作用单元；至少一个直接地传导气体地与燃料气体混合物管路和水合作用单元连接的混合室；以及用于固体氧化物单池的至少一个测试站，该至少一个测试站布置在至少三个堆叠层的测试层处。提出了，气体控制单元具有用于至少一个另外的固体氧化物单池的至少一个另外的测试站，该至少一个另外的测试站布置在测试层处。测试层处。测试层处。

【技术实现步骤摘要】
测试系统、空气混合物管路和气体控制单元


[0001]本专利技术涉及一种测试系统、一种空气混合物管路以及一种气体控制单元。

技术介绍

[0002]已经提出了一种用于优选在自500℃至850℃的温度的情况下表征固体氧化物单池的测试系统，该测试系统具有：用于为固体氧化物单池构造统一的燃料气体混合物的至少一个气体控制单元；至少一个燃料气体混合物管路；至少一个氢气管路；以及尤其至少一个氧气管路，其中，至少一个气体控制单元具有：至少三个堆叠层；构造用于湿润统一的气体混合物的至少一个水合作用单元，该至少一个水合作用单元尤其直接地传导气体地与至少一个氢气管路和/或与至少一个氧气管路连接，并且该至少一个水合作用单元布置在至少三个堆叠层的水合作用层中；至少一个直接地传导气体地与燃料气体混合物管路和水合作用单元连接的混合室，该混合室构造用于构造统一的气体混合物，并且该混合室布置在至少三个堆叠层的混合层中；以及用于固体氧化物单池的至少一个测试站，该至少一个测试站布置在至少三个堆叠层的测试层处。

技术实现思路

[0003]本专利技术涉及一种用于优选在自500℃至850℃的温度的情况下表征固体氧化物单池的测试系统，该测试系统具有：用于为固体氧化物单池构造统一的燃料气体混合物的至少一个气体控制单元；至少一个燃料气体混合物管路；至少一个氢气管路；以及尤其至少一个氧气管路，其中，至少一个气体控制单元具有：至少三个堆叠层；构造用于湿润统一的气体混合物的至少一个水合作用单元，该至少一个水合作用单元尤其直接地传导气体地与至少一个氢气管路和/或与至少一个氧气管路连接，并且该至少一个水合作用单元布置在至少三个堆叠层的水合作用层中；至少一个直接地传导气体地与燃料气体混合物管路和水合作用单元连接的混合室，该混合室构造用于构造统一的气体混合物，并且该混合室布置在至少三个堆叠层的混合层中；以及用于固体氧化物单池的至少一个测试站，该至少一个测试站布置在至少三个堆叠层的测试层处。
[0004]提出了，气体控制单元具有用于至少一个另外的固体氧化物单池的至少一个另外的测试站，该至少一个另外的测试站布置在测试层处。
[0005]优选测试系统构造用于尤其同时和/或在时间上错开地表征相同类型的和不同类型的固体氧化物单池，其中，尤其至少两个固体氧化物单池能够同时容纳在测试系统中。在此，固体氧化物单池中的各个或所有固体氧化物单池能够例如构造为阳极支持的、金属支持的、阴极支持的和/或电解液支持的固体氧化物单池。优选测试系统构造用于同时表征至少两个固体氧化物单池。固体氧化物单池能够例如构造为固体氧化物燃料单池或者固体氧化物电解单池。固体氧化物单池优选构造用于将尤其燃料气体的（如例如天然气的）化学能转化成电能，优选在450℃至850℃的温度的情况下、特别优选在自500℃至850℃的温度的情况下进行转化。优选固体氧化物单池、尤其至少一个固体氧化物单池具有气密的且对于
氧离子可穿透的电解液。优选固体氧化物单池、尤其至少一个固体氧化物单池具有至少一个多层的电极，尤其阳极和/或阴极。优选测试系统构造用于在500℃至850℃的温度范围中表征固体氧化物单池。特别地，测试系统能够构造用于在650℃至850℃的温度范围中在没有催化器的情况下表征固体氧化物单池。
[0006]测试系统能够包括至少一个气体输送单元。气体输送单元能够分配有至少一个燃料气体混合物管路、至少一个氢气管路和/或至少一个氧气管路。优选燃料气体混合物管路构造用于将具有一氧化碳
‑
、二氧化碳
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、甲烷
‑
、水蒸气
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、氢气
‑
、氮气
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、甲醇
‑
、柴油重整产物
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和/或氩气
‑
成分的燃料气体混合物输送到气体控制单元，尤其输送到混合室。优选燃料气体混合物管路构造用于将具有至少一氧化碳
‑
、至少二氧化碳
‑
和至少甲烷
‑
成分、尤其具有水蒸气的燃料气体混合物输送到气体控制单元，尤其输送到混合室。优选氢气管路构造用于将尤其具有水蒸气的氢气输送到气体控制单元，优选输送到水合作用单元和/或尤其用输送到混合室。优选氧气管路构造用于将尤其具有水蒸气的氧气输送到气体控制单元，优选输送到水合作用单元和/或尤其输送到混合室。
[0007]优选气体控制单元由陶瓷（优选全陶瓷）、尤其氧化物陶瓷（如例如优选氧化铝又或者氮化硅、氮化铝、氧化锆和/或碳化硅）构造而成。特别地，气体控制单元的堆叠层优选由陶瓷、尤其氧化物陶瓷（如例如优选氧化铝又或者氮化硅、氮化铝、氧化锆和/或碳化硅）构造而成。
[0008]水合作用单元能够包括至少一个起泡器（Bubbler）、尤其至少一个蒸汽压力饱和器、至少一个蒸发器或者至少一个反应室。至少一个蒸发器和/或至少一个起泡器能够集成地构造在至少一个燃料气体混合物管路、至少一个氢气管路和/或至少一个氧气管路中的至少一者中。优选水合作用单元具有至少一个反应室，尤其以用于使氢气和氧气反应。优选水合作用单元、尤其反应室直接地传导气体地与至少一个氢气管路并且与至少一个氧气管路连接。优选水合作用单元、尤其反应室直接地传导气体地与混合室连接，尤其在与至少一个氢气管路和/或至少一个氧气管路与水合作用单元、尤其反应室连接所在的侧部不同的侧部处进行连接。优选水合作用单元包括至少一个催化器、优选至少一个贵重金属催化器。优选至少一个催化器布置在至少一个反应室中，以用于催化氢气和氧气的反应。优选水合作用单元布置在气体控制单元中。优选水合作用单元布置在气体控制单元的刚好一个堆叠层、尤其水合作用层中。优选水合作用层与混合层不同地构造。优选水合作用层与测试层不同地构造。优选水合作用层和混合层是气体控制单元的直接相邻的堆叠层。优选水合作用层布置在混合层的背离测试层的侧部上。优选测试层构成气体控制单元的沿堆叠方向尤其在混合层的测试侧上的倒数第二层。优选堆叠方向至少基本上垂直于各个堆叠层的最大的外表面定向。表述“基本上垂直”在此应该尤其规定方向相对于参考方向的定向，其中，该方向和参考方向尤其在投影平面中观察围成90
°
的角度，并且该角度具有尤其小于8
°
、有利地小于5
°
并且特别有利地小于2
°
的最大偏差。优选水合作用层构成气体控制单元的沿堆叠方向尤其在混合层的水合作用侧上的倒数第二层。优选混合层布置在水合作用层与测试层之间。优选水合作用单元关于从至少一个燃料气体混合物管路、至少一个氢气管路和/或至少一个氧气管路到混合室的气流布置在混合室前方，尤其与至少一个氢气管路和/或至少一个氧气管路中的至少一者相连接并且/或者集成在至少一个氢气管路和/或至少一个氧气管路中的至少一者中。优选测试层和混合层通过至少一个堆叠层与彼此间隔开地布置。优
选分别相邻的堆叠层彼此连接。各个堆叠层能够通过至少2 mm、优选至少5 mm宽的条带尤其在通过条带、优选金条带或例如云母条带、玻璃条带和/或玻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于优选在自500℃至850℃的温度的情况下表征固体氧化物单池的测试系统，所述测试系统具有：用于为所述固体氧化物单池构造统一的燃料气体混合物的至少一个气体控制单元（12a；12b）；至少一个燃料气体混合物管路（16a；16b）；至少一个氢气管路（18a；18b）；和尤其至少一个氧气管路（20a；20b），其中，所述至少一个气体控制单元（12a；12b）具有：至少三个堆叠层（22a；22b），至少一个水合作用单元（24a；24b），所述水合作用单元构造用于湿润所述统一的气体混合物，所述水合作用单元尤其直接地传导气体地与所述至少一个氢气管路（18a；18b）和/或与所述至少一个氧气管路（20a；20b）连接，并且所述水合作用单元布置在所述至少三个堆叠层（22a；22b）的水合作用层（26a；26b）中，至少一个直接地传导气体地与所述燃料气体混合物管路（16a；16b）和所述水合作用单元（24a；24b）连接的混合室（28a；28b），所述混合室构造用于构造所述统一的气体混合物，并且所述混合室布置在所述至少三个堆叠层（22a；22b）的混合层（30a；30b）中，以及用于固体氧化物单池的至少一个测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`），所述测试站布置在所述至少三个堆叠层（22a；22b）的测试层（34a；34b）处，其特征在于，所述气体控制单元（12a；12b）具有用于至少一个另外的固体氧化物单池的至少一个另外的测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`），所述另外的测试站布置在所述测试层（34a；34b）处。2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于废气管路（52a；52b），该废气管路用于将废气从所述至少一个测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`）和所述至少一个另外的测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`）引走，其中，所述至少一个废气管路（52a；52b）至少部分区段地布置在所述至少三个堆叠层（22a；22b）的至少一个与所述测试层（34a；34b）不同的堆叠层（22a；22b）中。3.根据权利要求1或者2所述的测试系统，其特征在于，所述至少一个测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`）和所述至少一个另外的测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`）至少关于从所述混合室（28a；28b）到相应的测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`）的气体路径与所述混合室（28a；28b）间隔同样远地布置。4.根据上述权利要求中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述气体控制单元（12a；12b）具有布置在所述测试层（34a；34b）处的至少一个、优选至少两个附加的测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`）。5.根据上述权利要求中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述气体控制单元（12a；12b）具有至少一个另外的堆叠层（22a；22b）、尤其供气分配层（56a；56b），所述至少一个另外的堆叠层布置在所述混合层（30a；30b）与所述测试层（34a；34b）之间，并且所述至少一个另外的堆叠层限定了供气管路（58b），所述供气管路将所述至少一个测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、38b`）和所述至少一个另外的测试站（32a、36a、38a、38a`；32b、36b、38b、...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：