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安全保障助力实现SO2对燃料电池性能影响的测试

2024-03-25 15:46:05·  来源：特嗨氢能检测  
　

在燃料电池工作温度较低时，空气中的杂质气体SO2会导致阴极催化剂中毒，影响燃料电池ORR效率，导致燃料电池性能降低。


01  SO2毒化机理


SO2对燃料电池的毒化机理主要为SO2在Pt表面吸附形成含硫官能团，导致电化学表面积的损失，并加速Pt氧化物的形成。在单电池电压≥0.8V时主要发生SO2的电氧化反应：



在单电池电压处于（0.5～0.8）V时主要发生SO2的吸附反应：


0

在单电池电压≤0.5V时主要发生SO2的电还原反应：



02  测试步骤及目的


① 进行燃料电池的气密性测试，用以保障试验的安全性；


② 进行燃料电池的活化测试，将燃料电池性能提升至最优的状态；


③ 进行稳定性考核测试，用来保证燃料电池性能稳定，排除燃料电池本身稳定性对试验结果的影响；


④ 进行极化与电化学测试，表征燃料电池在毒化前后的差异；


⑤ 进行毒化耐久测试，考验燃料电池对SO2的耐受能力。


图片


03  SO2气体供给


① 确定SO2的浓度。不同浓度的SO2对燃料电池性能的影响也不相同，我们应结合燃料电池的应用场所来确定SO2的浓度。SO2主要的来源有化石燃料的燃烧，元素硫、硫酸和纸张的生产过程等。此外，火山喷发等自然现象也是 SO2 的重要排放来源。在世界上大多数城市SO2的年平均浓度在（5～20）ppb，但在工业区可达到（400～750）ppb的较高水平，而火山喷发则可让SO2的浓度达到ppm级别。


② 确定SO2供给方式。我们应根据试验对SO2气体用量的大小来确定气体的供给方式。在开展单电池测试或短时间测试等用气量较少的试验时，可直接使用相应浓度的SO2标准气体进行测试；在开展整堆测试或长时间测试等用气量较多的试验时，建议采用高浓度的SO2气体与纯净空气进行混合配气的方式来提供测试所需浓度的SO2气体。


04  试验安全保障


SO2是具有强刺激性的有毒气体，试验过程具有一定的危险性。为了保障试验的安全，特嗨氢能检测采取措施主要有：


① 配备便携式SO2浓度报警器，用于测试过程的巡检；


② 配备固定式SO2浓度报警器，用于测试异常时联动测试台切断气源；


③ 配备防护面具、洗眼器等应急装备，用于应急过程处置。

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