一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架的製作方法

2023-06-17 07:20:06

專利名稱：一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架的製作方法
技術領域：
本發明屬於電化學測試領域，特別涉及一種高溫固體氧化物單體電解池固定 測試支架。
技術背景利用高溫固體氧化物電解池電解水蒸汽制氫是目前能源領域的熱點研究課 題，具有廣闊的發展前景。電解池性能好壞的準確評價對於推動高溫蒸汽電解制 氫技術的發展具有重要意義。電解池性能的測試可以分為單體電解池測試和電解 池堆的測試，對於實驗室研究來說最常用是單體電解池測試。高溫固體氧化物電解池測試一般涉及高溫、高溼、強氧化或強還原氣氛條件， 對測試裝置的穩定性、密封性的要求很高，採用普通的電化學測試支架很難實現。 目前的單體電解池測試常規方法是直接將單體電解池片封接在陶瓷管一端。由於 在封接的過程中沒有固定裝置，因此封接的成功率和穩定性不高，容易產生漏氣 等問題。也有報導採用重物加壓的方法來固定電解質片，但該方法只能用於直立 式的測試裝置，而且裝置較為複雜。因此，為滿足單體電解池測試的要求，迫切需要開發一種具有更高可靠性和穩定性的適於高溫下(600—ioocrc)操作的單 體電解池固定測試支架。

發明內容
本發明的目的是提供一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架，可用於 高溫固體氧化物單體電解池的電化學性能測試。為實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架，其組成為帶凹槽的耐高溫 不鏽鋼支撐板8上固定四根耐高溫不鏽鋼支柱1;不鏽鋼支柱1穿過不鏽鋼法蘭 7並用四對不鏽鋼螺母5和聚四氟乙烯墊圈6與之固定；耐高溫陶瓷環17置於 耐高溫不鏽鋼支撐板8的凹槽內，其上依次放置兩端連接測試導線的電解池片 15和密封環16;在不鏽鋼支柱1的另一端為不鏽鋼密封接頭4，其上設有進氣管12、出氣管10和一根雙孔陶瓷管11，在雙孔陶瓷管ll內穿有氫電極測量導 線9;耐高溫陶瓷管14穿過不鏽鋼法蘭7， 一段抵在密封環16上，另一端與不 鏽鋼密封接頭4通過密封環13相連；在不鏽鋼密封接頭4的外側通過方形不鏽 鋼螺母2和螺旋狀彈簧3將不鏽鋼密封接頭4壓緊，使之與耐高溫陶瓷管14及密封環16緊閉密封；氫電極測試導線9與電解池片15上的測試線連接；氧電極測量導線18接於與電解池片15外端。所述的不鏽鋼法蘭7上設有單體電解池測試固定夾具插孔7a，從中穿過四 根耐高溫不鏽鋼支柱l，用於固定單體電解池測試固定夾具；單體電解池固定插 孔7b，從中穿過耐高溫陶瓷管14;法蘭螺栓孔7c，用於將測試裝置通過法蘭固定。所述不鏽鋼法蘭7在耐高溫不鏽鋼支柱1上的位置可按要求進行調整。所述密封環16的密封採用玻璃、陶瓷密封劑或金環密封；所述密封環13 採用密封膠密封。所述氫電極測試導線9和氧電極測試導線18採用鉑絲。本發明的有益效果為:①該裝置可以用於單體高溫固體氧化物電解池的電化 學性能測試，實用方便，操作簡單。②該裝置採用陶瓷材料和耐高溫不鏽鋼材料 結合的設計方式，陶瓷材料具有絕緣、耐高溫、耐腐蝕的特點，作為反應室和密 封部分；耐高溫不鏽鋼則具有耐高溫和易加工的特點，作為外部固定部分。③用鉬絲作為連接導線可避免由於銀的熔點較低容易滲透造成的測量不準確問題。
測試裝置置於不鏽鋼法蘭上，裝配方便，可靈活使用。⑤該測試裝置即可用於直 立式也可用於臥式高溫測試爐中。


圖1是高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架的結構示意圖； 圖2是不鏽鋼法蘭的俯視圖。
具體實施方式
本發明提供了一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架，用於單體固體 氧化物電解池高溫電化學性能測試；下面結合附圖對本發明作進一步說明圖1為本發明一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架的結構示意圖。該裝置的組成為將四根耐高溫不鏽鋼支柱1焊接固定於一帶凹槽的耐高溫不鏽 鋼支撐板8上，將不鏽鋼法蘭7用不鏽鋼螺母5和聚四氟乙烯墊圈6固定於耐高 溫不鏽鋼支柱1上，可按要求適當調整不鏽鋼法蘭7在耐高溫不鏽鋼支柱1上的 位置;將一耐高溫陶瓷管14 一端用密封膠13與不鏽鋼密封接頭4密封連接在一 起；不鏽鋼密封接頭4上設有陶瓷進氣管12、出氣管10和雙孔陶瓷管11，雙孔 陶瓷管11內穿有測試導線9;將耐高溫陶瓷環17置於耐高溫不鏽鋼支撐板8的 凹槽內，其上依次放置兩端連接測試導線的電解池片15和密封玻璃環16;將氫 電極測試導線9與電解池片15上的測試線連接;將耐高溫陶瓷管14穿過不鏽鋼 法蘭7上的單體電解池固定插孔7b，調節方形不鏽鋼螺母2壓緊螺旋狀彈簧3， 使不鏽鋼密封接頭4和耐高溫陶瓷管14緊緊壓在密封玻璃環上。圖2為不鏽鋼法蘭俯視圖。在所述的不鏽鋼法蘭7上設有單體電解池測試固 定夾具插孔7a，從中穿過四根耐高溫不鏽鋼支柱l，用於固定單體電解池測試固 定夾具；單體電解池固定插孔7b，從中穿過耐高溫陶瓷管14;法蘭螺栓孔7c，用於將測試裝置通過法蘭固定。完成本測試裝置安裝，將本測試裝置置於高溫爐內，即可開始測試。
權利要求
1.一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架，其特徵在於，該支架的組成為帶凹槽的耐高溫不鏽鋼支撐板(8)上固定四根耐高溫不鏽鋼支柱(1)；不鏽鋼支柱(1)穿過不鏽鋼法蘭(7)並用四對不鏽鋼螺母(5)和聚四氟乙烯墊圈(6)與之固定；耐高溫陶瓷環(17)置於耐高溫不鏽鋼支撐板(8)的凹槽內，其上依次放置兩端連接測試導線的電解池片(15)和密封環(16)；在不鏽鋼支柱(1)的另一端為不鏽鋼密封接頭(4)，其上設有進氣管(12)、出氣管(10)和一根雙孔陶瓷管(11)，在雙孔陶瓷管(11)內穿有氫電極測量導線(9)；耐高溫陶瓷管(14)穿過不鏽鋼法蘭(7)，一端抵在密封環(16)上，另一端與不鏽鋼密封接頭(4)通過密封環(13)相連；在不鏽鋼密封接頭(4)的外側通過方形不鏽鋼螺母(2)和螺旋狀彈簧(3)將不鏽鋼密封接頭(4)壓緊，使之與耐高溫陶瓷管(14)及密封環(16)緊閉密封；氫電極測試導線(9)與電解池片(15)上的測試線連接；氧電極測量導線(18)接於電解池片(15)外端。
2. 根據權利要求1所述的一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架， 其特徵在於，所述不鏽鋼法蘭(7)上設有單體電解池測試固定夾具插孔(7a), 從中穿過四根耐高溫不鏽鋼支柱(l)，用於固定單體電解池測試固定夾具；單體 電解池固定插孔(7b)，從中穿過耐高溫陶瓷管(14);法蘭螺栓孔(7c)，用於 將測試裝置通過不鏽鋼法蘭(7)固定。
3. 根據權利要求1所述的一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架， 其特徵在於，所述不鏽鋼法蘭(7)在耐高溫不鏽鋼支柱(1)上的位置可進行調 整。
4. 根據權利要求1所述的一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架， 其特徵在於，所述密封環(16)的密封採用玻璃、陶瓷密封劑或金環密封。
5. 根據權利要求1所述的一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架， 其特徵在於，所述密封環(13)採用密封膠密封。
6. 根據權利要求1所述的一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架，其特徵在於，所述氫電極測試導線(9)和氧電極測試導線(18)採用鉑絲。
全文摘要
一種高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架，該裝置包括一不鏽鋼法蘭，設置在不鏽鋼法蘭上的單體電解池測試固定夾具和單體電解池測試支架；所述的電解池測試固定夾具包括耐高溫不鏽鋼支撐板、耐高溫不鏽鋼支柱、不鏽鋼螺母和聚四氟乙烯墊圈以及螺旋狀彈簧和方形不鏽鋼螺母；所述的單體電解池測試支架包括耐高溫陶瓷管、耐高溫陶瓷環、單體電解池片和不鏽鋼密封接頭。本發明涉及的高溫固體氧化物單體電解池固定測試支架，可用於高溫、不同氣氛下單體電解池的電化學性能測試和評估；該裝置採用陶瓷材料和耐高溫不鏽鋼材料結合的設計方式，具有操作簡便、裝配方便，可靈活使用等優點。
文檔編號G01N27/26GK101216445SQ20071030477
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者波 於, 張文強, 徐景明, 靖 陳 申請人:清華大學