燃料电池中毒测试模块是专门用于评估燃料电池催化剂中毒性能的关键设备,能够精确控制污染气体的添加浓度,实现1ppm级污染气体的精确添加与控制。该模块通过精确计量控制污染气体流量,采用两步混合技术,在大于100ml/min的整个流量范围内实现污染气体1ppm的浓度添加,覆盖从1ppm到10ppt的各种中毒气体浓度测试需求。
模块的核心技术在于其混合器系统,采用先进的混合技术确保污染气体与工作气体充分均匀混合。系统通过质量流量计精确控制污染气体流量,与燃料电池工作气体在管路中混合,完成预定浓度污染气体的配置。污染气体可以同时加入燃料电池堆阳极或阴极工作气流中,实现对不同中毒场景的模拟测试。此外,模块还可以升级选配,在燃料电池工作气体中混入一种中毒液体进行测试,扩展测试功能。

在测试过程中,首先将待测燃料电池模块活化完成后,设定在预定工况内稳定运行设定时间。然后利用污染气体质量流量计控制污染气体流量,与空气在管路中混合,通入含有污染气体的阴极气体,使待测燃料电池模块在预定浓度下运行设定时间。每次浓度污染气体中毒完成后进行电化学阻抗谱测试,记录毒化后待测燃料电池模块的阻抗变化。通过改变污染气体质量流量计控制污染气体流量,改变阴极污染气体浓度,完成不同浓度污染气体工况下待测燃料电池模块的性能测试。
污染气体浓度的精确控制是测试的关键。污染气体的流量应在质量流量计的精度范围内,且不宜超过正常运行时空气流量的10%,以避免污染气体引起阴极进气温度、湿度变化过大造成误差。实验前需要确保污染气体管路中已将其他气体排出,全部为污染气体,以确保通入污染气体时管路中能及时产生预设浓度的污染气体,保证实验的准确性。通过分析不同污染气体浓度下待测燃料电池模块的性能衰减和阻抗变化,可以测算出该污染气体短期内毒化燃料电池的浓度阈值。