[发明专利]一种高温固体氧化物单体电解池固定测试支架

说明书

技术领域

本发明属于电化学测试领域，特别涉及一种高温固体氧化物单体电解池固定测试支架。

背景技术

利用高温固体氧化物电解池电解水蒸汽制氢是目前能源领域的热点研究课题，具有广阔的发展前景。电解池性能好坏的准确评价对于推动高温蒸汽电解制氢技术的发展具有重要意义。电解池性能的测试可以分为单体电解池测试和电解池堆的测试，对于实验室研究来说最常用是单体电解池测试。

高温固体氧化物电解池测试一般涉及高温、高湿、强氧化或强还原气氛条件，对测试装置的稳定性、密封性的要求很高，采用普通的电化学测试支架很难实现。目前的单体电解池测试常规方法是直接将单体电解池片封接在陶瓷管一端。由于在封接的过程中没有固定装置，因此封接的成功率和稳定性不高，容易产生漏气等问题。也有报道采用重物加压的方法来固定电解质片，但该方法只能用于直立式的测试装置，而且装置较为复杂。因此，为满足单体电解池测试的要求，迫切需要开发一种具有更高可靠性和稳定性的适于高温下(600-1000℃)操作的单体电解池固定测试支架。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高温固体氧化物单体电解池固定测试支架，可用于高温固体氧化物单体电解池的电化学性能测试。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高温固体氧化物单体电解池固定测试支架，其组成为：带凹槽的耐高温不锈钢支撑板8上固定四根耐高温不锈钢支柱1；不锈钢支柱1穿过不锈钢法兰7并用四对不锈钢螺母5和聚四氟乙烯垫圈6与之固定；耐高温陶瓷环17置于耐高温不锈钢支撑板8的凹槽内，其上依次放置两端连接测试导线的电解池片15和密封环16；在不锈钢支柱1的另一端为不锈钢密封接头4，其上设有进气管12、出气管10和一根双孔陶瓷管11，在双孔陶瓷管11内穿有氢电极测量导线9；耐高温陶瓷管14穿过不锈钢法兰7，一段抵在密封环16上，另一端与不锈钢密封接头4通过密封环13相连；在不锈钢密封接头4的外侧通过方形不锈钢螺母2和螺旋状弹簧3将不锈钢密封接头4压紧，使之与耐高温陶瓷管14及密封环16紧闭密封；氢电极测试导线9与电解池片15上的测试线连接；氧电极测量导线18接于与电解池片15外端。

所述的不锈钢法兰7上设有单体电解池测试固定夹具插孔7a，从中穿过四根耐高温不锈钢支柱1，用于固定单体电解池测试固定夹具；单体电解池固定插孔7b，从中穿过耐高温陶瓷管14；法兰螺栓孔7c，用于将测试装置通过法兰固定。

所述不锈钢法兰7在耐高温不锈钢支柱1上的位置可按要求进行调整。

所述密封环16的密封采用玻璃、陶瓷密封剂或金环密封；所述密封环13采用密封胶密封。

所述氢电极测试导线9和氧电极测试导线18采用铂丝。

本发明的有益效果为：①该装置可以用于单体高温固体氧化物电解池的电化学性能测试，实用方便，操作简单。②该装置采用陶瓷材料和耐高温不锈钢材料结合的设计方式，陶瓷材料具有绝缘、耐高温、耐腐蚀的特点，作为反应室和密封部分；耐高温不锈钢则具有耐高温和易加工的特点，作为外部固定部分。③用铂丝作为连接导线可避免由于银的熔点较低容易渗透造成的测量不准确问题。④测试装置置于不锈钢法兰上，装配方便，可灵活使用。⑤该测试装置即可用于直立式也可用于卧式高温测试炉中。

附图说明：

图1是高温固体氧化物单体电解池固定测试支架的结构示意图；

图2是不锈钢法兰的俯视图。

具体实施方式

本发明提供了一种高温固体氧化物单体电解池固定测试支架，用于单体固体氧化物电解池高温电化学性能测试；下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种高温固体氧化物单体电解池固定测试支架的结构示意图。该装置的组成为：将四根耐高温不锈钢支柱1焊接固定于一带凹槽的耐高温不锈钢支撑板8上，将不锈钢法兰7用不锈钢螺母5和聚四氟乙烯垫圈6固定于耐高温不锈钢支柱1上，可按要求适当调整不锈钢法兰7在耐高温不锈钢支柱1上的位置；将一耐高温陶瓷管14一端用密封胶13与不锈钢密封接头4密封连接在一起；不锈钢密封接头4上设有陶瓷进气管12、出气管10和双孔陶瓷管11，双孔陶瓷管11内穿有测试导线9；将耐高温陶瓷环17置于耐高温不锈钢支撑板8的凹槽内，其上依次放置两端连接测试导线的电解池片15和密封玻璃环16；将氢电极测试导线9与电解池片15上的测试线连接；将耐高温陶瓷管14穿过不锈钢法兰7上的单体电解池固定插孔7b，调节方形不锈钢螺母2压紧螺旋状弹簧3，使不锈钢密封接头4和耐高温陶瓷管14紧紧压在密封玻璃环上。