[发明专利]流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法及装置

权利要求书

1.一种流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法，其特征在于：首先将集流器、炭燃料和催化剂颗粒混合物置于半电池内，再将多孔板固定在预设位置后依次放入辅助电极、参比电极和碳酸盐，然后往半电池内通入氮气并对其进行加热，达到预设反应温度后调整氮气流量并往参比电极内通入氧气、二氧化碳平衡气体，最后连接外电路开始相关极化曲线的测试。

2.一种实现权利要求1所述的流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法的测试装置，其特征在于该装置具有可旋转式支架结构、电加热系统及半电池反应装置；电加热系统及半电池反应装置的机械结构部分位于可旋转式支架结构内。

所述可旋转式支架结构包括降低装置重心的底板(1-8)，固定在底板(1-8)上的支撑架(1-3)、丝杆(1-7)，支撑板(1-4)由调整其高度的下螺母(1-5)、上螺母(1-6)固定在丝杆(1-7)上，轴(1-1)的一端焊接在电加热炉(2-1)上，另一端由轴承轴壳(1-2)固定在支撑架(1-3)上；

所述电加热系统由上下两套电加热装置、保温棉(2-7)及铰链(2-8)构成，其中上套电加热装置包括位于反应器(3-1)外部的电加热炉(2-1)、采集反应器内部温度的热电偶(2-2)及控制电加热炉(2-1)升温程序的温控装置(2-3)，下套电加热装置包括位于气体预热器(3-2)外部的电加热炉(2-4)、采集预热器内部温度的热电偶(2-5)及控制电加热炉(2-4)升温程序的温控装置(2-6)；

所述半电池装置包括反应器(3-1)和气体预热器(3-2)，所述反应器(3-1)包括上壳体(3-1-1)、位于上壳体(3-1-1)内部的内衬陶瓷管(3-1-2)、位于上壳体(3-1-1)上部的不锈钢盖板(3-1-3)，位于上壳体(3-1-1)中部的辅助电极(3-1-4)和多孔板(3-1-8)，位于上壳体(3-1-1)下部的参比电极(3-1-5)、工作电极(3-1-6)及集流器(3-1-7)；所述的气体预热器(3-2)包括连接在下壳体(3-2-1)下部的三通(3-2-2)、与三通(3-2-2)相接的进气管(3-2-3)、设置在下壳体(3-2-1)与上壳体(3-1-1)之间的布风板(3-2-4)和密封垫片(3-2-5)。

3.根据权利要求2所述的流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法的测试装置，其特征在于所述反应器的上壳体(3-1-1)内填充所述陶瓷管(3-1-2)，用于实现电极与壳体的绝缘；所述上壳体(3-1-1)为高温耐腐蚀壳体，材质为316L不锈钢或304不锈钢。

4.根据权利要求2所述的流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法的测试装置，其特征在于所述辅助电极(3-1-4)为方型金属镍板，电极导线为外有陶瓷管保护的镍丝。

5.根据权利要求2所述的流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法的测试装置，其特征在于所述参比电极(3-1-5)为一个刚玉管组件，内有熔融碳酸盐、氧气/二氧化碳平衡气体及一根金丝；所述刚玉管组件包含有一底部开有1～1.5mm小孔的长刚玉管和一底部封头的短刚玉管，所述短刚玉管粘接在所述长刚玉管外，其粘接处留有3～5个小孔实现管内外碳酸根离子交换，其孔径为1～1.5mm。

6.根据权利要求2所述的流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法的测试装置，其特征在于所述集流器(3-1-7)为散热器型金属镍板，电极导线为外有陶瓷管保护的镍丝。

7.根据权利要求2所述的流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法的测试装置，其特征在于所述工作电极(3-1-6)为镍颗粒或者镍合金颗粒，其粒径为60～200微米。

8.根据权利要求2所述的流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法的测试装置，其特征在于所述布风板(3-2-4)中心为316L不锈钢粉末烧结过滤板，其过滤精度为200～840目，周围为316L不锈钢。

9.根据权利要求2所述的流化床电极直接碳燃料电池半电池的测试方法的测试装置，其特征在于所述密封垫片(3-2-5)为耐高温绝缘垫片，如云母垫片、陶瓷纤维垫片。