基于DRT和ADIS的SOFC/SOEC电堆电化学阻抗谱研究

摘要

固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)电堆的电化学分析和诊断是国际上的研究难点.明确多片电堆的本征电化学反应机理和性能规律,是SOFC/SOEC技术实用化的关键.本文首次尝试采用弛豫时间分布法(DRT)耦合阻抗谱差异分析法(ADIS)对电堆在燃料电池模式和电解池模式下的复杂电化学行为进行了究,通过弛豫时间解析出各个过程对应的特征峰,区分出不同的物理化学过程.研究表明,电堆在SOFC模式操作时其氢电极含水量应大于20％,而在SOEC操作时,含水量应小于80％,以最小化电池的气体扩散阻抗.本方法可应用于SOFC/SOEC电堆的分析诊断,简化电堆测量分析的复杂性,有助于电堆衰减机理和原因的实时诊断,并对电堆性能提高给出理论依据和指导建议.