固体氧化物燃料电池的气体检测特性

摘要

以变压器油中溶解的H2,CO,CH4,C2H6,C2H4和C2H2故障气体为例,通过化学热力学理论计算了固体氧化物燃料电池(SOFC)的理想输出电压,证明了SOFC对多种故障气体的可检测性.分析温度和压强对SOFC输出电压的影响,结果表明:SOFC的工作稳定性取决于高精度的温度控制系统.利用电化学动力学理论建立气体物质的量与输出电压之间的关系,通过计算发现气体物质的量与输出电压包络之间存在线性关系,从理论上证明了SOFC对故障气体的线性检测特性.设计了基于SOFC和色谱柱的实验平台,实验结果验证了SOFC检测器具有良好的重复性和线性检测特性,基线稳定,C2H2最小检测体积分数为0.08μL/L,并可同时检测多组份可燃气体.