固體氧化物燃料電池單電池的性能表征、材料篩選與長(zhǎng)時(shí)耐久性試驗(yàn)，均需要適配高溫工況的專用測(cè)試載體，SOFC 測(cè)試設(shè)備作為集成夾具與高溫加熱單元的一體化成套裝置，能夠覆蓋固體氧化物燃料電池正向發(fā)電、反向高溫蒸汽電解兩類工況的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試需求，適配平板構(gòu)型單電池的全流程電化學(xué)評(píng)價(jià)工作。整套設(shè)備由全陶瓷單電池測(cè)試夾具與配套高溫電爐兩部分構(gòu)成，二者組合形成封閉高溫測(cè)試空間，依托陶瓷材質(zhì)與彈性密封結(jié)構(gòu)解決高溫環(huán)境下氣密、污染、熱應(yīng)力開裂三類常見測(cè)試難題，廣泛應(yīng)用于高校、科研院所及氫能相關(guān)企業(yè)的材料研發(fā)與樣品性能驗(yàn)證場(chǎng)景。

　　整套設(shè)備核心承載單元為全陶瓷測(cè)試夾具，整體成型材質(zhì)均選用陶瓷原料，全程規(guī)避金屬構(gòu)件與單電池活性區(qū)域直接接觸，從硬件層面消除金屬元素遷移引發(fā)的電池電極中毒問題，保證電化學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)不受外來雜質(zhì)干擾，適合高精度材料對(duì)比試驗(yàn)。夾具內(nèi)部氣體密封體系采用耐高溫陶瓷彈簧壓縮結(jié)構(gòu)完成密封壓緊，區(qū)別于硬質(zhì)剛性壓緊方案，陶瓷彈簧具備隨溫度形變同步自適應(yīng)的特性，高溫升降溫過程中可緩沖各組件之間的熱脹冷縮差值，降低單電池端面受到的集中應(yīng)力，減少高溫循環(huán)測(cè)試中電池片碎裂的概率，延長(zhǎng)單次測(cè)試樣品的可用時(shí)長(zhǎng)。夾具整體裝配流程簡(jiǎn)化，單電池樣品取放、更換操作無需復(fù)雜拆裝工序，操作人員可快速完成不同尺寸樣品切換，縮短批次試驗(yàn)之間的等待間隔，提升實(shí)驗(yàn)室整體試驗(yàn)周轉(zhuǎn)效率。
 

　　夾具本體預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)化功能接口，分別布設(shè)電流采集端子、電壓檢測(cè)端子、熱電偶測(cè)溫端子與兩路氣體管路接口，兩路管路分別承擔(dān)反應(yīng)燃料氣與氧化氣的通入、排出工作，熱電偶可實(shí)時(shí)采集單電池表面實(shí)際工作溫度，多組信號(hào)同步采集結(jié)構(gòu)支持電化學(xué)工作站聯(lián)動(dòng)，完整記錄升溫、恒溫、降溫全周期內(nèi)電壓、電流、溫度多維度數(shù)據(jù)，滿足極化曲線、阻抗譜、長(zhǎng)時(shí)恒流耐久等多種電化學(xué)測(cè)試的數(shù)據(jù)采集需求。夾具可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室自研單電池的實(shí)際外形尺寸做定制化調(diào)整，適配不同幅面平板型單電池樣品，兩種常規(guī)尺寸適配夾具分別對(duì)應(yīng)小幅面與中幅面平板電池，對(duì)應(yīng)匹配不同區(qū)間氣體流通通量，適配小流量基礎(chǔ)材料試驗(yàn)與大流量穩(wěn)態(tài)發(fā)電性能測(cè)試兩類試驗(yàn)工況。

　　配套高溫電爐為獨(dú)立溫控加熱單元，與夾具組合實(shí)現(xiàn)一體化密閉高溫測(cè)試環(huán)境，爐體內(nèi)部設(shè)置獨(dú)立加熱腔體，加熱元件選用鎳鉻絲材質(zhì)，搭配可編程溫度控制器完成升溫速率、恒溫時(shí)長(zhǎng)、降溫曲線的分段程序設(shè)定，全程可控溫度區(qū)間覆蓋固體氧化物燃料電池常規(guī)工作區(qū)間，同時(shí)預(yù)留安全溫度上限，避免超溫?fù)p傷陶瓷夾具與待測(cè)單電池。爐體供電采用標(biāo)準(zhǔn)交流供電制式，整體自重適中，實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面可直接放置，無需額外定制承重操作臺(tái)，爐體內(nèi)部空間可完整容納整套陶瓷夾具，封閉爐腔減少爐內(nèi)溫度梯度，保證單電池各區(qū)域受熱均勻，避免局部溫差造成測(cè)試數(shù)據(jù)偏差。

　　從試驗(yàn)應(yīng)用維度來看，這套 SOFC 測(cè)試設(shè)備可支撐多類型科研試驗(yàn)項(xiàng)目，包括新型電極、電解質(zhì)、支撐基底等電池關(guān)鍵材料的篩選對(duì)比試驗(yàn)，單電池穩(wěn)態(tài)發(fā)電性能標(biāo)定試驗(yàn)，高溫蒸汽電解模式下的可逆工況測(cè)試，以及連續(xù)數(shù)百小時(shí)長(zhǎng)周期耐久性循環(huán)驗(yàn)證試驗(yàn)。在新一代金屬支撐型固體氧化物燃料電池的研發(fā)過程中，設(shè)備無金屬污染、熱應(yīng)力緩沖的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)可適配薄層電解質(zhì)、超薄電極等脆弱樣品的高溫測(cè)試，為新型電池體系的性能迭代提供穩(wěn)定測(cè)試載體。

　　日常使用與長(zhǎng)期運(yùn)維需遵循陶瓷材質(zhì)專用養(yǎng)護(hù)規(guī)范，設(shè)備升溫階段需設(shè)置緩慢升溫梯度，禁止直接快速升至高溫區(qū)間，防止陶瓷夾具因驟熱產(chǎn)生細(xì)微裂紋；每次試驗(yàn)結(jié)束后需待爐體與夾具降至室溫再取出樣品，高溫狀態(tài)下強(qiáng)行拆卸會(huì)破壞陶瓷彈簧密封結(jié)構(gòu)；每次試驗(yàn)完成后清理夾具內(nèi)部殘留的水汽、碳沉積等反應(yīng)副產(chǎn)物，使用專用陶瓷清潔試劑擦拭密封接觸面，避免雜質(zhì)堆積影響后續(xù)氣密效果；長(zhǎng)期閑置時(shí)將整套夾具放置干燥無塵存儲(chǔ)環(huán)境，爐腔內(nèi)部放置干燥劑，防止空氣中水汽侵蝕加熱元件與陶瓷密封件。設(shè)備整體無易銹蝕金屬承壓部件，日常維護(hù)僅需定期檢查管路接口氣密性、熱電偶接觸狀態(tài)、加熱絲完整度三類點(diǎn)位，檢修流程簡(jiǎn)單，降低長(zhǎng)期使用過程中的維護(hù)投入。

　　整套一體化 SOFC 測(cè)試設(shè)備依托陶瓷結(jié)構(gòu)與彈性密封的組合設(shè)計(jì)，平衡高溫測(cè)試環(huán)境下氣密性、樣品保護(hù)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性三大核心需求，模塊化分體結(jié)構(gòu)兼顧樣品適配靈活性與溫控穩(wěn)定性，適配從基礎(chǔ)材料探索到長(zhǎng)時(shí)可靠性驗(yàn)證的全鏈條固體氧化物燃料電池實(shí)驗(yàn)室研發(fā)工作。