[实用新型]燃料电池微观结构测试系统

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池微观结构测试系统，涉及数字射线成像技术领域，包括射线源、成像组件和盛装组件，盛装组件内用于放置燃料电池，射线源和成像组件分别设置于盛装组件的两侧，且射线源能够发出射线照射并穿过燃料电池，成像组件能够接收穿过燃料电池的射线并对燃料电池内部结构成像。该燃料电池微观结构测试系统能够为准确地表征燃料电池的孔隙率、有效三相界面长度等微观结构提供基础。

技术领域

本实用新型涉及数字射线成像技术领域，具体是涉及一种燃料电池微观结构测试系统。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高温电化学能量转换装置。SOFC一般呈三明治结构，主要由致密电解质、多孔的阳极和阴极组成。SOFC内重要部件之一是多孔电极。阳极材料是由金属Ni和氧化钇稳定氧化锆(YSZ)构成的多孔介质。SOFC的阴极主要是由锶掺杂的锰酸镧(LSM)构成，通过高温烧结得到用于X射线成像的阴极薄膜。氢氧化反应在多孔阳极材料中发生，多孔阳极材料必须能够在高还原性环境下长期高温操作。阳极内，电化学反应只发生在离子导体、电子导体和孔隙这三相的交界面，这就决定了多孔结构对电池性能和物质交换起重要作用。

微观结构表征技术对电化学研究的进展以及材料表征的广泛应用具有重要的价值。现有的对SOFC微观结构表征上，采用FIB-SEM的方法不仅对实验样品的破坏性，而且成本较高。随着纳米CT的应用和推广证明了在材料研究方面的优势，该项技术可以提高分辨率和灵敏度，为准确地表征电极的孔隙率、有效三相界面长度等微观结构提供基础。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种燃料电池微观结构测试系统，以解决上述现有技术存在的问题，为准确地表征燃料电池的孔隙率、有效三相界面长度等微观结构提供基础。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种燃料电池微观结构测试系统，包括射线源、成像组件和盛装组件，所述盛装组件内用于放置燃料电池，所述射线源和所述成像组件分别设置于所述盛装组件的两侧，且所述射线源能够发出射线照射并穿过燃料电池，所述成像组件能够接收穿过燃料电池的射线并对燃料电池内部结构成像。

优选地，所述盛装组件包括外壳体和排气管，所述外壳体内用于放置燃料电池，所述外壳体的一端用于连接加热元件，所述加热元件用于对燃料电池加热，所述排气管固定在所述外壳体上，且所述排气管能够连通所述外壳体内腔与外界，并用于排出燃料电池加热过程中产生的气体，所述外壳体上用于对应燃料电池的位置还固定有采集窗，所述采集窗能够透过用于照射燃料电池的射线，并将射线导入至用于成像的成像组件。

优选地，所述外壳体内还设有导气管，所述导气管的一端开口并用于与燃料电池固定连接，所述导气管能够将加热过程中燃料电池产生的气体导出，所述导气管上用于远离燃料电池的一端封堵，且所述排气管的一端经所述导气管上封堵的一端伸入所述导气管内，所述排气管的另一端伸出所述外壳体。

优选地，所述导气管和所述排气管同轴设置，且所述导气管和所述排气管的轴线均与所述外壳体的轴线平行，所述排气管的一端经所述外壳体的上端面伸出所述外壳体，燃料电池用于靠近所述外壳体的内底面设置。

优选地，所述导气管上用于靠近燃料电池的一端固定有布气元件，且所述布气元件的外周固定在所述导气管的内侧壁上，所述布气元件的下端用于覆盖于燃料电池的上端面，所述布气元件上开设有多个通孔，所述通孔用于使燃料电池加热产生的气体均匀进入所述导气管内。

优选地，所述采集窗围绕所述外壳体的侧壁周向设置。

优选地，所述外壳体为耐热保温材料制成，所述外壳体的下端设有安装口，所述加热元件固定在所述安装口处，且所述加热元件的外壁与所述安装口的内壁之间固定有隔热层，所述加热元件为电磁感应加热元件。