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氫作為未來(lái)的燃料正在迅速普及，氫能作為綠色能源已經(jīng)應(yīng)用于發(fā)電和燃料電池電動(dòng)汽車(FCEV)。而綠色的制氫途徑是使用電和水通過(guò)電解的方法產(chǎn)生氫，電解是將電流通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)時(shí)在陰極和陽(yáng)極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。目前主要有以下幾種電解水的實(shí)驗(yàn)方法：

 近幾年來(lái)，隨著科研人員對(duì)電解水制氫過(guò)程研究的深入，特別是在大電流密度的固態(tài)氧化物電解(SOEC)技術(shù)研究中，對(duì)交流阻抗測(cè)試的需求也越來(lái)越多。

在進(jìn)行交流阻抗測(cè)試時(shí)，通常大家可能會(huì)想到采用方案一的方法(下圖左側(cè))，即直接把電化學(xué)工作站和電解電流源并聯(lián)在電解槽的兩端。此種測(cè)試方法的測(cè)試結(jié)果會(huì)受到電源內(nèi)部阻抗的影響(電阻，容抗), 另外在交流阻抗測(cè)試時(shí)，部分交流信號(hào)會(huì)進(jìn)入到電解電源，而工作在恒流模式的電源需要抵消交流信號(hào)的波動(dòng)來(lái)保持恒流狀態(tài)，這樣電源的輸出會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)波動(dòng)。因此方案一得到的交流阻抗不是真正電解過(guò)程的交流阻抗，同時(shí)會(huì)有噪聲干擾信號(hào)。

 針對(duì)方案一的這種情況，Zahner公司提供了方案二的測(cè)試方法(下圖右側(cè)), 方案二采用和交流電子負(fù)載聯(lián)用的方法，由于Zahner EL1002交流電子負(fù)載特殊的設(shè)計(jì)使交流信號(hào)無(wú)法進(jìn)入到直流電解電源上，這樣直流電流和交流電流是兩個(gè)獨(dú)立的回路，即使在比較大的電流情況下也互不影響。因此方案二可以準(zhǔn)確的測(cè)試電解過(guò)程中的交流阻抗。

     

?案?：直接并聯(lián)EIS 測(cè)試                                        ?案?：使?交流電?負(fù)載

(不準(zhǔn)確的測(cè)試?法)                                                     （準(zhǔn)確的測(cè)試?法）  

測(cè)試方案二所需設(shè)備：

1. Zennium pro 或Zennium X電化學(xué)工作站

     

2. EL1002交流電子負(fù)載

 

3. 第三方直流電源

 

 

4. 選配 PAD4 附件

可以對(duì)電堆中每個(gè)單元進(jìn)行交流阻抗測(cè)試。 Zennium X工作站最多可以配置16個(gè)通道。通過(guò)以上設(shè)備聯(lián)用，可以實(shí)現(xiàn)以下測(cè)試功能：

● 最大電壓：100V

● 最大電流：680A

● 電解過(guò)程的交流阻抗測(cè)試

● 開(kāi)路狀態(tài)交流阻抗測(cè)試

大電流電解交流阻抗測(cè)試應(yīng)用方案二舉例如下：

該測(cè)試方案適合測(cè)試高電壓和大電流樣電解過(guò)程中的交流阻抗測(cè)試。方案中使用第三方大電流電源，Zennium pro/x主機(jī)通過(guò)EPC42卡來(lái)控制電子負(fù)載EL1002。整個(gè)測(cè)試過(guò)程都有軟件控制和數(shù)據(jù)記錄以及阻抗數(shù)據(jù)分析。

在此例子中，第三方電源提供恒定的110A直流電流。其中100A施加到電解槽上。10A流向電子負(fù)載用于交流信號(hào)調(diào)制。軟件控制施加5A交流激勵(lì)信號(hào)到電解槽，同時(shí)通過(guò)電子負(fù)載的電壓測(cè)試線測(cè)量電解槽的響應(yīng)電壓，從而得到在大電流電解時(shí)的交流阻抗譜圖（EIS）。

連接示意圖及電解電流100A 和EIS 交流擾動(dòng)電流5A 設(shè)置界面