島津制作所展示可測量燃料電池單元內部氧濃度的傳感器
核心提示:中國電池網 在“日本第12屆氫燃料電池展”(東京有明國際會展中心,2016年3月2~4日)上,島津制作所參考展示了可測量燃料電池單元內部氧濃度的傳感器“FC-3D Monitor FCM-3D-Oxy形”。現有產品只能測量單元內電極表面的氧濃度,而這款開發品連電極內部也可以測量。設想用于試制品的評測,有助于開發更小尺寸的燃料電池單元。
鋰電世界 在“日本第12屆氫燃料電池展”(東京有明國際會展中心,2016年3月2~4日)上,島津制作所參考展示了可測量燃料電池單元內部氧濃度的傳感器“FC-3D Monitor FCM-3D-Oxy形”。現有產品只能測量單元內電極表面的氧濃度,而這款開發品連電極內部也可以測量。設想用于試制品的評測,有助于開發更小尺寸的燃料電池單元。
知道氧濃度就能知道電極各部位的發電情況,這是因為,在氫氣和氧氣發生反應的部位,氧濃度會降低。了解氧濃度,有助于改進燃料電池的電極材料和氣體的流路形狀,提高反應效率。
燃料電池是由幾百片可使氫和氧發生反應的燃料電池單元重疊構成的。電池單元為層結構,從內側起依次為“電解質”、“催化劑層”、“電極”。電極的作用是傳導氣體和電力。輸送氫的電極為“氫極”(負極),輸送氧的電極為“氧極”(正極)。氫在氫極與催化劑層之間離子化,釋放電子。氫離子穿過“電解質”移動到氧極,與氧發生反應生成水。將這一反應中釋放的電子提取到外部電路,即可作為電池使用。
原產品“FC-O2 Monitor FCM-405H-Oxy形”只能測量氧極表面附近的氧濃度。測量方法是在氧極表面涂布會與氧發生反應的色素。但要調查電極內部的反應情況,只能依賴計算機模擬。
此次的傳感器將檢測部制成針狀,可插入電極內測量內部的氧濃度。檢測部采用直徑50μm的光纖。光纖頂端涂有可與氧發生反應的色素“鉑卟啉絡合物”。色素的光特性會隨著氧濃度的變化而變化,因此可以測量氧濃度。
光纖深度方向的測量范圍為氧極內距離催化劑層表面0~100μm的范圍。可以檢測光纖頂端周圍0~1μm的氧濃度。最多能同時測量5個部位,最小間隔為5mm。
島津制作所計劃2016年夏季前后推出實際產品,售價約為3000萬日元。
知道氧濃度就能知道電極各部位的發電情況,這是因為,在氫氣和氧氣發生反應的部位,氧濃度會降低。了解氧濃度,有助于改進燃料電池的電極材料和氣體的流路形狀,提高反應效率。
燃料電池是由幾百片可使氫和氧發生反應的燃料電池單元重疊構成的。電池單元為層結構,從內側起依次為“電解質”、“催化劑層”、“電極”。電極的作用是傳導氣體和電力。輸送氫的電極為“氫極”(負極),輸送氧的電極為“氧極”(正極)。氫在氫極與催化劑層之間離子化,釋放電子。氫離子穿過“電解質”移動到氧極,與氧發生反應生成水。將這一反應中釋放的電子提取到外部電路,即可作為電池使用。
原產品“FC-O2 Monitor FCM-405H-Oxy形”只能測量氧極表面附近的氧濃度。測量方法是在氧極表面涂布會與氧發生反應的色素。但要調查電極內部的反應情況,只能依賴計算機模擬。
此次的傳感器將檢測部制成針狀,可插入電極內測量內部的氧濃度。檢測部采用直徑50μm的光纖。光纖頂端涂有可與氧發生反應的色素“鉑卟啉絡合物”。色素的光特性會隨著氧濃度的變化而變化,因此可以測量氧濃度。
光纖深度方向的測量范圍為氧極內距離催化劑層表面0~100μm的范圍。可以檢測光纖頂端周圍0~1μm的氧濃度。最多能同時測量5個部位,最小間隔為5mm。
島津制作所計劃2016年夏季前后推出實際產品,售價約為3000萬日元。
更多>同類鋰電技術


