固体氧化物燃料电池动力系统的铬获取器的开发和验证

含有合金的铬在 SOFC 中用作金属互连，以形成色度，用于防腐。然而，在高温下，铬蒸发会产生气态铬种，导致S、1。。，铬在高温下蒸发。该方法为固体氧化物燃料电池动力系统中的铬中毒提供了解决方案。

主要优点是使用低成本材料和在低温和高温下有效捕获污染物。其他使用含合金铬的高温工业系统，如蒸汽电解系统、氧气输送膜系统和石化系统，可以使用这种方法进行质量和排放控制。这个视频演示可以让感兴趣的研究人员快速学习这些技术，有些步骤对于初学者来说非常简单。

这些技术可以让研究人员开发技能，以推进电化学技术研究。首先，将9毫升2.4摩尔水性硝酸钛与7毫升2.4摩尔水性硝酸镍混合。在300 RPM转速下搅拌混合物30分钟，同时加热至80摄氏度以溶解固体。

然后，加入30毫升5摩尔水氨，使溶液pHH提高至8.5。继续在80摄氏度下搅拌混合物24小时，沉淀前体粉末。在120摄氏度的干炉中干燥溶液，直到水完全蒸发，通常需要大约24小时，留下蓝色蜡质化合物。

我们使用手动和磁搅拌将化合物悬浮在 50 毫升的去电化水中。以 5000 RPM 的速度将悬架离心 5 分钟。取出含有残留硝酸铵的液体。

在200至380摄氏度时，硝酸铵会分解并产生硝酸氨酸、氮氧化物气体。用蒸馏水正确清洗将减少或消除这些气体的排放。在120摄氏度下干燥冲洗的前体粉末两小时。

接下来，将电离水加入粉末中，混合至少五分钟，以制作厚泥浆。在真空室中解气，清除气泡。然后，在浆料中放置一个脐带石蜂窝基板，并进行真空渗透五分钟，用泥浆填充毛孔。

之后，将空气流过浸覆基板，以去除通道中的多余的泥浆。将样品放在充满空气的熔炉中，以每分钟 5 度的速度加热至约 120 摄氏度。将样品在空气中干燥至少两个小时。

然后，将炉子以每分钟五度的速度将炉加热到650摄氏度，并在空气中对样品进行12个小时的测量，以完成铬的产生。要开始验证测试，请将两克中和铬颗粒放在装有扩散器的石英管炉中。将铬酸盐放在扩散器的另一侧。

通过室温气泡器将炉子的铬侧连接到压缩空气源。通过玻璃弯头和铬蒸汽陷印组件将吸管侧连接到通风口。在 300 SCCM 下用加湿空气净化系统 15 分钟至 1 小时。

然后将炉子以每分钟三度的速度升高至850摄氏度，并保持500小时的温度。检查出口弯头有无变色，指示铬化合物每 100 小时沉积一次。测试完成后，将炉子冷却至室温，然后关闭气流并取回样品。

然后从铬陷印组件中收集水，将石英管、玻璃肘部、冷凝器和洗瓶浸泡为20%的硝酸，以提取沉积铬并收集冲洗液。将玻璃器皿浸泡在20%硝酸中12小时，以提取额外的沉积铬并收集冲洗。如果任何玻璃器皿仍然变色，在80摄氏度下浸泡在碱性高锰酸钾中12小时。

然后收集和混合所有成分的铬提取物，用 ICPMS 分析铬含量。然后，用刀子将样品切成两半，用金子覆盖外露表面。用黄金涂覆铬酸盐样品，用能量分散的X射线光谱评估元素分布。

执行另一个 EDS 分析，并绘制与铬源距离的铬量。为了开始 SOFC 制造，在三个稳定氧化锌电极的表面上屏幕打印烷钛锰酸糊，并居中组件。然后，使用铂油墨将铂电极连接到每个 YSZ 磁盘作为阳极。

将铂纱布连接到阳极和阴极，将短铂线连接到阴极、阳极和 YSZ 磁盘。将 SOFC 放在熔炉中，以每分钟 3 度的速度将 SOFC 温度提升至 850 摄氏度，并在空气中固化两小时。然后，将银导电线连接到固化的 SOFC，并安装在气缸管炉的恒定加热区。

用陶瓷膏将 SOFC 密封在熔炉中，然后将电极连接到电位器。按照标准程序设置实验。确保这些是良好的气缸电池，并且所有三个电极都正确连接到电位。

然后，将炉子以每分钟五度的速度将炉加热到 850 摄氏度。当熔炉加热时，配置电位，以每分钟记录电池电流，阴极和参考电极之间偏置 0.5 伏。设置电位，每小时在阴极和参考电极之间执行电化学阻抗光谱。

当熔炉达到测试温度时，将加湿空气流向 300 SCCM 的阴极，将干燥空气流向 150 SCCM 的阳极。启动测量，让测试运行 100 小时。测试后，将炉子冷却至室温并取回电池进行表征。

对于下一次测试，将两克铬颗粒放在恒定加热区的穿孔氧化铝管中。在铬源上方修复新的 SOFC，并以完全相同的方式重复测试结束测量。对于第三次测试，将两克铬颗粒加载到管中，并在铬源上方安装铬酸盐。

在 getter 上修复新的 SOFC，并在相同的条件下执行测试结束测量。在蒸腾测试中，铬剖面表明大部分铬被夹在前四毫米的导管内。对沉积在氧化铝纤维基材上的铬得到材料的分析表明，蒸汽入口附近有较大的铬和富铀颗粒。

纤维横截面的元素图证实，铬和钛发生在纤维表面。LSM-YSZ SOFC的电化学测试在铬的存在和不存在的情况下表明，铬蒸汽迅速毒害了细胞。这是由于LSM-YSZ界面上的氧化铬沉积，阻碍了该界面的减氧反应。

在铬源和 SOFC 之间放置 SNO 铬 getter，使 SOFC 性能与没有铬的性能相当。这种性能在广泛的铬蒸汽流速下得到保持。制造协议为空气中的铬杂质产生稳定的高效工艺。

使用不同的化学品，我们可以开发获取器来捕获其他气体污染物，如碳和硅蒸汽。传输协议测量含合金材料的铬的蒸发量，并验证在典型的 SOFC 操作条件下在空气中捕获六氧化硅气的获得器的性能。电化学验证协议演示了在名义 SOFC 操作条件下的 getter 效率。

由于这些信息对于扩大工业及其商业用途的 GETter 和 SOFC 技术至关重要。此方法使用少量化学品和原因，可根据现有的实验室健康和安全政策进行管理和处理。