تحليل الغازات في خلايا الوقود

الخلفية

تمثلخلايا الوقود مثل خلية وقود الإلكتروليت البوليمرية (PEFC)، التي تُستخدم في السيارات وفي تكنولوجيا الهيدروجين، علامة فارقة لنظام الطاقة المستدامة المحتمل في المستقبل. وتركز الأبحاث الحالية في مجال تطوير خلايا الوقود على تحسين الكفاءة والموثوقية وخفض التكاليف. وإحدى المشاكل التي لا يزال يتعين حلها هي تلوث و"تسمم" خلية الوقود، إما عن طريق Gas القابل للاحتراق (من الخارج) أو عن طريق المواد التي تصنع منها الخلية نفسها. وبالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى طرق لجمع البيانات الشاملة لتحليل وتحسين عملية توليد الطاقة بأكملها وكذلك حمل الانبعاثات.

الحل

يوفر مطياف الكتلة المزدوج V&F ComboSense المزدوج مطياف الكتلة المزدوج المرونة اللازمة لتحليل مخاليط الغازات المختلفة للغاية وتحديدها بسرعة ضمن تدفق العملية الكاملة لخلايا الوقود. يسمح مطياف الكتلة بتقنية التفاعل الجزيئي الأيوني الحائز على براءة اختراع (IMR-MS) بتحليل أثر الغازات بمستويات جزء في المليون أو جزء في البليون. بالإضافة إلى ذلك، يمكن قياس الغازات بالنسبة المئوية من حيث الحجم باستخدام مطياف الكتلة بالتأثير الإلكتروني المدمج (EI-MS). من خلال تحديد _{H2 و} O2 _{و H2O}_{في وقت واحد،} يمكن استخدام V&F ComboSense لإجراء دراسات الكفاءة. من خلال تحديد ثاني أكسيد الكربون وCO2_{والمؤشرات الأخرى،}يمكن التحقق من وظائف خلية الوقود بحثًا عن الأعطال والتقادم، مثل مركبات الكبريت العضوية والنيتروجين. كما أن جهاز V&F ComboSense مناسب تمامًا لتطوير واختبار تقنيات _{مُصلح H2} لإنتاج الهيدروجين من أنواع مختلفة من الوقود، مثل الميثان. يمكن تجهيز مطيافات الكتلة V&F بمجموعة متنوعة من الواجهات لضمان التكامل الجيد في أنظمة الأتمتة، على سبيل المثال عبر الاتصال باستخدام بروتوكول AK.

الميزة

مع بعض تقنيات القياس، تشكل مصفوفة الغازات في تحليل غاز خلايا الوقود مشكلة لا يمكن التغلب عليها. وتنتج هذه التأثيرات عن المحتوى المائي العالي والتركيزات العالية من _H2 الموجودة إما في غاز الوقود أو في غاز العادم. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى إعاقة نقل الغاز وتبديل الصمامات وموانع التسرب. يمكن لمطيافات الكتلة V&F كبح هذه التأثيرات من خلال استخدام تفريغ كبير ووظيفة تصحيح الخلفية. يوفر مطياف الكتلة V&F ComboSense مرونة هائلة فيما يتعلق بالجزيئات المراد تحديدها وتركيزاتها. وهذا يسمح بقياسات مستمرة لغاز الوقود، وتحديد الملوثات المحتملة والكشف المبكر عن الأعطال. وبالتالي فهو أداة مثالية للبحث والإنتاج في تكنولوجيا خلايا الوقود.