珀金埃爾默企業(yè)管理(上海)有限公司
Avio200 ICP-OES 在氫能產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
檢測(cè)樣品:質(zhì)子交換膜燃料電池
檢測(cè)項(xiàng)目:方法及參數(shù)
方案概述:本文研究了使用珀金埃爾默 Avio 200 ICP-OES 測(cè)試質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的方法及參數(shù)。PEMFC 經(jīng)微波消解后上機(jī),選擇無(wú)干擾的譜線測(cè)試,樣品平行性好。Avio 200 譜線豐富,抗基體性強(qiáng),非常適合此類(lèi)樣品測(cè)定。
氫能是氫和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)釋放出的化學(xué)能,是一種二次清潔能 源。氫能作為能源具有諸多優(yōu)點(diǎn),包括熱值高、利用形式多、無(wú)毒無(wú) 害、儲(chǔ)運(yùn)靈活、環(huán)保綠色等。中國(guó)氫能消費(fèi)量巨大,2022 年中國(guó)占全 球氫能消費(fèi)量約 53.7%。中國(guó)氫能消費(fèi)量由 2018 年的 2180 萬(wàn)噸 增至 2022 年的 3520 萬(wàn)噸,復(fù)合年增長(zhǎng)率為 12.7%。主流的氫能燃 料電池技術(shù)是通過(guò)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)將氫能直接轉(zhuǎn)化 為電能。質(zhì)子交換膜是 PEMFC 實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)換的核心部件 (如圖 1 所示),直接影響 PEMFC 的性能和壽命。因此在研發(fā)過(guò)程 中需要定期監(jiān)測(cè)質(zhì)子交換膜電極上催化劑 / 載體界面,測(cè)定其催化 劑主含量元素、添加元素及雜質(zhì)元素含量。催化劑主含量元素與添 加元素的研究對(duì)于燃料電池的放電特性、使用環(huán)境、反應(yīng)效率、生 產(chǎn)成本等有較大的影響,所以催化劑成分配比對(duì)于燃料電池的性 能與降本至關(guān)重要。PEMFC 在使用時(shí),所需的氧氣則是通過(guò)過(guò)濾 空氣得到的潔凈氧氣,由于電池工況不同,使用環(huán)境不同,以及燃 料電池本身工藝的限制,在使用中會(huì)出現(xiàn)催化劑中毒現(xiàn)象。從而導(dǎo) 致燃料電池性能衰減,這是燃料電池廠家目前亟需解決的難題。通 過(guò)檢測(cè) PEMFC 質(zhì)子交換膜上的雜質(zhì)可以準(zhǔn)確的找到污染元素,從 而為開(kāi)發(fā)新的燃料電池提供數(shù)據(jù)支撐。無(wú)論測(cè)試催化劑元素主含 量還是雜質(zhì)元素,測(cè)定過(guò)程需要通過(guò)不同的前處理對(duì)樣品進(jìn)行消 解,確保樣品中的各元素能夠被消解。催化劑主元素測(cè)定的穩(wěn) 定性也對(duì) ICP-OES 提出了更高的穩(wěn)定性要求。在測(cè)定質(zhì)子交換膜 的雜質(zhì)時(shí),由于鉑或其他催化劑元素的存在,導(dǎo)致樣品溶液具有一 定的譜線干擾,需要利用 Avio 200 豐富的譜線庫(kù)選出合適的譜線 作為分析線。
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