NB ICS 29.220.01 CCS K 82 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 11657—2024
固体氧化物燃料电池 金属连接体材料测试方法 Solid oxide fuel cell—Metallic interconnect materials test method 2024-09-24 发布 2025-03-24 实施 国家能源局 发 布 NB/T 11657—2024 I 目 次 前言 ······························································································································ Ⅱ 1 范 围 ·························································································································· 1 2 规范性引用文件 ··········································································································· 1 3 术语和定义 ················································································································· 1 4 符号、代号和缩略语 ····································································································· 2 5 测试系统组成及功能 ····································································································· 2 6 测试总则 ···················································································································· 4 7 金属连接体材料性能测试 ······························································································· 5 8 终止测试 ···················································································································· 7 NB/T 11657—2024 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 —2020《标准化工作导则 第 1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国电器工业协会提出。 本文件由能源行业高温燃料电池标准化技术委员会（ NEA/TC 34 ）归口。 本文件负责起草单位：徐州华清智能装备有限公司、清华大学、哈尔滨工业大学（深圳） 、中国电器 工业协会、徐州华清京昆能源有限公司、苏州华清京昆新能源科技有限公司、中国科学技术大学、中国矿业大学、中国质量认证中心有限公司、哈尔滨工业大学、青岛大学、浙江清华长三角研究院、南京理工大学、上海电器科学研究院、西安热工研究院、清华四川能源互联网研究院、山东科技大学、广东佛燃科技有限公司、上海应用物理研究所、上海电气集团股份有限公司中央研究院。 本文件主要起草人：武俊伟、韩敏芳、孙再洪、夏长荣、 王绍荣、张亮、王刚、李杜若、卢琛钰、 熊岳平、张海明、倪晓丹、吕喆、谢斌、程健、李汶颖、朱腾龙、刘甜甜、孙凯华、梁富源、涂宝峰、 陈锦芳、刘世学、关成志、杨敏。 本文件为首次发布。 NB/T 11657—2024 1 固体氧化物燃料电池 金属连接体材料测试方法 1 范围 本文件描述了固体氧化物燃料电池的金属连接体材料相关测试方法，包括测试系统组成及功能、测 试总则、抗氧化性能测试、面积比电阻测试、稳定性测试及 终止测试 。 本文件适用于平板式固体氧化物燃料电池金属连接体材料 ，圆管式和扁管式固体氧化物燃料电池电 池的金属连接体材料可参考本文件。本文件不涵盖金属连接体材料的力学性能测试。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该注日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB/T 28816 —2020 燃料电池 术语（IEC TS 62282-1 ：2010，IDT） GB/T 34582 —2017 固体氧化物燃料电池单电池和电池堆性能试验方法 NB/T 10193 —2019 固体氧化物燃料电池 术语 IEC TS 62282-1 ：2013 燃料电池技术 第 1部分：术语 IEC TS 62282-7-2 ：2014 固体氧化物燃料电池单电池和电池堆性能试验方法 3 术语和定义 NB/T 10193 —2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 金属连接体 metallic interconnect 主要起收集电流、分隔氧化剂与还原剂作用的导电部件，材质为金属。 3.2 保护涂层 protective coating 覆盖在金属连接体表面以增加耐高温氧化能力并维持导电性的保护层。 3.3 集流体 current collector 在连接体测试中收集连接体材料两侧电子的导电部件。 3.4 阴极气氛 cathode atmosphere 模拟连接体暴露在阴极侧的氧化性气氛，一般为环境空气。 3.5 阳极气氛 anode atmosphere 模拟连接体暴露在阳极还原性气氛，建议使用低于燃料气体可燃极限下限的气体。 3.6 稳定状态 stable state 连接体的一种状态，在该状态下连接体的任一控制参数与 输出电压或输出电流足够稳定并保持在公NB/T 11657—2024 2 差范围内。 ［来源： GB/T 34582 —2017，3.1.9］ 3.7 面积比电阻 area specific resistance （ASR） 单位有效接触面积上的电阻。其值为： 面积比电阻 = 总电阻 × 有效接触面积 注：单位为毫欧平方厘米（ mΩ·cm2）。 3.8 氧化增重 mass gain 单位有效面积上重量的增加值。其值为： 氧化增重 = 重量增加值 /有效面积 注：单位为毫克每平方厘米（ mg/cm2）。 4 符号、代号和缩略语 下列符号、代号和缩略语适用于本文件。 intT：连接体的温度，℃； int||T：升降温速率，℃ /min； CathodeQ：阳极气氛气体流量， L/（min·cm2）； CathodeQ：阴极气氛气体流量， L/（min·cm2）； appI：外加电流， A； intV：连接体电压， V； S：试样有效面积， cm2； m：试样重量， mg。 5 测试系统组成及功能 5.1 概 述 测试系统包括气体控制子系统、温度控制子系统、输出控 制子系统、数据采集子系统以及安全子系 统，如图 1所示。 图1 连接体测试系统示意图 NB/T 11657—2024 3 5.2 气体控制子系统 气体控制子系统控制供应给连接体的阳极和阴极气氛气体的流量、成分、压力以及温度。 气体流量应使用气体流量计测量。选择流量计时应考虑到 所供应气体的种类、流量范围以及流量计 的允许不确定度。当测量基于体积时，应通过测量流量计附近的气体温度与压力或气体密度来换算成质 量流量。气体温度应在连接体的气体进出气口处测量。气体的成分应当在进行连接体测试时进行分析， 也可在与连接体测试同样条件的准备阶段进行分析。如果要保持整个管路中的气体成分稳定，需要考虑管路的材料、温度、内径以及长度。如有必要，管路需加热和 /或绝热保温，以防水蒸气凝结。 5.3 温度控制子系统 温度控制子系统需要具备控制电炉温度及气体管路温度的 能力，以维持连接体的运行温度。电炉应 适当选择，保证炉内温度时空差异在规定的公差水平内。 5.4 输出控制子系统 输出控制子系统控制并测量连接体的电压变化、电流数值 ，使连接体的电压、电流数值等电气参数 与实验设计值的差异维持在规定的公差范围内。 5.5 数据采集子系统 数据采集子系统通过规定的方法采集并记录连接体的测试 温度、电流、电压、气氛，并选择性地记 录环境状态（室温、相对湿度以及大气压） 。采用精密恒流源和高灵敏度电压表、具有四线制电阻测量 功能的台式数字万用表或数字源表，以及具有四线制电流—电压测