【儀商訊】提到發(fā)電，燃料電池技術(shù)是被廣泛認為是頗具前景的夠滿足現(xiàn)在和未來環(huán)境，以及能源需求的方法。燃料電池可以作為建筑物的熱源和電源使用，也可以作為電機的電源。在倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL),研究者們正在開發(fā)這項技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。為了分析這些系統(tǒng)的性能，他們使用了很多工具，其中就有FLIR紅外熱像儀。

在UCL的電化學(xué)創(chuàng)新實驗室(EIL)，一支由研究員，教授和工業(yè)合作伙伴組成的團隊，正在研究使用包括氫燃料電池在內(nèi)的各種電化學(xué)設(shè)備進行發(fā)電。該團隊的目標(biāo)是從理論和應(yīng)用的角度研發(fā)未來的能源技術(shù)，最終完成這些技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。

燃料電池使氫氣和氧氣化合產(chǎn)生電，熱和水。像電池一樣，燃料電池將化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為可利用的電能。但燃料電池只要提供燃料(氫氣)就能發(fā)電，不會損失電量。燃料電池使用純氫氣性能最好；但是像天然氣，甲醇，或是汽油等燃料也可以進行轉(zhuǎn)化，生成燃料電池所需的氫氣。為了提供需要的能量，燃料電池可以進行串聯(lián)和并聯(lián)，用來產(chǎn)生具體應(yīng)用所需的更高電壓或電流。這種設(shè)計叫做燃料電池堆。

燃料電池性能

James Robinson是EIL的博士研究員，重點研究蓄電池和燃料電池的高分辨率熱成像。James Robinson解釋道，“燃料電池中發(fā)生著眾多電化學(xué)反應(yīng)。

“紅外熱像儀檢測燃料熱力學(xué)熱特性的能力方便我們對運行機制和故障進行檢驗。燃料電池內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生熱，基于這一原理，熱像儀就成了燃料電池檢測的理想設(shè)備。通過理解觀測的溫度，熱像儀就可用于檢測反應(yīng)速率，冷卻系統(tǒng)效果，和燃料電池的整體性能?！?/span>

運行中的電池出現(xiàn)熱點，表明電池的該區(qū)域?qū)霈F(xiàn)故障。這種不良的熱力學(xué)行為會通過一種稱為熱失控的多米諾效應(yīng)快速擴散到整個電池。這將導(dǎo)致災(zāi)難性的故障。電壓過高，充電過足，環(huán)境溫度過高，或多個問題同時并存都會引發(fā)熱失控。如果安全通氣孔堵塞或失效，密封電池有時會發(fā)生劇烈的爆炸。鋰離子電池最容易發(fā)生熱失控現(xiàn)象。通過了解這些現(xiàn)象，EIL就能夠徹底的提出一種全新的，更安全，更長壽的電池設(shè)計方案。

EIL使用了各種技術(shù)檢測燃料電池，包括X射線顯微鏡，電化學(xué)原子力顯微鏡，電流測繪，廢氣分析，高速成像，熱成像和一大堆專門的電化學(xué)技術(shù)。熱成像用于識別燃料電池內(nèi)的不均勻發(fā)熱，對于設(shè)備的運行來說，通常是個不好的跡象。例如熱量分布不均反映了不均勻的燃料分布或高電阻，會降低所產(chǎn)生的電流或電池間的溫度變化。

James Robinson表示：“電池間的溫度變化能夠為燃料電池堆的故障或降解提供早期預(yù)警。這就是為何我們更感興趣之處在于整個電池堆的溫度梯度，而不是對溫度本身的緣由。因為它能告訴我們關(guān)于燃料電池是否正常工作或是否降解的信息?！?/span>