氫作為未來的燃料正在迅速普及，氫能作為綠色能源已經(jīng)應(yīng)用于發(fā)電和燃料電池電動汽車(FCEV)。而綠色的制氫途徑是使用電和水通過電解的方法產(chǎn)生氫，電解是將電流通過電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)時在陰極和陽極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。目前主要有以下幾種電解水的實(shí)驗(yàn)方法：
近幾年來，隨著科研人員對電解水制氫過程研究的深入，特別是在大電流密度的固態(tài)氧化物電解(SOEC)技術(shù)研究中，對交流阻抗測試的需求也越來越多。
在進(jìn)行交流阻抗測試時，通常大家可能會想到采用方案一的方法(下圖左側(cè))，即直接把電化學(xué)工作站和電解電流源并聯(lián)在電解槽的兩端。此種測試方法的測試結(jié)果會受到電源內(nèi)部阻抗的影響(電阻，容抗), 另外在交流阻抗測試時，部分交流信號會進(jìn)入到電解電源，而工作在恒流模式的電源需要抵消交流信號的波動來保持恒流狀態(tài)，這樣電源的輸出會產(chǎn)生相應(yīng)波動。因此方案一得到的交流阻抗不是真正電解過程的交流阻抗，同時會有噪聲干擾信號。
針對方案一的這種情況，Zahner公司提供了方案二的測試方法(下圖右側(cè)), 方案二采用和交流電子負(fù)載聯(lián)用的方法，由于Zahner EL1002交流電子負(fù)載特殊的設(shè)計使交流信號無法進(jìn)入到直流電解電源上，這樣直流電流和交流電流是兩個獨(dú)立的回路，即使在比較大的電流情況下也互不影響。因此方案二可以準(zhǔn)確的測試電解過程中的交流阻抗。
?案?：直接并聯(lián)EIS 測試 ?案?：使?交流電?負(fù)載
(不準(zhǔn)確的測試?法) （準(zhǔn)確的測試?法）
測試方案二所需設(shè)備：
1. Zennium pro 或Zennium X電化學(xué)工作站
| Zennium Pro | Zennium X | |
| 電流 | 3A | 4A |
| 電壓 | 15V | 15V |
| 交流阻抗 | 10μHz-8MHz |
2. EL1002交流電子負(fù)載
| EL1002 電?負(fù)載 | |
| 最大電流 | 200A |
| 最大電壓 | 100V |
| 最大功率 | 1000W |
| 第三方電源或電子負(fù)載 | 680A |
3. 第三方直流電源
第三方可編程直流電源： 電流限制：680A，具有恒流模式 |
4. 選配 PAD4 附件
可以對電堆中每個單元進(jìn)行交流阻抗測試。 Zennium X工作站最多可以配置16個通道。通過以上設(shè)備聯(lián)用，可以實(shí)現(xiàn)以下測試功能：
● 最大電壓：100V
● 最大電流：680A
● 電解過程的交流阻抗測試
● 開路狀態(tài)交流阻抗測試
大電流電解交流阻抗測試應(yīng)用方案二舉例如下：
該測試方案適合測試高電壓和大電流樣電解過程中的交流阻抗測試。方案中使用第三方大電流電源，Zennium pro/x主機(jī)通過EPC42卡來控制電子負(fù)載EL1002。整個測試過程都有軟件控制和數(shù)據(jù)記錄以及阻抗數(shù)據(jù)分析。
在此例子中，第三方電源提供恒定的110A直流電流。其中100A施加到電解槽上。10A流向電子負(fù)載用于交流信號調(diào)制。軟件控制施加5A交流激勵信號到電解槽，同時通過電子負(fù)載的電壓測試線測量電解槽的響應(yīng)電壓，從而得到在大電流電解時的交流阻抗譜圖（EIS）。
連接示意圖及電解電流100A 和EIS 交流擾動電流5A 設(shè)置界面
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