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固體氧化物燃料電池因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)讓其脫穎而出，成為研究的熱點(diǎn)之一，島津可提供固體氧化物燃料電池研究中涉及的成分分析、結(jié)構(gòu)分析、表面微觀形貌分析、熱學(xué)力學(xué)等性能分析測試完整解決方案。
 

固體氧化物燃料電池的特點(diǎn)

固體氧化物燃料電池被認(rèn)為是解決能源、環(huán)境問題的最有效途徑之一，其有四大優(yōu)勢：

固體氧化物燃料電池關(guān)鍵部件及科學(xué)問題

島津在固體氧化物燃料電池中的整體解決方案

島津典型儀器應(yīng)用

XPS分析電池電極材料元素價態(tài)變化（儀器：XPS AXIS SUPRA＋）

采用島津XPS AXIS SUPRA＋測試燃料電池電極在饑餓后催化層關(guān)鍵元素的化學(xué)狀態(tài)，根據(jù)元素化學(xué)狀態(tài)說明電極變化過程。

利用XPS分析耐燃料饑餓測試后電極材料價態(tài)結(jié)構(gòu)的變化
 

XPS測試結(jié)論：

燃料饑餓后陽極催化層Pt的價態(tài)略有下降，而Pd價態(tài)升高，說明Pd吸收了燃料饑餓期間泄露到陽極的氧氣，而燃料饑餓后陰極催化層Pt價態(tài)基本不變，說明Pt在HT-PEMFCs工況以及O2氣氛中較難被進(jìn)一步氧化。因此Pd可以作為HT-PEMFCs陽極氫氣緩沖層和氧氣吸收劑，提供額外的原位氫氣，并在燃料饑餓期間吸收滲透的氧氣，從而抑制陰極催化層降解，大幅度提升HT-PEMFCS在工況下的耐久性。

數(shù)據(jù)來源：Gen Huang, Yingying Li, Li Tao etc., Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202215177

通過XPS對元素價態(tài)的分析，說明新型催化劑作為燃料饑餓狀態(tài)下提高電池耐用性有效
 

氮化硅陶瓷微觀缺陷EPMA表征　（儀器：EPMA-8050G）

采用島津EPMA-8050G檢測氮化硅陶瓷表面，并獲得表面微區(qū)不同位點(diǎn)成分，為材料的研究改進(jìn)提供科學(xué)指導(dǎo)。

圖1 樣品表面缺陷二次電子像（500X）在500X下觀察到該碳化硅樣品表面存在一處坑狀缺陷

圖2 樣品表面缺陷二次電子像（3000X）3000倍下，缺陷形貌特征及內(nèi)部細(xì)節(jié)清晰可見

圖3 樣品表面缺陷背散射電子像（100X）及定性測試位置點(diǎn)

圖4 位置1點(diǎn)分析結(jié)果
 

圖5 位置2點(diǎn)分析結(jié)果
 

相較于位置1（及樣品正常基體部分），位置2即背散射電子像下黑色區(qū)域（對應(yīng)二次電子像下坑部）除了富集更多的C元素外，還檢測出了微量的S、Cl、K等元素，推測可能是來自于樣品熱鑲嵌時殘留的樹脂等有機(jī)物。

通過EPMA分析，從圖像上直觀的發(fā)現(xiàn)表面缺陷，元素含量分析可進(jìn)一步分析可能形成原因，為材料改進(jìn)或者性能提高提供科學(xué)依據(jù)。
 

玻纖PCB基板的拉伸試驗(yàn)（儀器：AGX-V 100kN）

采用試驗(yàn)機(jī)AGX-V 100kN，楔形夾具，epsilon3542引伸計(jì)測試玻纖PCB基板的力學(xué)性能。

樣品

分析條件

　　測試結(jié)果

圖1 拉伸試驗(yàn)曲線（應(yīng)變-應(yīng)力）                                                                圖2 載荷-行程曲線

表1 測試結(jié)果

使用100kN的氣動楔形夾具能夠保證樣品夾持不打滑，數(shù)據(jù)穩(wěn)定有效。