背景
2025年，全球AI算力需求呈指数级增长，数据中心用电负荷激增。据北美电力可靠性公司（NERC）预测，到2030年，美国电力缺口或将高达201GW，相当于整个德国的装机容量。当传统电网承压、新能源稳定性待提升的背景下，高效可靠的能源供给新路径成为行业迫切需求。
固体氧化物燃料电池（SOFC）正是这场能源变革中的“破局者”之一。其发电效率超50%、热电联产综合效率接近90%，且能灵活适配氢气、天然气、沼气等多种燃料，成为保障分布式能源供应的关键支撑。
SOFC及固体氧化电解池（SOEC）的高效稳定运行，离不开高精度测试系统核心支撑。这类器件工作温度高达600℃-1000℃，运行涉及复杂的电化学反应、热管理与多相流耦合，对测试系统提出了严苛要求：需精准捕捉电压、电流、功率等核心电参数，严格监控气体温度、流量、组分及水蒸气压力稳定性，同时确保长期测试中无污染物干扰、数据无漂移失真。国内当前测试中面临明显痛点，难以匹配产业高速发展的需求。
三大技术突破
助力科威尔重构SOC测试标准
科威尔专注于氢能测试领域多年，精准锚定行业痛点，推出SOC系列专用测试系统，以三大核心技术突破，提供高精度+高可靠+高适配"的解决方案。
突破一：微通道技术实现高温气体全工况精准调节
传统加热器普遍存在三大局限：温度上限低于750℃，无法适配高温需求；流量调节比≤1:10，难以覆盖低功率工况；炉内盘管预热易破坏温度场均匀性，导致低负荷、瞬态等关键工况的测试数据失真。
科威尔自主研发的高性能气体预热器，采用微流道传热设计，具备宽温域（850℃@5%流量）、宽流域（调节比至1:15）、高动态性能（升温20℃/min）和高精度（稳态±1℃，动态±3℃），可实现最佳稳态及动态调控，完美匹配各类测试应用，核心传热器件可选用全陶瓷传热器件适配超高温环境及高温高氧、水蒸气、甲烷等各种气体介质，器核心材料已完成数千小时耐久验证。
通过测试，7kW气体预热模组在330SLPM满流量下800℃稳态运行，温度波动稳定在±1℃以内；22SLPM低负荷下750℃运行，稳态温度波动同样≤±1℃；在100%-50%-100%快速变载下，动态温控波动仍不超过±3℃。更重要的是，该方案无需依赖炉内气体预热，满载300SLPM或低载15SLPM工况下，进堆温度与炉温跟随温差动态不超过20℃、稳态不超过5℃，从根源上保障测试评价的准确性。
突破二：微流道技术锁定水蒸气压力±2%精度
水蒸气作为SOC燃料重整与电解的核心反应物，压力波动若超过±3%，不仅会导致电化学性能数据漂移，更可能加速电堆衰减。这对长期耐久测试造成致命影响。
科威尔针对性研发微流道低流阻汽化装置，通过三重技术保障实现精准控压：高精度计量泵将进液误差最小化；依托微气泡消除与离子去除技术规避杂质干扰；优化传热结构实现均匀汽化，无液滴夹带。
实测数据显示：75g/min汽化器模组在75-50-25g/min变载过程中，压力波动始终＜±2%；10g/min模组单池测试时（水80%，气20%），电压OCV波动仅±1.5mV，大幅提升数据重复性与可信度，为长期测试提供稳定保障。
突破三：构建全链路控污体系，隔绝Cr挥发，还原电堆本征性能
kW级SOC系统中，金属部件的Cr挥发污染是长期潜伏的“性能误判元凶”。据相关文献数据，SOC系统中BOP组件的Cr污染占比达15%–30%，同样在测试系统中这一影响是不可忽视。
在600-1000℃高温与高水氧分压工况下，310S等常规金属材料中的Cr会氧化为挥发性CrO₂(OH)₂，随气流迁移至空气极活性位点并沉积，直接导致测试中电堆性能下降。这种并非电堆本征性能的“虚假衰减”，在千小时级耐久测试中会严重误导材料研发与工艺优化方向，而国内多数测试方案尚未针对性解决这一核心干扰。
从热力学图可以看出，在高温下空气侧挥发性Cr物种的产生是不可避免的，对测试系统而言，应当尽量减小其对被测产品的影响。科威尔从材料选型到工艺优化构建全链路控污体系：采用Inconel 600等耐高温系列管道提升抗腐蚀性能；对管道内壁进行陶瓷涂层处理，从源头抑制Cr挥发；同时进堆前增设Cr吸附脱除装置，采用吸附剂脱除管道中携带的Cr等污染物实现双重保障。下图为Inconel 600 和310s材质管道进行涂层处理前后，经500小时高温高湿测试验证后的对比图，该方案可有效降低管道氧化，从而阻隔Cr污染，真实还原电堆本征性能，为研发与产业化提供精准数据支撑。
全周期适配：
两大系列覆盖研发全场景
针对SOC从材料研发到电堆量产的全周期需求，科威尔打造两大产品系列，后续将增加系统级测试以及BOP测试系统，实现测试场景全覆盖。
【一】S100单池/短堆测试系统：
聚焦材料筛选、单电池性能验证与机理研究，支持氢气、甲烷、合成气、氨裂解气等多燃料类型，集成EIS、热循环、燃料切换等专项测试功能，为基础研发提供精准数据支撑。该系列分为台架式和桌面式，台架式功能丰富支持可选配多，桌面式占地小、操作便捷可满足不同客户场景需求。
【二】SOTS-EF-S系列电堆测试系统：
面向电堆与模组的全性能评估，涵盖I-V测试、动态工况模拟、工艺验证、长耐久测试等核心需求，适配从实验室研发到生产线质检的多场景应用，助力加速产业化进程。
图 3kW SOC测试台核心参数
图 科威尔SOC测试设备应用场景效果图
截至目前，科威尔SOC单池及kW级测试平台已经顺利完成多个客户的带载测试，并通过了数千小时运行耐久验证，核心材料与器件性能达到国际先进水平。公司合肥实验室已正式开放单电池及kW级电堆试用服务，诚邀业界同仁实地体验考察，共推SOC产业高质量发展！
详细参数可查看科威尔官网
http://www.kewelltest.com.cn/Products/list_proid_126.html
来源：科威尔
参考资料：
[1] Aphale A, Uddin M A, Hu B, et al. Synthesis and stability of SrxNiyOz chromium getter for solid oxide fuel cells[J]. Journal of The Electrochemical Society, 2018, 165(9): F635.
[2] Sitte W, Merkle R. High-temperature electrolysis: from fundamentals to applications[M]. IOP Publishing, 2023.
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