检测燃料电池氧浓度的解决方案-电子发烧友网

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高; 另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。

而燃料电池的寿命与所测氧的浓度有关，浓度越大，阳极消耗越多，电池寿命越短。一旦电池达到寿命，读数锐减为零，此时应更换燃料电池。因此需要检测燃料电池氧浓度。下面工采网小编和大家一起看看氧化锆氧气传感器在燃料电池氧浓度检测中的应用解决方案。

氢燃料电池中发生的并不是燃烧反应，而是氧化还原反应过程中，电子发生了迁移。在燃料电池中，阴阳极被电解质分开，正极反应物为氧气，氧气分子(O)得电子，转化为氧负离子(O2)，氧负离子的存在形式是决定电极反应式书写正误的关键。氧负离子的存在形式与反应环境有关，与电池内电路中传导的阴离子有关。导电离子在将阴阳极分开的电解质内迁移，电子则在外电路移动形成电流。在这一过程中，化学能被转化为了电能。

为了使燃料电池的测量能这到一定精度，一般要求燃料电池对样气中的氧能有一个较高的响应值，即在样气中含有一定程度的氧时，能产生一个较高的电流强度，这就需要电级有一个强的反应效率。传感器作为一种将化学能转换成电能的装置，一般由阴极、阳极和电解质等组成。当样气中的氧进入燃料电池后，将获取电子转换成离子态，再通过电解质的传递最终与阳极发生化学反应。反应物之一是样气中的氧，另一反应物是存储在电池中的阳极，综合反应是样气中的氧分子和阳极发生氧化反应，最终生成阳极材料的氧化物。

在化学反应中，阳、阳极之间发生电子迁移，如用导线将共连接，将会有电流产生，该电流的大小与进入传感器中的氧分子数量成正比关系，因此只要准确测量出阳、阳极之问的电流便可得出样气中的氧含量。工采网提供的英国SST 螺纹式高温氧化锆氧气传感器(O2传感器) - O2S-FR-T2-18C/B/A敏感元件是氧化锆，采用两个氧化锆盘，在其中间是一个密封空间。其中一个盘起的功能是可逆氧气泵，依次充满样品气和抽空此小空间。另一个盘用于测量氧分压差比率，得到相对应的传感电压。氧化锆盘作为氧气泵运行时，需要的700 °C的温度由加热元件产生(配套的电路板O2I-FLEX-092可以提供加热和线性模拟量输出功能。)。氧气泵使小空间范围内达到额定的小值和大值压力所花的时间和环境中氧分压值具有对应关系。