Działy i grupy badawcze

PS Ultima to trój-modułowe urządzenie przeznaczone do kompleksowych badań ogniw paliwowych typu PEM (Proton Exchange Membrane) – ogniw zasilanych wodorem jako paliwem i tlenem (lub powietrzem) jako utleniaczem. Urządzenie pracuje w zakresie:

Temperatura gazów reakcyjnych: od 10 do 90°C
Temperatura ogniwa paliwowego: od 10 do 90°C
Ciśnienie gazów: od 0 bar do 4,5 bar
Prędkość przepływu paliwa i utleniacza: max 2000 ml/min (przy 100% nawilżaniu w 75°C)

Jednostka kontrolna pozwala na równoczesne sterowanie parametrami przepływu do pięciu niezależnych ogniw paliwowych. Dodatkowo dla jednego stanowiska istnieje możliwość wyłączenia procesu nawilżania gazów reakcyjnych.

PS Ultima posiada również moduł pomiaru parametrów elektrycznych zarówno w krótko jak i w długotrwałych procesach wyładowania, pozwalając zbierać dane pełnych charakterystyk napięciowych , prądowych oraz mocy. Moduł pomiarów elektrycznych posiada:

Moc – max 800W;
Zakresy pomiaru napięcia: 0-10V( dokładność 0,5%), 0-20V(dokładności 0,25%) oraz 0-50V(dokładności 0,25%);
Zakresy pomiaru prądu: 0 – 2A (dokładność 0,5%), 0-20A (dokładność 0,25%), oraz 0 – 150 A (dokładność 0,25%);
Istnieje możliwość podłączenia innych systemów pomiarowych np. potencjostatów/galwanostatów typu VMP-3 wraz z jego zakresami i programami badań;
Istnieje możliwość badania układów typu DMFC.

Paliwo (metanol) może być podawane pod ciśnieniem max 2,3 bar. Szybkość przepływu metanolu od 0,017 ml/min do 68ml/min przy maksymalnej objętość paliwa – 1 litr (z możliwością zawrócenia paliwa do zbiornika po przejściu przez ogniwo).

Urządzenie pozwala na wykonywanie narażeni klimatycznych w formie szoków temperaturowych w zakresie temperatury od -60 do +200 °C dla obiektów nie przekraczających wymiarów: 23cm × 24cm × 27cm i masy 20 kg.

Urządzenie pozwala na prowadzenie badań w zakresie temperatury -40/+180oC, oraz wilgotności 10 – 98%. Pojemność robocza ok. 336 l.

Analizator elementarny służy do jednoczesnego oznaczania pierwiastków: C, H, N, S, za pomocą detektora TCD (ang. Thermal Conductivity Detector) z jednej próbki. W skład aparatury oprócz analizatora elementarnego z wbudowanym automatycznym 120-pozycyjnym podajnikiem próbek, wchodzi mikrowaga analityczna (Mettler Toledo) oraz jednostka obliczająco -sterująca, a także zestaw do przezbrojenia aparatu na oznaczanie tlenu.

Zakresy oznaczalności zdefiniowane w wartości bezwzględnej oznaczanego pierwiastka:

C: 0,004 – 10 mg C
H: 0,002 – 2 mg H
N: 0,001 – 2 mg N
S: 0,005 – 1 mg S
O: 0,005 – 2 mg O

Kalorymetr typu KL-12 Mn firmy Precyzja-Bit – badanie polega na pomiarze zmian temperatury wody otaczającej bombę kalorymetryczną.

Urządzenie typu TPS2, pomiar dokonywany jest poprzez reakcję urządzenia na sygnały świetlne palącej się próbki w określonych jej punktach. Dokładność pomiaru wynosi 0,001s i 0,0001 m/s.

Urządzenie typu PMEZ-1.0, pomiar odbywa się na zasadzie prób zapalania badanego materiału za pomocą wygenerowanej iskry elektrycznej o określonej energii, zakres pomiarowy od 0,01 do 6,41J z dokładnością 0,01J i od 8,0kV do 12kV z dokładnością 0,2kV.

Jednostrefowy piec rurowy poziomy wyposażony jest w elektroniczny programator temperatury a także w rurę kwarcową z głowicami umożliwiającymi doprowadzanie i odprowadzanie gazów ochronnych. Przepływ gazów ochronnych sterowany jest za pomocą masowych przepływomierzy firmy Brooks. Piec poziomy rurowy jednostrefowy charakteryzuje się następującymi parametrami:

temperatura maksymalna pieca: 1250°C;
maksymalna temperatura pracy pieca przy zastosowaniu reaktora kwarcowego: 1150°C;
stabilność temperatury w punkcie: ≤1°C;
rura reakcyjna kwarcowa:  55 mm, L=ok.1200mm;
długość strefy jednorodnej temperatury ±10oC: L=250 mm;
układ gazowy:

• rotametr Brooks N2 50 dcm3/h
• rotametr Brooks CO2 30 dcm3/h
• rotametr Brooks C2H2 20 dcm3/h

Piec łukowy przeznaczony do topienia próbek metalicznych w skali laboratoryjnej (próbka jednostkowa o masie ok. 10 g).

Temperatura wytopu wynosi do 3500°C. Wytop odbywa się w atmosferze gazu inertnego (argon) o ciśnieniu do 1.5 bara (abs.).

Pojemność komory popielnej: 1.1 dm3.

Piec wyposażony jest w demontowany tygiel miedziany chłodzony wodą, ruchomą elektrodę wolframową umożliwiającą łatwy wytop składników, manometr i zawory do ewakuacji i wlotu gazu do komory topielniczej, wbudowaną pompę próżniową oraz generator o mocy max 200 A.

Młyn SPEX SamplePrep 8000-series Mixer/Mills jest urządzeniem laboratoryjnym pozwalającymi na mielenie próbek o masie ok. 10 g.

Jest to młyn kulowy o wysokiej energii, w którym podczas mielenia odbywa się wibracyjny (1080 wibracji na minutę) ruch naczyń z mielonymi próbkami, kulki wykonują ruch w wielu płaszczyznach po torze w kształcie cyfry „8” z dużą częstotliwością.

Młyn umożliwia kontrolowanie czasu prowadzenia procesu wynoszącego od kilku do 10 000 minut (dzięki zastosowaniu specjalnych mechanizmów i łożysk samosmarujących), naczynia mielące z korpusem wykonanym z węglika wolframu oraz kule mielące z węglika wolframu, o średnicy 11.2 mm.

Urządzenie typu Pulverisette 6. Zakres szybkości obrotów do 600 obr/min. Młyn wyposażony jest w naczynia i kule mielące wykonane z: ZrO2, stali nierdzewnej i węglika wolframu.

Urządzenia umożliwiające przeprowadzenie pomiarów elektrochemicznych układów badawczych w zakresie prądowym od 2µA do 12A przy napięciu max. 6V.

Urządzenia te umożliwiają badania stało- i zmiennoprądowe ogniw oraz ich zestawów, w zakresach zmiany potencjału do 50 V, prądu do 20/150 A, max moc 2kW, oraz pomiary impedancji w zakresie 10 µHz – 7 MHz.

Urządzenie pozwala prowadzić cykliczne badania elektryczne ogniw akumulatorowych i ich elementów składowych w układzie dwu- i trójelektrodowym (z elektrodą odniesienia) w zakresach napięcia ładowania/wyładowania ± 5V, natężenia prądu do 5A, urządzenie posiada 20 obwodów pomiarowych.

Zespól komór rękawicowych z atmosferą ochronną argonu umożliwiający pracę z materiałami wrażliwymi na składniki powietrza, w tym komora wyposażona w prasę hydrauliczną o nacisku maksymalnym 100 ton.

Stanowisko do badań korozyjnych obejmuje wannę z płaszczem grzejnym wraz z panelem sterowania oraz ramieniem odciągowym i umożliwia prowadzenie przyspieszonych testów odporności na korozję kolektorów prądowych (kratki), ogniw, akumulatorów.

tanowisko do badań metalograficznych obejmuje następujące urządzenia:

Polerka Planopol – V

Mikroskop metalograficzny odwrócony IN-MM600: powiększenie do 1250x oraz binokular: powiększenie do 40x wraz z kamerą cyfrową pozwala prowadzić obserwacje mikroskopowe oraz makroskopowe elementów konstrukcyjnych ogniw;

Mikrotwardościomierz Nexus 423A: obciążenie 0,01-2 kg, pozwala prowadzić badania twardości metali, stopów oraz innych materiałów w zakresie osiągalnych obciążeń.

Stanowisko do badań konstrukcyjnych akumulatorów obejmuje trak poziomy, stół do rozbiórki ogniw/akumulatorów, urządzenie oscylacyjne, wykorzystywane jest do analizy elementów składowych akumulatorów i ogniw.

Urządzenie posiada 4 jednakowe kanały pomiarowe mogące pracować równolegle i niezależnie od siebie co umożliwia badanie np. wieloobwodowych baterii termicznych (do 4 czterech obwodów zasilających). Sposób obciążania baterii może mieć charakter zarówno oporowy jak i prądowy. Każdy z kanałów pozwala na wykonywanie pomiarów w zakresie od 0 do 50V i od 0 do 20A. Urządzenie posiada możliwość programowania dowolnych algorytmów wyładowania w dopuszczalnym zakresie prądowo-napięciowym.

Urządzenie posiada 3 jednakowe kanały pomiarowe mogące pracować równolegle i niezależnie od siebie co umożliwia badanie np. wieloobwodowych baterii termicznych (do 3 czterech obwodów zasilających). Sposób obciążania baterii może mieć charakter zarówno oporowy jak i prądowy. Każdy z kanałów pozwala na wykonywanie pomiarów w zakresie od 0 do 70V i od 0 do 20A. Zakres szybkości obrotów od -100obr/s do 100obr/s, maksymalne przyspieszenie obrotów wynosi 70obr/s2. Urządzenie posiada możliwość programowania dowolnych algorytmów wyładowania i zmian szybkości obrotów w dopuszczalnych zakresach.

Stanowisko do prowadzenia procesu formacji w warunkach nadzorowanych składa się z:

• wieloobwodowego, sterowanego komputerowo urządzenia do ładowania/wyładowania układów elektrochemicznych wraz z sondami temperaturowymi i komputerem do obsługi urządzenia
• pH metru z możliwością archiwizacji danych

Urządzenie pozwala prowadzić cykliczne badania elektryczne pojedynczych ogniw 2V lub akumulatorów o napięciu znamionowym 12V w zakresach natężenia prądu do 15A lub 30A z możliwością pomiaru temperatury obsługiwanego akumulatora w każdej jednostce (możliwość przymocowania czujnika termometrycznego do obudowy akumulatora). Pozwala na zaprogramowanie wstrzymania programu ze względu na przekroczenie temperatury i jego kontynuacji po obniżeniu do zadanej wartości. Urządzenie posiada 8 obwodów pomiarowych.

Urządzenie pozwala na pomiar pH, potencjału redox, przewodności właściwej oraz rezystancji.

Stanowisko do otrzymywania materiału elektroaktywnego składa się z:

• mieszarki laboratoryjnej z płaszczem chłodzącym;
• prasy dwuwalcowej (walcarki) ze wskaźnikiem docisku;
• pieca laboratoryjnego
• wagosuszarki

Stanowisko pozwala na prowadzenie procesu wytwarzania powtarzalnych mas akumulatorowych o wysokim stopniu jednorodności, oraz wytwarzanie płyt akumulatorowych w warunkach regulowanych i  nadzorowanych.

Parametry mieszarki:

• masa wsadu: ok. 5 kg
• objętość zbiornika: ok. 2l
• mieszalnik typu „zet”
• mieszalnik wolnoobrotowy w przedziale od 0-60 obr/min z regulacją szybkości mieszania

Parametry pieca:

• rodzaj: muflowy z drzwiami podnoszonymi do góry
• temp. robocza: do 1200°C
• komora pieca: szer. 280mm; wys.250mm; głęb.340mm
• grzanie z trzech stron za pomocą ceramicznych płyt grzewczych
• antykorozyjna obudowa

Parametry wagosuszarki:

• maksymalne obciążenie: 110g
• dokładność: 1mg
• element grzewczy: halogen
• temp. suszenia: do 250°C