创新微型石英毛细管液相进样 + 高温真空汽化一体化系统，是国内唯一可直接嵌入膜电极（MEA）催化层的原位电化学质谱设备。设备无需疏水透气膜，可直接抽取催化层内部电解液，实时、定量监测乙醇、乙醛、乙酸等全系列醇氧化反应物/中间体/终产物，实现燃料电池运行工况下分子级原位诊断，解决直接醇类燃料电池催化剂机理、氧渗透损耗、传质结构优化、燃料利用率评估全链条科研需求。

详细信息

本设备搭载微型石英毛细管液相进样与高温真空汽化一体化模块，是可直接嵌入膜电极（MEA）50 μm 超薄催化层的原位电化学质谱检测装置，完美弥补传统疏水多孔膜式 DEMS 的核心缺陷。传统膜式质谱探头尺寸过大，仅能采集燃料电池出口气体，且疏水膜阻隔乙酸等高水溶性、低挥发产物，仅能间接检测衍生物，无法准确定量；而本系统无需透气疏水膜，可直接抽取催化层内部电解液，搭配高温真空汽化腔与氦气载气输送，实时定量捕捉乙醇、乙醛、乙酸等醇氧化反应物、中间体及终产物。纤细采样毛细管可灵活布置于催化层、流场等不同区域，实现燃料电池多组件工况分子级原位诊断，覆盖催化剂机理探究、膜氧渗透损耗分析、传质结构优化、燃料利用率定量评估等全链条科研需求。设备响应速度快、原位采样优势突出，唯一局限为水汽与载气带来稀释效应，对低浓度气态产物灵敏度有限，可通过后续结构优化进一步提升微量物质检测能力。

核心技术

◆ 微米级毛细管液相进样结构：采用微米级石英采样毛细管，可夹装于催化层与气体扩散层之间，直接提取催化层内部液相，精准还原催化界面真实反应浓度场。

◆ 高温真空汽化载气系统：恒温汽化腔 + 金丝分散结构 + 高纯 He 载气吹扫，液体样品瞬间完全汽化，兼容高水溶性、低挥发性有机酸（乙酸、甲酸），彻底解决传统膜进样 DEMS 无法直接检测乙酸的行业难题。

◆ 快速响应时序控制：整机总响应时间快，同步匹配燃料电池动态变电流测试，可完整捕捉电流密度变化过程中产物浓度动态变化曲线。

◆ 多位置空间分辨检测能力：毛细管可灵活切换安装位置，催化层内部、流道进出口、膜界面。可对比不同点位产物浓度，直观评估流场传质缺陷、气体扩散层输运效率，为燃料电池流道结构改良提供数据支撑。

◆ 氧渗透副反应原位定量表征：可精准检测开路电位（OCP）下阴极 O₂跨膜化学氧化乙醇生成乙酸的副产物，定量计算乙醇燃料损耗，量化膜渗透对电池电压、燃料效率的负面影响，是 Nafion 质子交换膜性能评价专用设备。

核心优势

优势 1： 液相直接进样，低挥发产物全定量检测

摒弃疏水 PTFE 膜，液体直接汽化进质谱，乙醇 (m/z=46)、乙醛 (m/z=29)、乙酸 (m/z=60) 同步定性定量，无需间接检测衍生物，数据线性度高、可精准计算各产物选择性与乙醇转化率。

优势 2： 国产一体化整机，配套完整燃料电池测试工装

整机集成汽化采样模块、四极杆质谱、无油真空系统、燃料电池专用夹具、恒温加热台；配套 PtRu/C 阳极、Pt/C 阴极标准 MEA 制备工装，60℃标准燃料电池工况一体化配套，开箱即可联用电化学工作站测试。

优势 3： 高稳定真空与离子源系统，长期连续测试

无油隔膜干泵 + 涡轮分子泵差分真空，真空背景低，无油污染电解液；

敷钍铱双灯丝，耐水汽、抗氧化，适配高含水乙醇电解液长期连续监测；

法拉第 / 电子倍增器双检测器，宽浓度范围覆盖 0~1M 乙醇电解液检测需求。

优势 4： 一站式同步数据软件，电化学 - 质谱信号精准同步

专用原位分析软件，同步采集电池电压、电流密度、质谱多组分离子信号，自动校正乙醇 / 乙酸碎片峰对乙醛 m/z=29 信号干扰，一键输出浓度 - 电流密度曲线、产物选择性报表，无需手动数据对齐换算。

系统完整组成

◆ 液相进样汽化模块（核心专利组件）

石英毛细管采样探头、140℃恒温汽化腔、金丝雾化分散组件、He 高精度载气流量控制器、旋转真空泵。

◆ 四极杆质谱分析主机

EI 电子轰击离子源、双灯丝、1~200amu 质量范围、法拉第筒 + 电子倍增双检测器、复合真空计。

◆ 燃料电池专用测试工装

石墨双极板、Nafion 膜热压夹具、60℃恒温加热台、气液流量控制系统。

◆ 数据采集与控制系统

工业控制主机、专用同步分析软件、TCP/IP 高速通讯接口。

关键技术参数

典型应用场景

1. 直接乙醇燃料电池（DEFC）催化机理研究

原位追踪乙醇分步氧化路径：乙醇→乙醛→乙酸→CO₂，定量不同催化剂（PtRu、PtSn、PtRh）产物选择性，筛选高活性、高深度氧化阳极催化剂。

2. 质子交换膜氧渗透损耗评估

开路 / 带载工况下，定量阴极氧气跨膜渗透量，计算乙醇化学氧化损耗比例，评估 Nafion 系列膜、改性阻醇膜的阻隔性能。

3. 燃料电池流场与传质结构优化

对比催化层内、流道出口两处产物浓度差异，验证蛇形 / 平行 / 多孔流场传质能力，指导气体扩散层、流道结构改良，提升燃料利用率。

4. 直接甲醇燃料电池（DMFC）甲醇交叉分析

拓展适配甲醇体系，检测甲醇、甲醛、甲酸液相产物，研究甲醇跨膜、副反应损耗机理。