质子交换膜燃料电池堆关键部件的性能测试解析-绵羊汽车生活记录

燃料电池举动一种将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装配，其表面热功效高达近100%，实质转换功效也可达50%~60%，且其产品仅有水，是以其能量转化效

燃料电池举动一种将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装配，其表面热功效高达近100%，实质转换功效也可达50%~60%，且其产品仅有水，是以其能量转化功效高、功率密度高、噪音低以及零排放等方面具有不成比较的上风。被“期间周刊”列为变换将来寰宇的十大新科技之一。

氢燃料电池堆是一切燃料电池资产链的主旨部门，而氢燃料电池堆的症结零部件的职能直接闭连到电池堆的操纵牢靠性，单体零部件的职能对燃料电池堆的合座职能起着决意性的影响，是以电池堆症结零部件的职能成为电池堆坐褥商选材必必要探究的题目，是以正在电积累成前须要对各个部件的职责不变性实行测试。本文梳理了质子换取膜燃料电池的症结零部件的规范测试请求，囊括质子换取膜、电催化剂、膜电极、双极板、扩散层等。

质子换取膜是电堆的主旨组件，以集中物膜举动电解质，其职能直接影响燃料电池的职能。质子换取膜重要影响：一方面为电解质供应氢离子通道，一方面举动隔阂分隔两级反映气体，其它还须要对催化剂层起到撑持影响。

测试程序凭借GB/T 20042.3-2009《质子换取膜燃料电池第3部门：质子换取膜测试举措》。重要测试项目囊括：厚度匀称性、透气率质子换取传导率、离子换取当量、拉伸职能、吸水率和溶胀率。

以测试项目中的力学职能试验-拉伸强度测试为例，须要采用全能试验机衡量原料正在拉伸流程中承担的最大拉伸应力，以MPa表现。原料的拉伸强度举动一项紧张的力学职能，其职能直接闭连到原料操纵流程中的牢靠性，对付拉伸强度较小的原料，会因操纵流程中拉伸外力酿成原料断裂景象惹起原料失效。试验样品：哑铃型或长条形，每对象3根；正在温度25℃±2℃，相对湿度50%±5%的前提下起码统治4h；试验参数：50-200mm/min。

电催化剂使电极、电解质界面上的电荷转动加快反映的一种催化剂，催化剂是质子换取膜燃料电池膜电极（MEA）的症结原料之一，决意了电池的放电职能和寿命。

电催化剂测试程序凭借GB/T 20042.4-200《质子换取膜燃料电池第4部门：电催化剂测试举措》。重要测试项目囊括：Pt含量测试、电化学活性面积、比外观积、孔容、孔径散布、状貌及粒径散布、催化剂密度等。

膜电极是燃料电池堆的主旨零部件，是燃料电池爆发电化学反映的处所，其职能直接决意着燃料电池的发电才能及寿命。

膜电极测试程序凭借GB/T 20042.5-2009《质子换取膜燃料电池第5部门：膜电极测试举措》。重要测试项目囊括：厚度匀称性、Pt担载量、单电池极化弧线、渗氢电流密度、活化极化过电位和欧姆极化过电位。

个中极化弧线测试是燃料电池测试中最常采用的职能评判测试举措，反应的是燃料电池膜电极正在分歧电流密度下的电位。

双极板是将质子换取膜燃料电池串联起来拼装成电堆的症结部件，双极板用于分开氢气与氧气并搜聚电流，双极板两侧辨别与阳极和阴极的膜电极接触，并撑持其他部件，其质料直接影响燃料电池电堆的输出功率和操纵寿命。双极板原原料重要囊括：石墨、金属原料、复合原料。测试程序凭借GB/T 20042.6-2011《质子换取膜燃料电池第6部门：双极板性情测试举措》。重要测试项目囊括：气密性、抗弯强度、密度、电阻、和腐化电流等；双极板部件的重要测试项目囊括气体致密性、阻力降、面积愚弄率、厚度匀称性、平面度和电阻。

双极板原料体积电阻率和接触电阻测试采用四探针电阻测试仪，试验样品5cm×5cm，或有供需两边决意，数目5个（起码保障3个有用值）；

体积电阻率举动原料的一个紧张职能，其职能优异直接代表了原料操纵的绝缘牢靠性，体积电阻率较高的原料代表正在一律操纵工况下其绝缘牢靠性更高；

接触电阻测试：电极为镀金铜电极，测试时扩散层碳纸举动试样两侧撑持物，压力每推广0.1MPa实行一次测试，直到两次转变率≤5%；取出样品后剩下装配辨别测试分歧压力下的电阻值。

碳纸是目前运用最遍及的扩散层原料，气体扩散层用于散布反映气体，正在电极和双板之间传导子热量，测试程序凭借GB/T 20042.7-201《质子换取膜燃料电池第7部门：炭纸性情测试举措》。测试项目囊括：厚度匀称性、电阻、呆滞强度、透气率、孔隙率和表观密度、面密度、粗劣度。

用到的配置重要是扫描电子显微镜。扫描电子显微镜(SEM) 是一种介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种寓目办法。其愚弄聚焦的很窄的高能电子束来扫描样品, 通过光束与物质间的互相影响, 来胀励各类物理讯息, 对这些讯息搜聚、放大、再成像以抵达对物质微观状貌表征的目标。其它, 扫描电子显微镜和其他阐明仪器相联络, 能够做到寓目微观状貌的同时实行物质微区因素阐明。