GB/T 20042.3-2022 燃料電池質(zhì)子交換膜透氣性測(cè)試方法

          質(zhì)子交換膜燃料電池是一種使用質(zhì)子交換膜作為核心部件的燃料電池。這種電池在交通、固定式應(yīng)用和便攜式應(yīng)用等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池中的核心部件，其作用主要包括作為質(zhì)子傳導(dǎo)媒介、電極反應(yīng)介質(zhì)、催化劑載體、陰極和陽極反應(yīng)物隔離物，為燃料電池工作提供氫離子通道并隔離兩極反應(yīng)氣體。這種膜通常具有較低的溫度/壓力范圍（50至100°C），并使用特殊的質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物電解質(zhì)膜。

          根據(jù)GB∕T 20042.3-2022 質(zhì)子交換膜燃料電池 第3部分：質(zhì)子交換膜測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，今天，普創(chuàng)小編簡單介紹下燃料電池質(zhì)子交換膜透氣性測(cè)試方法及檢測(cè)儀器相關(guān)內(nèi)容。

          一、定義

          （1）氣體透過率

          是指在恒定溫度和單位壓力差下，穩(wěn)定透過時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過質(zhì)子交換膜試樣單位面積的氣體的體積。

          （2）氣體透過系數(shù)

          指在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過試樣單位厚度、單位面積的氣體的體積。

          二、檢測(cè)質(zhì)子交換膜透氣性能的重要性

          質(zhì)子交換膜作為燃料電池的核心部件，需要同時(shí)具備高質(zhì)子導(dǎo)電性和良好的氣體阻隔性。高質(zhì)子導(dǎo)電性有助于質(zhì)子在膜內(nèi)的快速傳遞，從而提高燃料電池的效率；而良好的氣體阻隔性則能防止氫氣和氧氣直接混合，避免電池內(nèi)部短路，保證電池的安全性和穩(wěn)定性。

          此外，質(zhì)子交換膜的透氣性能直接影響燃料電池的效率。如果透氣性能過強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致氫氣和氧氣在膜內(nèi)直接接觸，從而降低電池的開路電壓和效率。

          因此，質(zhì)子交換膜透氣性能測(cè)試，可以評(píng)估其對(duì)電池效率的影響,是一項(xiàng)重要的檢測(cè)項(xiàng)目。

          三、質(zhì)子交換膜透氣性測(cè)試用什么檢測(cè)儀器

          山東普創(chuàng)研發(fā)生產(chǎn)的壓差法氣體滲透儀GTR-V3用于質(zhì)子交換膜透氣性能測(cè)試，采用壓差法試驗(yàn)原理，也稱為質(zhì)子交換膜透氣性測(cè)試儀、質(zhì)子交換膜透氣度測(cè)定儀、質(zhì)子交換膜透氣率試驗(yàn)儀等，本檢測(cè)設(shè)備是一種高精度、高效率的測(cè)試設(shè)備，在燃料電池研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量控制過程中具有廣泛應(yīng)用。

質(zhì)子交換膜透氣性測(cè)試儀

           三、燃料電池質(zhì)子交換膜透氣性測(cè)試方法操作步驟

    (1)將壓差法氣體滲透儀的高壓室和低壓室分離,把真空油脂均勻涂抹在低壓室試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試標(biāo)志線 之外的區(qū)域。

    (2)將一片按照要求裁切好的中速定性濾紙放置于低壓室試驗(yàn)臺(tái)中央空穴的正上方。

    (3)將準(zhǔn)備好的樣品分別平整貼附于涂有油脂的低壓室試驗(yàn)臺(tái)上,確保樣品與油脂接觸區(qū)域無氣泡產(chǎn)生。

    (4)將高壓室與低壓室緊密閉合,開啟水浴循環(huán),溫度控制裝置設(shè)定溫度為23℃。

    (5)開啟氣體滲透儀電源開關(guān),打開儀器計(jì)算機(jī)操作軟件,運(yùn)行安全氣體(氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w)置換過程,時(shí)間不低于600s。

    (6)安全氣體置換結(jié)束后,切換閥門,通入高純氫氣,同時(shí)開啟真空泵,高壓室和低壓室同時(shí)抽空脫氣至 10 Pa 以下。

    (7)關(guān)閉隔斷閥,打開試驗(yàn)氣瓶和氣源開關(guān)向高壓室充試驗(yàn)氣體,高壓室的氣體壓力應(yīng)在1.0X10 Pa~1.1x10 Pa范圍內(nèi)。壓力過高時(shí),應(yīng)開啟隔斷閥排出。

    (8)脫氣結(jié)束后,儀器自動(dòng)關(guān)閉高、低壓室排氣閥,開始透氣試驗(yàn)。

   (9) 剔除試驗(yàn)開始的非線性滲透階段,記錄低壓室的壓力變化值A(chǔ)P和試驗(yàn)時(shí)間。

   (10)繼續(xù)試驗(yàn)直到在相同的時(shí)間間隔內(nèi)的低壓室壓力變化保持恒定,達(dá)到穩(wěn)定透過。至少取3個(gè)連續(xù)時(shí)間間隔的壓差值,求其算數(shù)平均值,以 此計(jì)算該試樣的氣體透過率及氣體透過系數(shù)。

          山東普創(chuàng)致力于燃料電池質(zhì)子交換膜透氣性測(cè)試儀研發(fā)，通過測(cè)量質(zhì)子交換膜透氣率，可以評(píng)估燃料電池透氣性能和耐久性，為燃料電池的進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)提供技術(shù)支持及重要依據(jù)，歡迎咨詢了解。