GB/T 20042.3-2022 燃料電池質子交換膜透氣性測試方法

          質子交換膜燃料電池是一種使用質子交換膜作為核心部件的燃料電池。這種電池在交通、固定式應用和便攜式應用等領域有廣泛的應用。質子交換膜是質子交換膜燃料電池中的核心部件，其作用主要包括作為質子傳導媒介、電極反應介質、催化劑載體、陰極和陽極反應物隔離物，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），并使用特殊的質子傳導聚合物電解質膜。

          根據GB∕T 20042.3-2022 質子交換膜燃料電池 第3部分：質子交換膜測試方法標準，今天，普創小編簡單介紹下燃料電池質子交換膜透氣性測試方法及檢測儀器相關內容。

          一、定義

          （1）氣體透過率

          是指在恒定溫度和單位壓力差下，穩定透過時，單位時間內透過質子交換膜試樣單位面積的氣體的體積。

          （2）氣體透過系數

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

          二、檢測質子交換膜透氣性能的重要性

          質子交換膜作為燃料電池的核心部件，需要同時具備高質子導電性和良好的氣體阻隔性。高質子導電性有助于質子在膜內的快速傳遞，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，避免電池內部短路，保證電池的安全性和穩定性。

          此外，質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，會導致氫氣和氧氣在膜內直接接觸，從而降低電池的開路電壓和效率。

          因此，質子交換膜透氣性能測試，可以評估其對電池效率的影響,是一項重要的檢測項目。

          三、質子交換膜透氣性測試用什么檢測儀器

          山東普創研發生產的壓差法氣體滲透儀GTR-V3用于質子交換膜透氣性能測試，采用壓差法試驗原理，也稱為質子交換膜透氣性測試儀、質子交換膜透氣度測定儀、質子交換膜透氣率試驗儀等，本檢測設備是一種高精度、高效率的測試設備，在燃料電池研發、生產和質量控制過程中具有廣泛應用。

質子交換膜透氣性測試儀

           三、燃料電池質子交換膜透氣性測試方法操作步驟

    (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臺測試標志線 之外的區域。

    (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臺中央空穴的正上方。

    (3)將準備好的樣品分別平整貼附于涂有油脂的低壓室試驗臺上,確保樣品與油脂接觸區域無氣泡產生。

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

    (5)開啟氣體滲透儀電源開關,打開儀器計算機操作軟件,運行安全氣體(氮氣或其他惰性氣體)置換過程,時間不低于600s。

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

    (7)關閉隔斷閥,打開試驗氣瓶和氣源開關向高壓室充試驗氣體,高壓室的氣體壓力應在1.0X10 Pa~1.1x10 Pa范圍內。壓力過高時,應開啟隔斷閥排出。

    (8)脫氣結束后,儀器自動關閉高、低壓室排氣閥,開始透氣試驗。

   (9) 剔除試驗開始的非線性滲透階段,記錄低壓室的壓力變化值AP和試驗時間。

   (10)繼續試驗直到在相同的時間間隔內的低壓室壓力變化保持恒定,達到穩定透過。至少取3個連續時間間隔的壓差值,求其算數平均值,以 此計算該試樣的氣體透過率及氣體透過系數。

          山東普創致力于燃料電池質子交換膜透氣性測試儀研發，通過測量質子交換膜透氣率，可以評估燃料電池透氣性能和耐久性，為燃料電池的進一步優化和改進提供技術支持及重要依據，歡迎咨詢了解。