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  质子相易膜燃料电池 第6局限:双极板特征测试要领(GB/T 20042.6-2011)

  根源:中邦新能源网更新时代:2015-02-05 10:50:30[我要投稿]

  GB/T 20046的本局限划定了质子相易膜燃料电池双极板特征测试要领的术语和界说、双极板质料的气体致密性测试、抗弯强度测试、密度测试、电阻测试和腐化电流密度测试等;双极板部件的气体致密性测试、阻力降测试、面积应用率测试、厚度平均性测试、平面度测试、重量测试和电阻测试等。

  本局限实用于各品种型的质子相易膜燃料电池用双极板质料和部件。本法式厉重分为双极板质料特征测试和双极板部件特征测试两局限。

  下列文献对待本文献的使用是必不成少的。寻常注日期的援用文献,仅注日期的版本实用于本文献。寻常不注日期的援用文献,其最新版本(席卷全部的窜改单)实用于本文献。

  单元面积的双极板质料正在燃料电池运转情况中,正在腐化电位下因为化学或电化学用意惹起的捣乱发作的电流值,单元为A/cm2.

  注:腐化电流密度值巨细反响了双极板腐化速度的疾慢,是外征双极板质料及部件正在嫩料电池运转情况下耐腐化机能的物理量。

  两种质料之间的接触局限发作的电阻,单元是mcm2。

  注:双极板的平面度直接影响双极板与炭纸之间的接触电阻,从而影响电池机能。

  双极板的有用面积比,即双极板的有用面积(流场局限的面积)与双极板总面积的比值。

  4.2.1样品形式为正方形(5cm×5cm),面积为25cm2;样品形式和尺寸也可由测试两边洽商决议。

  4.2.3对待差别批次的双极板质料,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  4.3.1将样品夹正在两块均具有气体进口和出口的不锈钢夹具之间,使两侧酿成气室,举动试验排泄池。

  4.3.3室温下分手正在气室的两侧通人氧气或氢气和惰性气体,负气室两侧依旧肯定的压力差。压力通过两侧缜密压力外来把握。

  4.3.4正在室温和肯定压力差下安宁起码2h,将惰性气体的出口通人气相色谱仪衡量被测气体的浓度,并记载色谱图。

  4.4.2测试差别压力差(△P)下的透气率,绘制△P与透气率的闭连弧线个有用样品为一组,计划出均匀值举动试验结果。

  试验夹具不应惹起试样正在夹具处断裂。施加负荷时,应知足试样的纵轴与通过夹具核心线测厚仪和卡尺

  卡尺:精度为0.01mm,用于测试双极板的长度和宽度。

  5.2.3对待差别批次的双极板质料,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  5.3.2调剂支座跨距,将制备好的样品放正在支座上,且使试验机压头、支座轴向笔直于试样,参照GB/T 13465.2-2002使用三点弯曲法对双极板质料抗弯强度实行测试。

  5.3.3压头以1mm/min-10mm/min的加载速率平均且无攻击地施加负荷,直至试样断裂,读取断裂负荷值。

  温度计:用于侧定气氛温度和水温,精度为0.5℃;

  金属丝:镍铬铁或铂合金丝,直径小于0.2mm,用于悬挂试样。

  6.2.2样品数目为5个(包管取得3个有用值),应无褶皱、划痕和破损。6.2.3对待差别批次的双极板质料,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  6.3.1正在温度为25℃条款下分手称量样品的质地m1和金属丝的质地m3.

  6.3.2将由该金属丝吊挂着的样品浸人到温度为25℃的蒸馏水中.样品浸没于水中但要依旧其悬浮于烧杯中,不接触烧杯壁,睹图2所示.用一根细金属丝尽疾地除去粘附正在样品上的气泡后,称量水中样品格地m2。参照GB/T 7962.20-1987实行测试。

  7.2.2样品数目为5个(包管取得3个有用值),应无褶皱、划痕和破损。7.2.3对待差别批次的双极板质料,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  7.3.1.1每次衡量前应校准测试仪的零点。衡量时应避免样品变形、样品轮廓尘埃等成分的影响。

  7.3.1.2用四探针低阻衡量仪分手正在样品的挨近周围和核心的起码5个部位衡量,记载差别部位体电阻值。

  7.3.2.1按图3所示将样品装正在测试装备上。用低阻衡量仪衡量电阻值,衡量电极为镀金的铜电极。

  衡量时将样品两侧就寝燃料电池扩散层用的炭纸举动支柱物,以进一步改良接触状态。测试进程中,压力每增补0.1MPa记载一个电阻值,直到目今电阻测试值与前一电阻测试值的转化率5%,则以为到达电阻的最小值,遏止测试。差别压力下的电阻值记载为R1。

  注:测最压力鸿沟寻常为0.1MPa-3.0MPa,可拣选压力为1.5MPa时的电阻值.

  7.3.2.2按影相同要领,将一张作嫩料电池扩散层用的炭纸就寝正在两铜电极间并施加肯定压力,记载遵守7.3.2.1中所述的同样要领测试的差别压力下的电阻值R2。

  电化学测试池:采用五口烧瓶,厉重用于盛放电解质溶液,电解池质料为玻璃或塑料等耐腐化性质料。五口烧瓶的一个瓶口用于就寝和参比电极相连的盐桥,一瓶口用于就寝对电极,一瓶口用于就寝通气管,中心一瓶口用于就寝测试样品制备的就业电极,另一瓶口用于置换溶液。

  8.2.1按测试条件截取肯定尺寸(可认为2cmX2cm)有用面积为1cm,的送试质料举动样品。

  8.2.3对待差别批次的双极板质料,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  8.2.4用乙醇等溶剂洗刷样品轮廓,并正在氮气空气下80℃干燥10min。

  8.2.5将电极与样品轮廓连结,除有用测试面积为1cm,的测试轮廓外,其余轮廓予以绝缘密封。

  8.3.1以样品为就业电极,以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,以铂片或铂丝为辅助电极实行测试。高频彩平台

  8.3.4对测得的极化弧线实行塔菲尔(Tafel)拟合,塔菲尔直线的交点所对应的电流即为样品的腐化电流。

  9.2.1样品的形式和尺寸应由测试方和样品供应方洽商确定。样品供应方同时供应双极板及与其配套的不锈钢夹具和密封线个有用值),应无褶皱、划痕和破损。

  9.2.3对待差别批次的双极板,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样.

  9.3.1将样品夹正在两块均具有气体进口和出口的不锈钢夹具之间,使两侧酿成气室,拼装假电池.

  9.3.2堵住电池阴极的生齿、出口以及阳极的出口,朝阳极的生齿通人肯定压力的测试气体(如H2,气氛或02)。待气体流量安宁后,将电池一律浸没于水中,操纵目测法,查抄水中是否有气泡冒出,并依照气泡冒出的部位来判决假电池是否密封较好,是否有外漏。

  9.3.3将没有外漏的假电池遵守图1所示的试验装备示妄图装置正在试验装备上。

  9.3.4室温下分手正在气室的两侧通人氧气或氢气和惰性气体,负气室两侧依旧肯定的压力差.压力通过两侧缜密压力外来把握。

  9.3.5正在室温和肯定的压力差下安宁起码2h,将惰性气体的出口通人气相色谱仪衡量被测气体的浓度,并记载色谱图。

  10.2.1样品供应倾向测试方同时供应双极板及与其配套的夹具和密封线个有用值),应无褶皱、划痕和破损。

  10.2.3对待差别批次的双极板,应分手抽样,简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  10.3.1遵守图4中所示将双极板拼装到具有密封胶线和气体进口和出口的夹具之间,拼装燃料电池假电池。

  10.3.2堵住双极板的氧化剂腔的气体出生齿,正在燃料气腔单腔进气,正在肯定生齿气体流量和生齿压力下,衡量气体流经双极板的进出口压差即燃料气腔的阻力降。每次衡量时务必包管气体活动稳定。

  注:气体的生齿压力鸿沟可认为:0.01MPa一0.2MPa.生齿气体流量可认为0.5slpm-2slpm (slpm为法式公升每分钟)。

  10.3.3堵住双极板的R料气腔的气体出生齿,正在氧化剂腔单腔进气,正在肯定生齿气体流量和生齿压力下,衡量气体流经双极板的进出口压差即氧化剂腔的阻力降。每次衡量时务必包管气体活动稳定。

  11.2.1样品的流场局限有用面积起码为25cm2(5cm×5cm),样品的尺寸也可由测试两边洽商决议。11.2.2样品数目为5个(包管取得3个有用值),应无褶皱、划痕和破损。

  11.2.3对待差别批次的双极板,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  测厚仪:精度为1m,用于测试双极板的厚度;

  卡尺:精度为0.01mm,用于测试双极板的长度和宽度。12.2样品计划

  12.2.1样品有用面积为25cm2(5cm×5cm),样品形式和尺寸也可由测试两边洽商决议。

  12.2.2样品数目为5个(包管取得3个有用值),应无摺皱、划痕和破损。

  12.2.3对待差别批次的双极板,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  12.3.1每次侧量前应校准测试仪的零点,且正在每组试样衡量后应从头查抄其零点。

  12.3.2侧量时将侧量头平缓放下,避免样品变形和破损。测试正在室温条款下实行。

  注:双极板的流场局限,厉重测试双极板脊背局限的厚度,沟槽局限的厚度不商酌正在内。

  12.4.1样品的厚度平均性用厚度最大值与最小值之差以及厚度相对谬误透露。

  13.2.2样品数目为5个(包管取得3个有用值),应无褶皱、划痕和破损。

  13.2.3对待差别批次的双极板,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  13.3测试要领13.3.1每次衡量前应校准平面度测试仪,且正在每组试样衡量后应从头校准。

  13.3.2遵守GB/T 19922-2005中所述的要领,确定样品测试区域尺寸和最佳参照平面.

  注:引荐采用最小二乘法计划出参照平面.寻常仪用具有自愿实行个人平面度参考面修筑及结果计划的本事。

  注:双极板的流场局限厉重测试双极板的脊背局限,双极板的沟槽局限不商酌正在内。

  注:样品的面积为双极板部件的总颜面积,即为双极板的总长度与总宽度的乘积,不商酌流场沟槽的面积。

  14.2.2样品数目为5个(包管取得3个有用值),应无摺皱、划痕和破损。

  14.2.3对待差别批次的双极板,应分手抽样,简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  14.3测试要领用判辨天平称取样品的质地,切确度为0.5%。

  15.2.1从完备双极板的流场局限截取有用面积为25cm2(5cm×5cm)的正方形举动样品,样品形式和尺寸也可由测试两边洽商决议。

  15.2.2样品数目为5个(包管取得3个有用值),应无褶皱、划痕和破损。

  15.2.3对待差别批次的双极板,应分手抽样;简单质料随机抽样,差别质料分手抽样。

  15.3.1.1按图3所示将样品装正在侧试装备上。用低阻衡量仪衡量电阻值,衡量电极为镀金的铜电极。衡量时将样品两侧就寝燃料电池扩散层的炭纸举动支柱物,以进一步改良接触状态。测试进程中,压力每增补0.1MPa记载一个电阻值,直到目今电阻测试值与前一电阻测试值的转化率(500,则以为到达电阻的最小值,遏止侧试。差别压力下的电阻值记载为R1。

  注:衡量压力鸿沟寻常为0.1MPa^-3.0MPa,可拣选压力为1.5MPa时的电阻值。

  15.3.1.2按影相同要领,将一张炭纸就寝正在两铜电极间并施加肯定压力,记载差别压力下的电阻值R2。

  本附录描摹正在实行测试之前应当商酌的模范项目。对待每项试验来说,应抉择高精度的检测仪器及开发,以便将不确定成分减到起码.应计划一个书面的测试布置,下列各项应当列人侧试布置:

  i)需要时,列出以氢气举动燃料的最低安宁条件事项(由最终产物制作商供应讲明文献)。

  为知足方针偏差条件,数据采团体例和数据记载开发应知足搜集频次与搜集速率的必要,其机能应优于机能试验开发。

  依照所做试验,试验讲演应供应足够众的精确、懂得和客观的数据用来实行判辨和参考.讲演应包蕴各章中全部的数据。讲演有三种阵势,摘要式、详明式和完备式。每个类型的讲演都应包蕴无别的题目页和实质目次。

  完备式讲演除了包蕴详明实质,还应有原始数据的副本,别的还应席卷下列各项:

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