GB/T 20042.3-2022質(zhì)子交換膜燃料電池透氣率測試方法

燃料電池電動汽車作為解決全球能源和環(huán)境問題的理想方案之一,是現(xiàn)代社會的研究焦點。隨著燃料電池電動汽車的商業(yè)化發(fā)展,對質(zhì)子交換膜性能的要求也逐漸提高。

透氣率定義為在恒定溫度和單位壓力差下,穩(wěn)定透過時,單位時間內(nèi)透過試樣單位面積的氣體的體積，主要用于考察氣體在質(zhì)子交換膜中的滲透性能。嚴格限制質(zhì)子交換膜的透氣率上限,避免微小穿孔竄漏量過大,是避免熱失控危險的重要保障。

GB/T 20042.3-2022標準使用壓差法進行透氣率測試,并增加了氣體透過系數(shù)指標。壓差法透氣率測試對于測試氣體沒有選擇性，對不同的測試氣體的通用性非常好。隨著真空規(guī)檢測技術(shù)的進步以及真空技術(shù)在設(shè)備設(shè)計上的應(yīng)用,設(shè)備的檢測精度以及測試數(shù)據(jù)的重復性大大提高,因此許多科研檢測機構(gòu)均使用該方法進行透氣率測試。

透氣率測試

1 測試儀器

1.1 普創(chuàng)科技 GTR-V3壓差法氣體透過率測試儀

檢測zui低限>0.05cm'/(m·d·Pa),真空分辨率為±0.1Pa;結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

1.2真空泵:可使低壓室中的真空度抽至10Pa以下

1.3水浴循環(huán)溫度控制裝置:溫度控制精度為±0.05℃

2 測試方法

2.1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(qū)域。

2.2 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。

2.3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(qū)域無氣泡產(chǎn)生。

2.4 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℃。

2.5開啟氣體滲透儀電源開關(guān),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。

2.6安全氣體置換結(jié)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。

2.7 關(guān)閉隔斷閥,打開試驗氣瓶和氣源開關(guān)向高壓室充試驗氣體,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,應(yīng)開啟隔斷閥排出。

2.8脫氣結(jié)束后,儀器自動關(guān)閉高、低壓室排氣閥,開始透氣試驗。

2.9 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A(chǔ)P和試驗時間。

2.10繼續(xù)試驗直到在相同的時間間隔內(nèi)的低壓室壓力變化保持恒定,達到穩(wěn)定透過。至少取3個連續(xù)時間間隔的壓差值,求其算數(shù)平均值,以此計算該試樣的氣體透過率及氣體透過系數(shù)。