必一体育:燃料电池核心部件质子交换膜的检测方法和仪器

　　质子交换膜燃料电池(简称PEMFC)要用质子交换膜当作电解质的燃料电池，是把外面提供 的燃料(氢气)和空气中氧化剂(氧气)的化学变化经过电化学反应立即转化为电能、热能与其他化学反应产物的发电装置。因为车配质子交换膜燃料电池汇聚了氢、热、电、压力等全部安全风险，故此，规范GB/T20042.2-2008对质子交换膜燃料电池堆安全系数给出了具体要求及设计方案提醒。质子交换膜当作PEMFC的关键部件之一，其每一项性能参数测试就成为了制造业企业对于产品质量控制的重点目标。

　　质子交换膜燃料电池的重要构造包含质子交换膜、两边的多孔电极催化剂层和气体扩散层，及其两边构成气体传输通道和电子导体的极板。在其中，质子交换膜是燃料电池的关键部件之一。质子交换膜(缩写为PEM)是一种离子聚合物的半透膜，厚度一般仅为10μm左右，设计方案用以质子传输阻隔氧或氢。能传送质子但是对电子绝缘，发挥传输氢离子、阻隔燃料和氧化剂、阻绝电子的作用。故此，PEM决定着燃料电池使用性能、稳定性和经久耐用性，需要具备下面六种基本特性：质子导电率、稳定性能、透气性能、吸水能力、水电渗透性及其力学强度。

　　目前，国内有关质子交换膜功能测试的标准有GBT20042.3-2022《质子交换膜燃料电池第3部分：质子交换膜检测方法》。此规范针对质子交换膜的“拉伸强度”、“180°剥离强度”、“气体透过率”、“气体透过系数”、“厚度”等性能参数测试，给出了明确的技术要求与检测方法。我司借这篇文章为新能源行业客户提供燃料电池质子交换膜的产品功能测试解决方案，期待与行业中的企事业单位增进技术交流与合作。

　　质子交换膜当作PEMFC的核心部件之一，它可以将阴极和阳极分分开，阻拦燃料(氢气)和氧化剂(氧气)立即相混发生反应。该功能可以使用气体透过率来判定，气体透过率越高，则膜的气体阻隔特性越差，氢气和氧气触碰越多，便会导致电池两极电势差就越低，电池的开路电压也就越低。故此，质子交换膜材料的气体透过率指标也极为重要，是公司需要重点监管使用性能之一。

　　PB-03压差法气体渗透仪，是一款技术专业用于薄膜试样的气体透过率测试仪，基于压差法的测试原理，适用塑料薄膜、复合膜、高阻隔材料、片材、金属箔片在各种温度下的气体透过率、溶解度系数、扩散系数、渗透系数的测定。仪器符合并满足GBT20042.3-2022《质子交换膜燃料电池第3部分：质子交换膜检测方法》规范中对质子交换膜的“气体透过率”和“气体透过系数”指标的试验标准，可技术专业用以测试质子交换膜的气体透过特性，可测试氢气透过、氧气透过等。

　　质子交换膜力学强度指标的好坏直接关系到材料本身耐机械损伤的能力，从而影响其机械稳定性及其燃料电池堆使用年限。规范GBT20042.3-2022对“拉伸强度”、“断裂拉伸应变”、“弹性模量”、“180°剥离强度”指标测试有明确的要求。

　　针对质子交换膜的力学强度测试，推荐使用XLW-H智能电子拉力试验机完成检验。以XLW-H拉力机为例，该仪器是一款技术专业用以测试各种软质材料拉伸性能等力学特性的电子拉力试验机，采用0.5级高精密力值传感器，一台试验机集成拉伸、剥离、撕裂、热封、定伸抗拉、下压等专业单独的测试流程，为消费者提供多种多样检验项目分析，可以满足多种多样检测需求。融合规范试验标准，XLW-H拉力机一台设备就可以完成质子交换膜的拉伸高度、断裂拉伸、180°剥离强度测试，同时，配备技术专业穿刺力测试夹具，可以进行膜材的抗穿刺功能测试。一物多用，性价比特别高的。

　　质子交换膜厚度与燃料电池安全性与特息相关，主要是因为质子交换膜的质子传输阻力是燃料电池输出压降的重要构成之一，厚度大就表示传输阻力大特性低，厚度小则非常容易压伤刺穿;与此同时质子交换膜中的融合水从阴极侧反向扩散到阳极侧是由两边之间的水分含量梯度推动的，厚度小则水分含量梯度大，反向扩散强，从而允许更多的融合水电迁移，提升活性总面积里的电流密度。因此可见，公司对质子交换膜厚度参数确认与监测至关重要。

　　质子交换膜的厚度均一性测试，推荐选用CHY-CA测厚仪进行检测。CHY-CA是一款高精密、高反复性的机械接触式精密测厚仪，技术专业适用量程范围内的薄膜、薄片、纸张、瓦楞纸板、纺织材料、非织造布、固体绝缘材料等各类材料的厚度精密测量。仪器内置了全新一代操控分析系统，实际操作十分友好、数据处理方法智能化;并且支持公司特有的数据盾系统，为消费者提供极为可靠的检测报告和检测报告管理的功能。

　　近些年，新能源技术燃料电池行业的高速发展不断加快，燃料电池电堆及系统正朝功率大的迅速优化升级，技术实力也会跟着快速提升。产业迅猛发展，再进一步推动了产业的规范性、细节化、明确具体，特别关注燃料电池操控技术的研发与掌控。如果您想了解其他信息内容，可随时咨询我们。