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　　關(guān)鍵詞：GB/T 20042.7、透氣度測(cè)試儀、質(zhì)子交換膜、燃料電池炭紙、阻隔性、透氣度

　　檢測(cè)質(zhì)子交換膜燃料電池炭紙的透氣度至關(guān)重要，透氣度是表征碳紙性能的關(guān)鍵參數(shù)，用于評(píng)價(jià)其透氣性好壞。采用透氣性好的碳紙可以顯著提高燃料電池的脊下排水能力，加快傳質(zhì)速度，從而提升電池的整體性能。在燃料電池中，氣體擴(kuò)散層(GDL)需要保證氣體和反應(yīng)產(chǎn)物順利透過(guò)并均勻擴(kuò)散到電極上，透氣度直接影響這一過(guò)程的效率。

　　一、燃料電池炭紙透氣度測(cè)試儀技術(shù)參數(shù)

　　測(cè)試范圍10 ~ 15000 s/100mL(其他范圍可定制)

　　0.01 ~ 12.7 um/(Pa·s)

　　體積分辨率0.001 mL

　　體積精度1%

　　壓力范圍0 ~ 5 kPa

　　壓力精度0.01 kPa

　　測(cè)試腔3套

　　試樣尺寸≥40 x 40 mm

　　試樣厚度0 ~ 5 mm

　　試樣面積6.45 cm2

　　氣體規(guī)格干燥氣體 (氣源用戶(hù)自備)

　　試驗(yàn)壓力0.4 ~ 0.6 MPa

　　接口尺寸Ф6 mm聚氨酯管

　　外形尺寸510 mm (W) × 300 mm (D) × 420 mm (H)

　　電源AC 220V 50Hz

　　凈重20 kg

　　二、工作原理

　　在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，1.21kPa壓力下，記錄100mL測(cè)試氣體通過(guò)特定面積的電池隔膜所需要的時(shí)間。

　　三、推薦設(shè)備

　　賽成儀器生產(chǎn)的PB-03 透氣度測(cè)試儀。

　　四、燃料電池炭紙透氣度測(cè)試儀試驗(yàn)方法

　　10.1.2.1按照第7章方法測(cè)量樣品的平均厚d。

　　10.1.2.2

　　將樣品放置在兩片大小相同的中空邊框之間,邊框的中間孔面積為S,在一定溫度、壓力下制成邊緣不漏氣的樣品/邊框組件。組件壓制過(guò)程,保證樣品有效部分不變形、不破損。

　　注:邊框的中間孔面積大于2cm'

　　10.1.2.3 將壓好的樣品/邊框組件裝入兩側(cè)帶有進(jìn)氣、出氣口的平板夾具之間,使兩側(cè)形成氣室,測(cè)試氣密性。兩個(gè)平板夾具均應(yīng)具有密封元件。

　　10.1.2.4將測(cè)試池按照?qǐng)D4所示安裝在試驗(yàn)裝置上,并保證測(cè)試池?zé)o外漏。注:外漏的檢測(cè)方法為,將樣品放入測(cè)試池,堵住壓差表的出口和流量計(jì)的出口,打開(kāi)節(jié)流閥,通入一定壓差的氣體,關(guān)閉節(jié)流閥,觀察壓差表的示數(shù),若2min內(nèi)無(wú)明顯變化,則裝置氣密性良好。

　　10.1.2.5調(diào)節(jié)節(jié)流閥,用壓差表控制一定的壓差,在室溫和一定的壓力差下穩(wěn)定至少5min,根據(jù)流量計(jì)示數(shù),計(jì)算流速V壓差表示數(shù)P.。注:壓差選取2Pa~300Pa。

　　10.1.2.6 將與10.1.2.3中相同大小的中空邊框壓制成測(cè)試組件,壓制條件同。

　　按照10.1.2.4中方法組裝后進(jìn)行測(cè)試。在同10.1.2.5相同的流速V下,讀取空白樣品微量壓差計(jì)的示數(shù)P。,對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校正。

　　注:在報(bào)告中注明使用的氣體介質(zhì),優(yōu)先使用干燥空氣。

　　五、應(yīng)用范圍

　　1. 燃料電池性能優(yōu)化

　　氣體傳輸效率：透氣度直接影響反應(yīng)氣體(氫氣、氧氣)在氣體擴(kuò)散層(GDL)中的擴(kuò)散速率，進(jìn)而影響電極反應(yīng)速率及功率密度。

　　2. 質(zhì)量控制與一致性保障

　　批次穩(wěn)定性：炭紙生產(chǎn)中，透氣度波動(dòng)可能源于原料(如聚丙烯腈基碳纖維)或工藝(如熱壓溫度、疏水處理)差異。

　　總結(jié)

　　燃料電池炭紙透氣度測(cè)試儀的價(jià)值在于其“精準(zhǔn)量化-工藝反饋-性能提升"的閉環(huán)能力：

　　研發(fā)端：通過(guò)透氣度數(shù)據(jù)反向優(yōu)化炭紙制備工藝(如造紙法、濕法抄造)，縮短新材料開(kāi)發(fā)周期50%以上。

　　生產(chǎn)端：實(shí)現(xiàn)透氣度100%全檢，不良品攔截率提升至99.5%，降低售后成本。

　　應(yīng)用端：透氣度與燃料電池耐久性(>5000小時(shí))的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，使其成為預(yù)測(cè)電池壽命的關(guān)鍵指標(biāo)。