一种测量薄膜透水性的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种测量薄膜透水性的装置，包括：连通器装置，其包括蓄水槽和硬质透明管，蓄水槽和硬质透明管侧壁均开设有连通水口，并由连通软管将两者的连通水口连通从而形成连通器结构；制水装置，其与蓄水槽管道连接；薄膜夹持装置，其由上夹板和下夹板构成，上夹板和下夹板的中央分别开设有上贯穿通孔和下贯穿通孔，且上贯穿通孔和下贯穿通孔位置相对应；硬质透明管上下两端均敞口，其下端紧密插入在上贯穿通孔中；使用时，上夹板与下夹板相贴合后把薄膜夹在两者之间；集水皿，其设置在薄膜夹持装置的正下方；支撑架和升降装置，支撑架上端安装薄膜夹持装置，支撑架的下端设置在升降装置上。本装置可方便的测量薄膜的透水性。

【技术实现步骤摘要】
一种测量薄膜透水性的装置
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种测量薄膜透水性的装置。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFCs)因其能量转化效率高、环境污染小等优点备受人们广泛关注，是最为理想的氢电转换装置。到目前为止，质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的耐久性仍然是制约其商业化发展的最大障碍，而这主要取决于其核心组件膜电极。一般而言，膜电极主要包括质子交换膜、催化层(CL)以及气体扩散层(GDL)。其中，气体扩散层的耐久性对PEMFCs的寿命起着至关重要的作用。气体扩散层通常由基底层(substrate)和微孔层(MPL)两部分组成，其最重要的作用是使气态反应物从流道均匀地向催化剂层移动。同时，气体扩散层的另一个重要功能是以一定的速度排出阴极产生的水，特别是在大电流密度下避免气体扩散层和催化层中发生水淹。因此，气体扩散层也被称作燃料电池的水管理中心。电池在一定条件下进行长时间运行后，阴极气体扩散层的这些功能的衰退对燃料电池性能的降低起着关键作用。目前大量的研究表明，气体扩散层的降解主要源于碳腐蚀以及聚四氟乙烯(PTFE)的流失。气体扩散层经过长时间的耐久性实验后，内部碳材料和疏水材料PTFE会有一定的流失，而PTFE的含量对气体扩散层的水管理能力有着重要的影响，PTFE的流失会造成气体扩散层局部疏水性能的下降；长时间以及在比较大的电流密度下，电池产生的水会聚集在这些疏水性下降的区域，从而影响气体扩散层的氧传质，导致电池出现水淹现象，造成电池性能波动，甚至电池性能急剧下降发生反极这种不可逆的衰减。因此探究气体扩散层在高电流密度下水管理能力的变化对于研究老化气体扩散层的降解是非常重要的，但是目前所采用的表征手段大多是利用静态接触角的方法去分析气体扩散层表面亲疏水性的变化进而分析其水管理能力的变化，但是这种方法最大的缺点是只能反映气体扩散层表面的亲疏水性，并不能真实反映其内部结构的亲疏水性，因此，寻找一种能够真实反映气体扩散层水管理能力的方法是极其必要的。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种测量薄膜透水性的装置，其可以用于测试燃料电池中气体扩散层的透水性。本专利技术采用的技术方案为：一种测量薄膜透水性的装置，其特征在于，包括：连通器装置，其包括蓄水槽110和硬质透明管120，蓄水槽110和硬质透明管120侧壁均开设有连通水口，并由连通软管130将两者的连通水口连通从而形成连通器结构；制水装置200，其与所述蓄水槽110管道连接；薄膜夹持装置，其由上夹板310和下夹板320构成，上夹板310和下夹板320的中央分别开设有上贯穿通孔311和下贯穿通孔321，且上贯穿通孔311和下贯穿通孔321位置相对应；所述硬质透明管120上下两端均敞口，其下端紧密插入在所述上贯穿通孔311中；使用时，上夹板310与下夹板320相贴合后把薄膜夹在两者之间；集水皿400，其设置在所述薄膜夹持装置的正下方；支撑架500和升降装置600，所述支撑架500上端安装所述薄膜夹持装置，支撑架500的下端设置在所述升降装置600上。进一步，所述制水装置200为纯水仪。进一步，所述硬质透明管120竖直设置。进一步，所述硬质透明管120侧壁设置有沿其轴向的长度刻度。进一步，所述上夹板310由硅胶制成。进一步，所述上贯穿通孔311侧壁及上夹板310和下夹板320相贴合的面上均设有硅胶层。进一步，所述上贯穿通孔311的下端设有环状凸缘312，所述硬质透明管(120)的下端抵持在所述环状凸缘(312)上。进一步，所述集水皿400设在所述升降装置600上。进一步，所述支撑架500由支撑柱510和水平的支撑板520组成，所述支撑柱510下端设置在所述升降装置600上，支撑柱510的上端设置所述支撑板520，在支撑板520的中央开设固件通孔521，所述薄膜夹持装置设置在所述固件通孔521中。进一步，所述升降装置600由水平台610和竖直的电动伸缩杆620组成，所述支撑架500设置在所述水平台610上，所述水平台610设置在所述电动伸缩杆620的上端。本专利技术可获得的技术效果有：1.在连通器装置两侧：一侧，借助制水装置保持进水；另一侧，借助升降装置灵活控制硬质透明管中的液位高度，进而调节薄膜承受的水压来测量薄膜的透水阈值以及透水量。2.应用于燃料电池中气体扩散层透水性测试时，能够真实地反映出燃料电池中气体扩散层在高电流密度下的水管理能力，为表征经过耐久性试验后的气体扩散层的水管理能力提供了一个新思路。附图说明图1是一种测量薄膜透水性的装置的示意图；图2是薄膜夹持装置的示意图；图3是支撑架的示意图；图4是升降装置的示意图。附图标记：110-蓄水槽；120-硬质透明管；130-连通软管；200-制水装置；310-上夹板；311-上贯穿通孔；312-环状凸缘；320-下夹板；321-下贯穿通孔；400-集水皿；500-支撑架；510-支撑柱；520-支撑板；521-固件通孔；600-升降装置；610-水平台；620-电动伸缩杆；A-待测薄膜。具体实施方式现结合附图说明本专利技术的实施方式。如图1、图2所示所示，一种测量薄膜透水性的装置，包括：连通器装置，其包括蓄水槽110和硬质透明管120，蓄水槽110和硬质透明管120侧壁均开设有连通水口，并由连通软管130将两者的连通水口连通从而形成连通器结构；制水装置200，其与所述蓄水槽110管道连接；薄膜夹持装置，其由上夹板310和下夹板320构成，上夹板310和下夹板320的中央分别开设有上贯穿通孔311和下贯穿通孔321，且上贯穿通孔311和下贯穿通孔321位置相对应；所述硬质透明管120上下两端均敞口，其下端紧密插入在所述上贯穿通孔311中；使用时，上夹板310与下夹板320相贴合后把薄膜夹在两者之间；集水皿400，其设置在所述薄膜夹持装置的正下方；支撑架500和升降装置600，所述支撑架500上端安装所述薄膜夹持装置，支撑架500的下端设置在所述升降装置600上。使用本装置测试薄膜的透水性时，先把待测薄膜A用薄膜夹持装置的上夹板310和下夹板320夹持紧，然后把硬质透明管120下端紧密插入在上贯穿通孔311中。现将待测薄膜设定为燃料电池的气体扩散层材料，说明可采用的测试步骤：步骤一：升降升降装置600，使得硬质透明管120的底端大致与蓄水槽110的上端平齐；步骤二：启动制水装置200，制水装置200不停地将水送入蓄水槽110中，至蓄水槽110中的水开始溢出；步骤三：调节升降装置600，使硬质透明管120的高度逐渐下降，此下降过程中，蓄水槽110中的水通过连通软管130进入硬质透明管120中，硬质透明管120中的液位逐渐升高，根据连通器原理硬质透明管120中的液位与蓄水槽110上端持平；步骤四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量薄膜透水性的装置，其特征在于，包括：/n连通器装置，其包括蓄水槽(110)和硬质透明管(120)，蓄水槽(110)和硬质透明管(120)侧壁均开设有连通水口，并由连通软管(130)将两者的连通水口连通从而形成连通器结构；/n制水装置(200)，其与所述蓄水槽(110)管道连接；/n薄膜夹持装置，其由上夹板(310)和下夹板(320)构成，上夹板(310)和下夹板(320)的中央分别开设有上贯穿通孔(311)和下贯穿通孔(321)，且上贯穿通孔(311)和下贯穿通孔(321)位置相对应；所述硬质透明管(120)上下两端均敞口，其下端紧密插入在所述上贯穿通孔(311)中；使用时，上夹板(310)与下夹板(320)相贴合后把薄膜夹在两者之间；/n集水皿(400)，其设置在所述薄膜夹持装置的正下方；/n支撑架(500)和升降装置(600)，所述支撑架(500)上端安装所述薄膜夹持装置，支撑架(500)的下端设置在所述升降装置(600)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量薄膜透水性的装置，其特征在于，包括：
连通器装置，其包括蓄水槽(110)和硬质透明管(120)，蓄水槽(110)和硬质透明管(120)侧壁均开设有连通水口，并由连通软管(130)将两者的连通水口连通从而形成连通器结构；
制水装置(200)，其与所述蓄水槽(110)管道连接；
薄膜夹持装置，其由上夹板(310)和下夹板(320)构成，上夹板(310)和下夹板(320)的中央分别开设有上贯穿通孔(311)和下贯穿通孔(321)，且上贯穿通孔(311)和下贯穿通孔(321)位置相对应；所述硬质透明管(120)上下两端均敞口，其下端紧密插入在所述上贯穿通孔(311)中；使用时，上夹板(310)与下夹板(320)相贴合后把薄膜夹在两者之间；
集水皿(400)，其设置在所述薄膜夹持装置的正下方；
支撑架(500)和升降装置(600)，所述支撑架(500)上端安装所述薄膜夹持装置，支撑架(500)的下端设置在所述升降装置(600)上。


2.根据权利要求1所述的测量薄膜透水性的装置，其特征在于，所述制水装置(200)为纯水仪。


3.根据权利要求1所述的测量薄膜透水性的装置，其特征在于，所述硬质透明管(120)竖直设置。


4.根据权利要求1所述的测量薄膜透水性的装置，其特征在于，所述硬质透明管(120)侧壁设置有沿其轴向的长度刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：李赏，朱凯，张宇，潘牧，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42