金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法技术方案

本发明专利技术提供一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法，包括测试装置、电化学工作站，恒温水装置和气体供应装置，其中，所述金属双极板置于所述测试装置内进行防腐性能检测，利用所述电化学工作站、所述恒温水装置和所述气体供应装置能够模拟所述金属双极板在所述燃料电池内的工作环境。该检测系统及加速检测方法可在不切割金属双极板的前提下进行测试，简化了大面积金属双极板的在测试前的准备工序，减少对金属双极板的破坏。通过模拟燃料电池的运行环境，提高寿命测试加速因子，实现金属双极板快速检测。通过对金属双极板的快速检测，对比不同材料的防腐性能，使得测试时间大大减少。间大大减少。间大大减少。

【技术实现步骤摘要】
金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，特别涉及一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法。

技术介绍

[0002]氢氧燃料电池由多个单电池串联叠加构成，每个单电池组件包括双极板、气体扩散层、膜电极等。燃料电池的使用寿命主要取决于双极板与膜电极的使用寿命。双极板的材料目前主要分为金属、石墨、复合材料三类。金属双极板与传统的石墨双极板、复合双极板相比，可以大大降低燃料电池的成本、体积及重量。
[0003]目前对金属双极板测试主要有气密性测试、平整度测试，耐腐蚀性能测试。公开号为CN201711468255.0的中国专利公开一种燃料电池用双极板耐腐蚀性能测试方法，采用开路电位对材料的防腐性能进行评价，只能评价金属双极板最初的防腐性能，并没考虑时间因素。测试装置在五口腐蚀池中进行，测试大块的金属双极板需进行切割、封样等工序，属于破坏性实验，工序繁琐，不利于工业化生产。
[0004]鉴于上述原因，需要一种测试过程简单、非破坏性实验的金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法，该检测系统及加速检测方法可模拟燃料电池运行环境，使得测试条件更加贴合燃料电池的运行条件，在不切割金属双极板、不封样品的前提下，实现较大面积的测试，简化大面积的金属双极板的测试前的准备工序，测试过程简单。通过加入时间因素以达到金属双极板快速检测的目的，通过金属双极板的快速检测，对比不同材料的防腐性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种金属双极板防腐性能检测系统，所述金属双极板用于燃料电池，包括测试装置、电化学工作站，恒温水装置和气体供应装置，其中，所述金属双极板置于所述测试装置内进行防腐性能检测，所述恒温水装置向所述测试装置提供恒温水，所述气体供应装置向所述测试装置提供气体，所述电化学工作站与所述测试装置连接，所述电化学工作站通过模拟所述燃料电池的工作电位为所述测试装置提供所述燃料电池的工作电压，利用所述电化学工作站、所述恒温水装置和所述气体供应装置能够模拟所述金属双极板在所述燃料电池内的工作环境。
[0008]进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试装置包括测试槽、碳板和两块端板，所述测试槽为两端敞开且内部中空的圆筒形结构，所述测试槽的内部称为测试空腔，所述测试槽的侧壁内部具有水浴空腔，所述测试槽的一端与所述金属双极板连接，所述测试槽的另一端与所述碳板连接，所述测试槽、所述金属双极板和所述碳板均位于两块所述端板之间。
[0009]进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试装置还包括若干紧固螺杆，在两块所述端板上均设置有若干螺孔，两块所述端板上的所述螺孔对应设置，所述紧固螺杆依次穿过两块所述端板上的所述螺孔将所述测试装置固定，所述测试槽、所述金属双极板和所述碳板均位于若干紧固螺杆形成的空间内。
[0010]进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试槽的侧壁上设置有进气孔和出气孔，所述进气孔和所述出气孔均与所述测试空腔连通，所述气体供应装置分别通过所述进气孔和所述出气孔与所述测试空腔连通。
[0011]进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试槽的侧壁上设置有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口均与所述水浴空腔连通，所述恒温水装置分别通过所述进水口和所述出水口与所述水浴空腔连通。
[0012]进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试槽的侧壁上设置有参比电极孔，所述参比电极孔与所述测试空腔连通，所述参比电极孔内设置有饱和甘汞电极，所述电化学工作站具有参比电极、辅助电极和工作电极，所述参比电极与所述饱和甘汞电极电连接，所述辅助电极与所述碳板电连接，所述工作电极与所述金属双极板连接。
[0013]进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试槽的一端与所述金属双极板之间设置有密封胶垫，所述测试槽的另一端与所述碳板之间设置有所述密封胶垫。
[0014]进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述气体供应装置向所述测试装置提供的气体是氢气或者氧气。
[0015]进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试空腔内充满测试液，所述测试液为酸溶液，优选地，所述酸溶液为硫酸，所述酸溶液中H2SO4浓度为0～3mol/L，F
‑
浓度为0～1g/L；优选地，所述酸溶液为0.5mol/L H2SO4+0.005g/L F
‑
的混合溶液。
[0016]另一方面，提供了一种利用上述的金属双极板防腐性能检测系统对金属双极板进行加速检测的方法，包括如下步骤：
[0017]步骤1，对测试装置进行装配并通过紧固螺杆进行固定，向测试空腔加入水对测试装置进行测漏，检查测试装置的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔内加入测试液；
[0018]步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔中，电化学工作站的参比电极与测试装置的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置的碳板通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板通过连接线连接；
[0019]步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置与测试装置之间通过橡胶管连通，气体供应装置提供的气体由进气孔进入测试空腔、由出气孔流回气体供应装置；
[0020]步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置与测试装置通过橡胶管连通，恒温水装置提供的恒温水从进水口进入水浴空腔、由出水口流回恒温水装置，利用恒温水对测试装置进行水浴加热；
[0021]步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，测试时间为5～72h，测试温度为0～95℃，开始测试，在测试过程中利用电化学工作站采用恒电位测试、循环伏安测试或者线型极化测试模拟所述燃料电池的工作电位；
[0022]步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板表面状态的变
化，分析金属双极板的防腐性能；
[0023]优选地，在所述步骤5中，所述电化学工作站采用恒电位测试模拟所述燃料电池的工作电位，所述恒电位测试的测试范围为0～3.0V
SCE
，优选0.7～1.2V
SCE
；
[0024]优选地，在所述步骤5中，测试时间为5～6h，测试温度为80℃。
[0025]分析可知，本专利技术公开一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法。该检测系统及加速检测方法可在不切割金属双极板的前提下进行测试，简化了大面积金属双极板的在测试前的准备工序，减少对金属双极板的破坏。通过模拟燃料电池的运行环境，提高寿命测试加速因子，实现对金属双极板快速检测。通过金属双极板的快速检测，对比不同材料的防腐性能，使得测试时间大大减少，对于对比不同类型金属双极板的防腐蚀性能具有实际的指导意义。本专利技术的测试装置还可用于金属双极板的其它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属双极板防腐性能检测系统，所述金属双极板用于燃料电池，其特征在于，包括测试装置、电化学工作站，恒温水装置和气体供应装置，其中，所述金属双极板置于所述测试装置内进行防腐性能检测，所述恒温水装置向所述测试装置提供恒温水，所述气体供应装置向所述测试装置提供气体，所述电化学工作站与所述测试装置连接，所述电化学工作站通过模拟所述燃料电池的工作电位为所述测试装置提供所述燃料电池的工作电压，利用所述电化学工作站、所述恒温水装置和所述气体供应装置能够模拟所述金属双极板在所述燃料电池内的工作环境。2.根据权利要求1所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，所述测试装置包括测试槽、碳板和两块端板，所述测试槽为两端敞开且内部中空的圆筒形结构，所述测试槽的内部称为测试空腔，所述测试槽的侧壁内部具有水浴空腔，所述测试槽的一端与所述金属双极板连接，所述测试槽的另一端与所述碳板连接，所述测试槽、所述金属双极板和所述碳板均位于两块所述端板之间。3.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，所述测试装置还包括若干紧固螺杆，在两块所述端板上均设置有若干螺孔，两块所述端板上的所述螺孔对应设置，所述紧固螺杆依次穿过两块所述端板上的所述螺孔将所述测试装置固定，所述测试槽、所述金属双极板和所述碳板均位于若干紧固螺杆形成的空间内。4.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，所述测试槽的侧壁上设置有进气孔和出气孔，所述进气孔和所述出气孔均与所述测试空腔连通，所述气体供应装置分别通过所述进气孔和所述出气孔与所述测试空腔连通。5.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，所述测试槽的侧壁上设置有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口均与所述水浴空腔连通，所述恒温水装置分别通过所述进水口和所述出水口与所述水浴空腔连通。6.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，所述测试槽的侧壁上设置有参比电极孔，所述参比电极孔与所述测试空腔连通，所述参比电极孔内设置有饱和甘汞电极，所述电化学工作站具有参比电极、辅助电极和工作电极，所述参比电极与所述饱和甘汞电极电连接，所述辅助电极与所述碳板电连接，所述工作电极与所述金属双极板连接。7.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，所述测试槽的一端与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾虎，赵京辉，郭辉进，张祺，李佩朋，杨晓东，
申请(专利权)人：安泰环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：