一种燃料电池GDL耐蚀性的检测工装装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，其特征在于，包括：依次间隔设置有的对电极、参比电极与待测工装安装件；对电极与待测工件安装件之间设有空间，该空间内放置有电解液；待测工装安装件上开设有安装卡孔，在待测工装安装件内且位于安装卡孔处嵌设有导电件；本发明专利技术可直接使用自由基试剂评价电池的氧化腐蚀，降低了实验评价时间，提高了科研效率；无需使用燃料电池测试台，降低了实验成本；可以进行双通道测试，提高了实验效率。提高了实验效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池GDL耐蚀性的检测工装装置及其检测方法


[0001]本专利技术涉及电堆检测
，具体为一种燃料电池GDL耐蚀性的检测工装装置及其检测方法。

技术介绍

[0002]电堆作为燃料电池发动机系统的心脏，是燃料电池发动机的动力来源，是整个燃料电池产业链中成本和技术的核心，主要由多层膜电极和双极板堆叠而成。膜电极(GDL)作为核心部件，是由质子交换膜、催化剂、气体扩散层构成，其中气体扩散层材料主要是碳纸，位于膜电极两端，其作用一是支撑质子交换膜，二是涂挂催化剂，三是连接膜电极与双极板。燃料电池碳纸，是以短切碳纤维为原料制造而成，具有机械强度好、质量轻、孔隙率高、透气性优，以及优良的导电性、耐高温性、抗氧化性、耐腐蚀性等特点。
[0003]由于现有的燃料电池在运行时，其存在的较高的氧化电位及反应产生的自由基具有较强的氧化作用，会对膜电极材料产生腐蚀。这种情况也会氧化气体扩散层，即碳纸的微孔层，造成相关材料的失效及结构退化，从而影响燃料电池的运行寿命。因而检测碳纸的使用寿命是电堆运行寿命即评价燃料电池的一个关键指标，且随着商用车对燃料电池的需求日益提升，电堆寿命的问题愈发突出。
[0004]但由于碳纸不是电化学反应部件，很难通过常规的电化学测试对其进行评价。目前，评价碳纸的腐蚀状况主要是通过电镜观察、测试电导率及传质效果等方法实施，其测试手段较为复杂，测试结果时间较长。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中所存在的目前难以实现对碳纸进行电化学测试，本专利技术的目的在于提供一种燃料电池GDL耐蚀性的检测工装装置及其检测方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，包括：依次间隔设置有的对电极、参比电极与待测工装安装件；所述对电极与所述待测工件安装件之间设有空间，该空间内放置有电解液；
[0008]所述待测工装安装件上开设有安装卡孔，在所述待测工装安装件内且位于安装卡孔处嵌设有导电件。
[0009]进一步的，所述待测工装安装件选用绝缘材料制成。
[0010]进一步的，所述参比电极为饱和甘汞电极、Ag/AgCl电极、硫酸亚汞电极、铂丝中的任意一种。
[0011]进一步的，所述对电极为铂片。
[0012]进一步的，所述安装卡孔其开口形状的横截面为T型结构。
[0013]进一步的，所述对电极设置为方片状。
[0014]进一步的，所述待测工装安装件设置为矩形。
[0015]进一步的，以所述对电极为轴心，在空间内镜像设置有参比电极与待测工装安装件
[0016]作为本专利技术的一种优选方式，一种燃料电池GDL的耐蚀性检测方法，其特征在于，包括采用上述的耐腐蚀检测工装装置，如下过程：
[0017]S1：将碳纸固定在待测工装安装件内；在对电极和参比电极间进行循环伏安测试，依据C＝(iΔt)/V，测得双电层电容C1；
[0018]S2：配置芬顿试剂；试剂的浓度是10％～30％的双氧水，亚铁离子含量3～30ppm；
[0019]S3：将碳纸浸入芬顿试剂中；温度升至10℃～40℃，浸泡48小时后取出，用去离子水清洗后烘干备用；
[0020]S4：将烘干后的碳纸放入固定导电体内，进行循环伏安测试，所述循环伏安测试时测定电压为0.05～1.1V，扫速20mV/s，测20圈，计算出双电层电容C2；
[0021]S5：计算双电层的比率ε＝C2/C1。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0023]本专利技术可直接使用自由基试剂评价电池的氧化腐蚀，降低了实验评价时间，提高了科研效率；
[0024]本专利技术无需使用燃料电池测试台，降低了实验成本；
[0025]本专利技术可以进行双通道测试，提高了实验效率。
附图说明
[0026]通过阅读参照对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其他特征、目的和优点将会变得更明显。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0028]申请人研发的一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，包括：依次间隔设置有的对电极、参比电极与待测工装安装件；对电极与待测工件安装件之间设有空间，该空间内放置有电解液；其中电解液优选为0.05M硫酸；对电极上接有工作电极夹、参比电极上接有参比电极夹、待测工件安装件上接有辅助电极夹；
[0029]且在实际操作时，为了提供定域测量，以便于提高测量的精准度，因此对测量距离进行定量设置，需要参比电极浸入电解液靠近待测工装安装件。
[0030]待测工装安装件上开设有安装卡孔，在待测工装安装件内且位于安装卡孔处嵌设有导电件，即安装卡孔的大小和结构被调整为与位于待测工装安装件上的碳纸接触，以实现对碳纸的有效固定，且解决了待测材料在测试过程中产生形变的技术问题，在实际操作时，选用导电件的材质优选为铜、金、银的任意一种，本实施例优选用铜制成，保证电导率。
[0031]待测工装安装件外表面选用PTFE绝缘材料制成，以抑制碳纸和相邻结构之间的电交换，而待测工装安装件的绝缘设置，可以减少碳纸应变，采用该材质在电解池液中具备相容性以保持实验数据稳定性。
[0032]参比电极为饱和甘汞电极、Ag/AgCl电极、硫酸亚汞电极、铂丝中的任意一种，在本
实施例中优选为饱和甘汞电极。
[0033]对电极为铂片。
[0034]安装卡孔其开口形状的横截面为T型结构，以实现对碳纸的有效安装与卡固作业，以实现填充性。
[0035]对电极设置为方片状；
[0036]待测工装安装件设置为矩形，以简化操作。
[0037]实施例1：
[0038]一种燃料电池GDL的耐蚀性检测方法，包括采用上述的耐腐蚀检测工装装置，进行如下步骤：
[0039]S1：将碳纸固定在待测工装安装件内；在对电极和参比电极间进行循环伏安测试，依据C＝(iΔt)/V，测得双电层电容C1；
[0040]S2：配置芬顿试剂；试剂的浓度是10％的双氧水，亚铁离子含量10ppm，其中选用过浓的亚铁浓度会使双氧水迅速分解，无法实施实验；另外，申请人鉴于实际操作与损耗耗材成本考量，双氧水为消耗物，10％的量为最优完成实验的浓度量；
[0041]S3：将碳纸浸入芬顿试剂中；温度升至40℃，浸泡48小时后取出，用去离子水清洗后烘干备用；
[0042]S4：将烘干后的碳纸放入固定导电体内，进行循环伏安测试，循环伏安测试时测定电压为0.05～1.1V，扫速20mV/s，测20圈，计算出双电层电容C2；
[0043]S5：计算双电层的比率ε＝C2/C1。
[0044]本申请测试的依据为可根据CV图中的i与V值，得到氧化前和氧化后的电容数值C1和C2，并得到其比率ε碳材料经过氧化后，丰富的含氧官能团会导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，其特征在于，包括：依次间隔设置有的对电极、参比电极与待测工装安装件；所述对电极与所述待测工件安装件之间设有空间，该空间内放置有电解液；所述待测工装安装件上开设有安装卡孔，在所述待测工装安装件内且位于安装卡孔处嵌设有导电件。2.如权利要求1所述的一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，其特征在于，所述待测工装安装件选用绝缘材料制成。3.如权利要求2所述的一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，其特征在于，所述参比电极为饱和甘汞电极、Ag/AgCl电极、硫酸亚汞电极、铂丝中的任意一种。4.如权利要求3所述的一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，其特征在于，所述对电极为金属铂。5.如权利要求2所述的一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，其特征在于，所述安装卡孔其开口形状的横截面为T型结构。6.如权利要求1所述的一种燃料电池GDL的耐蚀性检测工装装置，其特征在于，以所述对电极为轴心，在空间内镜像设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凤鹃，王超，王一鑫，沈逸东，李恒，杨帆，
申请(专利权)人：浙江唐锋能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：