【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及质子交换膜燃料电池领域，尤其涉及双极板的耐腐蚀测试。具体来说，提出了一种适用于高温环境下的质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统及方法。
技术介绍
1、燃料电池双极板通常被要求具有优秀的耐腐蚀性，然而在高温燃料电池的应用中，由于工作温度的升高使得内部环境条件相比于低温燃料电池更加苛刻，这将大大增加了双极板的电化学腐蚀风险。为了评估双极板的耐腐蚀性，通常需要在模拟其工作环境的条件下通过电化学三电极测试体系去判定其腐蚀形貌、腐蚀电位及腐蚀电流等参数，并推测其可应用性。然而对于高温燃料电池，由于其工作时的温度通常在100摄氏度以上，很容易造成施加测试电位不准确、测试溶液体系挥发等问题。对于质子交换膜燃料电池，提高工作温度可以有效提高效率，但同时也给双极板的耐腐蚀性能带来了极大的考验，需要在高温的质子交换膜燃料电池环境中对双极板进行离线电化学腐蚀测试。由于受到高温影响，测试体系存在多重不稳定性，难以实现准确测量，因此可支持高温度区间的耐腐蚀性测试系统的开发显得尤为重要。
2、公开号为cn113933366a的中国专利申请公开了一种燃料电池双极板电化学测试装置，采用分离式电解池，通过盐桥液体连接参比电极和工作电极，实现了参比电极和工作电极温度的分开控制，便于维持各自所需的运行温度，使常用甘汞电极或ag|agcl电极运用于中高温(100-200℃)条件下的腐蚀电化学测试中，且能保证其长时间使用具有稳定的性能；在盐桥外部增加了循环水冷装置保证了第一电解池维持在室温，通过热电偶和恒温电热盘的配合保证了第二电解池在
3、1、参比电极与工作电极所处溶液存在的温差会导致二种电极电位产生差异，使得测试精度不可控制。
4、2、所使用的盐桥并不能在高温下使用，通常盐桥的内置砂芯在温度大于70℃以上会出现明显的渗液速率加剧现象，导致盐桥内的饱和溶液污染测试体系。
5、3、专利中描述为防止高温下溶液挥发导致溶液浓度发生变化，增加了球型冷凝管。但是测试体系与外界环境并未完全隔离，在测试时间较长、测试温度较高的条件下依旧会存在溶液慢性挥发问题，尤其是对于测试装置容积较小的情况下尤为明显。因此仅仅增加冷凝管不足以完全避免溶液挥发所带来的一系列问题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的不足，本专利技术提供一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统及方法。本专利技术系统将测试体系与实验环境水汽隔离，并配备了冷凝装置、液位检测装置及自动补液功能，避免了由高温溶液挥发导致的污染实验环境及溶液损失等问题。采用可逆氢电极作为参比电极，并且与工作电极处于相同的溶液体系下，避免了由溶液温差等因素造成的测试电位差异等问题。该系统可以满足双极板在模拟高温质子交换膜燃料电池环境下的长周期性能评价。
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，包括：
4、加热装置，用于控制测试池温度；
5、测试池，所述测试池具有中空的容置空间，用于盛放测试溶液及测试样品，所述测试池顶部贯穿固定有参比电极、对电极、温度传感器以及冷凝管，所述冷凝管的另一端连通集气瓶；
6、所述测试池底部设置有用于固定金属双极板样品的样品台；
7、所述测试池侧边开孔分别与液位管和蠕动泵相连接，所述液位管的另一端连通集气瓶，所述蠕动泵的另一端连通溶液箱。
8、进一步地，所述参比电极为可逆氢电极。
9、进一步地，所述对电极为铂电极或石墨电极。
10、进一步地，所述液位管的上部装配有液位传感器，所述液位传感器用于实时监测测试池内部溶液的液位。
11、本专利技术还公开了一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试方法，基于上述系统实现，包括以下步骤：
12、在90～200℃条件下使用电压激励进行周期性测试循环，以模拟双极板在高温溶液条件下的长时间不同工况服役环境；
13、在固定间隔时间进行标准电位下的腐蚀电流密度测试以检测双极板性能变化；
14、通过设置性能终结时标准电位下的腐蚀电流密度值和总离子析出浓度值，确定双极板的截止测试时间。
15、进一步地，所述电压激励包括：为双极板样品施加恒电位、变载电位或二者相结合的电压形式，以用来模拟燃料电池运行时的怠速工况、变载工况或混合工况情况。
16、进一步地，该方法还包括：
17、在进行标准电位检测时使用ph测试仪进行ph值检测并记录，同时，在每次标准电位检测结束后收集测试溶液，并检测双极板析出的基体离子浓度。
18、较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
19、1、本专利技术系统通过水汽隔离、外置冷却等方式抑制了高温下溶液的快速挥发，同时通过溶液液位的实时检测、自动补液等功能避免了高温体系下测试溶液挥发导致的溶液缺失、浓度变化及污染环境等问题。提高了测试过程的体系控制精度并实现了无人值守。
20、2、本专利技术使用可逆氢电极代替氯化银、饱和甘汞等填充饱和溶液的电极作为参比电极，避免了填充溶液渗漏对测试体系的污染及影响。并且实现了参比电极与测试样品共处同一高温溶液环境，避免了由温度差异或溶液浓度差异所产生的电势差异，提高了测试电位控制精度。
21、3、本专利技术系统可以实现在模拟高温下(90～200℃)的质子交换膜燃料电池环境的双极板性能及长时间的耐久性测试。使用电压激励进行长时间的周期性测试循环，模拟双极板在高温溶液条件下的长时间不同工况服役环境。在固定间隔时间进行标准电位下的腐蚀电流密度测试以检测性能变化。通过设置性能终结时标准电位下的腐蚀电流密度值和析出的离子浓度值，则可以确定双极板稳定的耐腐蚀时间。
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1.一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，其特征在于，所述参比电极(3)为可逆氢电极。
3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，其特征在于，所述对电极(4)为铂电极或石墨电极。
4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，其特征在于，所述液位管(7)的上部装配有液位传感器(8)，所述液位传感器(8)用于实时监测测试池(2)内部溶液的液位。
5.一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试方法，基于权利要求1-5中任意一项所述的系统实现，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试方法，其特征在于，所述电压激励包括：为双极板样品施加恒电位、变载电位或二者相结合的电压形式，以用来模拟燃料电池运行时的怠速工况、变载工况或混合工况情况。
7.根据权利要求5所述的一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试方法，其特征在于，该方
...【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，其特征在于，所述参比电极(3)为可逆氢电极。
3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，其特征在于，所述对电极(4)为铂电极或石墨电极。
4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池双极板耐腐蚀性测试系统，其特征在于，所述液位管(7)的上部装配有液位传感器(8)，所述液位传感器(8)用于实时监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：史杰夫，赵叶龙，邢丹敏，孙昕，金太英，赵小平，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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