GB/T 20042.3-2022 燃料電池質子交換膜測試項目與檢測儀器介紹

      質子交換膜燃料電池( PEMFC)采用可傳導離子的聚合膜作為電解質，所以也叫聚合物電解質燃料電池( PEFC)、同體聚合物燃料電池(SPFC)或固體聚合物電解質燃料電池( SPEFC)。

      質子交換膜燃料電池具有高效、環保的特性，在新能源汽車、固定式電站等領域具有十分廣闊的應用前景。而質子交換膜作為PEMFC的核心部件，其性能優劣直接關系到燃料電池的整體性能和效率。

      因此，研發企業及單位對質子交換膜燃料電池相關性能指標給予了重點關注。

      目前，國內針對“質子交換膜燃料電池"產品關鍵組件的質量檢測出臺了多項行業標準，例GB/T 20042.3-2022 質子交換膜燃料電池第3部分：質子交換膜測試方法、GB/T 20042.7-2014 質子交換膜燃料電池第7部分：炭紙特性測試方法、GB/T 20042.5-2009質子交換膜燃料電池　第5部分：膜電極測試方法》等。

      本文,將主要圍繞核心組件“質子交換膜"，以GB/T 20042.3-2022標準為例，為行業客戶提供相應的測試項目與檢測儀器解決方案。

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      一、質子交換膜氣體透過率（質子交換膜透氣率 / 質子交換膜氫氣透過率）

      質子交換膜作為PEMFC的核心部件之一，它能夠將陰極和陽極分隔開，阻止燃料（氫氣）和氧化劑（氧氣）直接混合發生化學反應。該作用可以用氣體透過率來評價，氣體透過率越高，則膜的氣體阻隔性能越差，氫氣和氧氣接觸越多，就會使得電池兩極電勢差越低，電池的開路電壓也就越低。

      所以，質子交換膜材料的氣體透過率指標也就十分重要，是企業需要重點監控的性能之一。

      氣體透過率：在恒定溫度和單位壓力差下，穩定透過時，單位時間內透過試樣單位面積的氣體的體積

      氣體透過系數：在恒定溫度和單位壓力差下，在穩定透過時，單位時間內透過試樣單位厚度、單位面積的氣體的體積

質子交換膜透氣率測試儀

      普創工業科技研發生產的GTR-V3壓差法氣體滲透儀，是一款專業用于薄膜試樣的氣體透過率測試儀，儀器采用壓差法測試原理，符合并滿足GB/T 20042.3-2022 質子交換膜燃料電池第3部分：質子交換膜測試方法 標準中對質子交換膜的“氣體透過率"和“氣體透過系數"指標的測試要求，可專業用于檢測質子交換膜的氣體透過性能，通過個性化定制，可滿足客戶對材料進行易燃易爆氣體如氫氣的透過率測試。

      二、質子交換膜拉伸強度與斷裂拉伸應變、180°剝離強度測試

      質子交換膜力學強度指標的好壞直接關系到材料本身耐機械損傷的能力，從而影響其機械穩定性以及燃料電池堆的使用壽命。標準GB/T 20042.3-2022對拉伸強度、斷裂拉伸應變、彈性模量"、180°剝離強度指標檢測有明確的要求。

      拉伸強度：在給定溫度、濕度和拉伸速度下，在標準膜試樣上施加拉伸力，試樣斷裂前所承受的最大拉伸力與試樣的橫截面面積的比值

      斷裂拉伸應變：試樣發生斷裂時，原始標距單位長度的增量

      180°剝離強度：在剝離角度為180°的剝離條件下，一定寬度測試樣條以一定速度連續剝離時所需要的載荷。

      針對質子交換膜力學強度測試，推薦使用普創工業科技研發生產的智能電子拉力試驗機ETT-A。本試驗機可以完成質子交換膜拉伸高度、斷裂拉伸、180°剝離強度檢測，同時，配置專業穿刺力測試夾具，可進行膜材抗穿刺性能測試，一機多用，性價比高。

      三、質子交換膜厚度測試

      質子交換膜厚度與燃料電池安全性和性能密切相關，厚度大則表示傳導阻力大性能低，厚度小則容易壓傷刺穿；另一方面質子交換膜中的結合水從陰極側反向擴散到陽極側是由兩側之間的含水量梯度驅動的，厚度小則含水量梯度大，反向擴散強，從而允許更多的結合水電遷移，提高活性面積內的電流密度。

      因此，生產廠家對質子交換膜厚度檢測尤為重要。

質子交換膜厚度檢測儀

      質子交換膜厚度均勻性測試，推薦使用普創工業科技研發生產的質子交換膜測厚儀PTT-03A進行測量。

      普創工業科技專注于通過質子交換膜檢測技術提升和質子交換膜檢測儀器研發幫助客戶應對包裝難題，助力相關產業的品質安全，期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作！