汽車(chē)用質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極測(cè)試報(bào)告要求、概述

1、附 錄 A（資料性）測(cè)試報(bào)告要求A.1 概述根據(jù)所做測(cè)試，測(cè)試報(bào)告應(yīng)提供足夠多的正確、清晰和客觀的數(shù)據(jù)用來(lái)進(jìn)行分析和參考，報(bào)告有三種形式，摘要式、詳細(xì)式和完整式。每個(gè)類(lèi)型的報(bào)告都應(yīng)包含相同的標(biāo)題頁(yè)和內(nèi)容目錄A.2 報(bào)告內(nèi)容A.2.1 標(biāo)題頁(yè)標(biāo)題頁(yè)應(yīng)介紹下列各項(xiàng)信息：a） 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)b） 樣品名稱(chēng)、材料組成、規(guī)格；c） 試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境；d） 測(cè)試機(jī)型號(hào)；e） 每次測(cè)試結(jié)果以及結(jié)果的平均值；f） 測(cè)試日期、人員。標(biāo)題頁(yè)應(yīng)包括以下內(nèi)

2、容：a） 報(bào)告編號(hào)；（可選擇）b） 報(bào)告的類(lèi)型；（摘要式、詳細(xì)式和完整式）c） 報(bào)告的作者；d） 測(cè)試者；e） 報(bào)告日期；f） 測(cè)試的場(chǎng)所；g） 測(cè)試的名稱(chēng)；h） 測(cè)試日期和時(shí)間；i） 測(cè)試申請(qǐng)單位。A.2.2 內(nèi)容目錄每種類(lèi)型的報(bào)告都應(yīng)提供一個(gè)目錄A.3 報(bào)告類(lèi)型A.3.1 摘要式報(bào)告摘要式報(bào)告應(yīng)包括下列各項(xiàng)數(shù)據(jù)：——測(cè)試目的——測(cè)試的種類(lèi)，儀器和設(shè)備；——所有的測(cè)試結(jié)果；——每個(gè)測(cè)試結(jié)果的不確定因素和確定因素；——摘要性結(jié)論。附 錄

3、 B（資料性）測(cè)試概述B.1 厚度均勻性測(cè)試概述膜電極厚度是膜電極的基礎(chǔ)指標(biāo)，其厚度會(huì)直接影響到幾百片膜電極裝堆之后電堆的體積功率密度，膜電極的厚度由組成膜電極的原材料（質(zhì)子交換膜、催化層、氣體擴(kuò)散層、邊框等）直接影響，不同原材料的厚薄會(huì)對(duì)膜電極產(chǎn)生不同的影響。由于氣體擴(kuò)散層的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)厚于組成膜電極的其他零部件，所以氣體擴(kuò)散層的厚薄對(duì)膜電極的厚薄影響最大。膜電極的厚度均勻性關(guān)系到膜電極的平整度、導(dǎo)氣導(dǎo)水的能力、活性面積的大小等密切影響

4、性能的因素，所以厚度均勻性能夠一定程度上反映膜電極的加工工藝和性能水平，是需要表征和評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)。B.2 Pt擔(dān)載量測(cè)試Pt 擔(dān)載量是指單位面積膜電極催化層中，所使用催化劑貴金屬 Pt 的質(zhì)量，單位是mg/cm2。膜電極當(dāng)中會(huì)使用到貴金屬 Pt，貴金屬 Pt 的使用量直接關(guān)系到膜電極和燃料電池性能的好壞，但 Pt 的使用也會(huì)增加膜電極及燃料電池的成本，因此在保證膜電極/燃料電池性能優(yōu)越的同時(shí)降低貴金屬 Pt 的使用就成為研究者關(guān)注的

5、課題。同時(shí)，由于比較不同膜電極時(shí)，Pt 擔(dān)載量的不同也會(huì)影響對(duì)于該膜電極的評(píng)價(jià)。另外，再生產(chǎn)膜電極時(shí)，Pt 擔(dān)載量也是評(píng)價(jià)膜電極生產(chǎn)工藝一致性的重要指標(biāo)。綜上所述，Pt 擔(dān)載量是在膜電極評(píng)價(jià)當(dāng)中需要重點(diǎn)關(guān)注的一項(xiàng)指標(biāo)。Pt 擔(dān)載量測(cè)試可以采用 ICP 測(cè)試、稱(chēng)量法測(cè)試、XRF 測(cè)試等。其中，ICP 測(cè)試具有測(cè)試結(jié)果精準(zhǔn)度高等優(yōu)點(diǎn)，但其較為耗時(shí)，無(wú)法進(jìn)行快速評(píng)價(jià)。稱(chēng)量法為簡(jiǎn)易的 Pt 擔(dān)載量測(cè)試方法，適用于快速進(jìn)行 Pt 擔(dān)載量的評(píng)估。X

6、RF 測(cè)試方法具有快速評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，且精準(zhǔn)度較高，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。B.3 膜電極氣密性測(cè)試膜電極氣密性是用于評(píng)估膜電極是否存在陰陽(yáng)極串氣的評(píng)價(jià)指標(biāo)。在單電池/燃料電池中存在陰陽(yáng)兩極，陰陽(yáng)兩極分別充滿(mǎn)著空氣和氫氣，膜電極作為燃料電池電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，同時(shí)承擔(dān)著分隔陰陽(yáng)兩極的作用。如果膜電極發(fā)生串氣漏氣現(xiàn)象，一方面會(huì)影響反應(yīng)氣體到達(dá)電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生場(chǎng)所，影響膜電極的發(fā)電性能。另一方面由于氫氣和空氣直接或間接接觸，會(huì)造成質(zhì)子交換膜局部產(chǎn)生熱

7、點(diǎn)造成破損，造成膜電極分隔作用失效，嚴(yán)重時(shí)可能造成失火、爆炸等安全問(wèn)題，因此無(wú)論從性能上還是安全性上，膜電極氣密性都是十分必要的檢測(cè)指標(biāo)。B.4 膜電極活化測(cè)試膜電極加工完成后，由于漿料和加工工藝的不同，膜電極狀態(tài)可能不同，如催化層平整度欠缺、膜電極過(guò)于干燥不適合馬上發(fā)電等，為使膜電極能夠達(dá)到適宜工作的狀態(tài)，需要在正式測(cè)試前對(duì)膜電極進(jìn)行一定程度的活化工作。膜電極的活化，一般是通過(guò)在低電流到高電流的循環(huán)加載減載、或者持續(xù)在高電流下運(yùn)行等