汽車用質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極測試報告要求、概述

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

2、容：a） 報告編號；（可選擇）b） 報告的類型；（摘要式、詳細(xì)式和完整式）c） 報告的作者；d） 測試者；e） 報告日期；f） 測試的場所；g） 測試的名稱；h） 測試日期和時間；i） 測試申請單位。A.2.2 內(nèi)容目錄每種類型的報告都應(yīng)提供一個目錄A.3 報告類型A.3.1 摘要式報告摘要式報告應(yīng)包括下列各項數(shù)據(jù)：——測試目的——測試的種類，儀器和設(shè)備；——所有的測試結(jié)果；——每個測試結(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）測試概述B.1 厚度均勻性測試概述膜電極厚度是膜電極的基礎(chǔ)指標(biāo)，其厚度會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對膜電極產(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，是需要表征和評價的關(guān)鍵指標(biāo)。B.2 Pt擔(dān)載量測試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)越的同時降低貴金屬 Pt 的使用就成為研究者關(guān)注的

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

6、RF 測試方法具有快速評價的特點(diǎn)，且精準(zhǔn)度較高，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。B.3 膜電極氣密性測試膜電極氣密性是用于評估膜電極是否存在陰陽極串氣的評價指標(biāo)。在單電池/燃料電池中存在陰陽兩極，陰陽兩極分別充滿著空氣和氫氣，膜電極作為燃料電池電化學(xué)反應(yīng)的場所，同時承擔(dān)著分隔陰陽兩極的作用。如果膜電極發(fā)生串氣漏氣現(xiàn)象，一方面會影響反應(yīng)氣體到達(dá)電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生場所，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)重時可能造成失火、爆炸等安全問題，因此無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指標(biāo)。B.4 膜電極活化測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)，需要在正式測試前對膜電極進(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