GB/T 20042.3-2022质子交换膜燃料电池透气率测试方法

燃料电池电动汽车作为解决全球能源和环境问题的理想方案之一,是现代社会的研究焦点。随着燃料电池电动汽车的商业化发展,对质子交换膜性能的要求也逐渐提高。

透气率定义为在恒定温度和单位压力差下,稳定透过时,单位时间内透过试样单位面积的气体的体积，主要用于考察气体在质子交换膜中的渗透性能。严格限制质子交换膜的透气率上限,避免微小穿孔窜漏量过大,是避免热失控危险的重要保障。

GB/T 20042.3-2022标准使用压差法进行透气率测试,并增加了气体透过系数指标。压差法透气率测试对于测试气体没有选择性，对不同的测试气体的通用性非常好。随着真空规检测技术的进步以及真空技术在设备设计上的应用,设备的检测精度以及测试数据的重复性大大提高,因此许多科研检测机构均使用该方法进行透气率测试。

透气率测试

1 测试仪器

1.1 普创科技 GTR-V3压差法气体透过率测试仪

检测*低限>0.05cm'/(m·d·Pa),真空分辨率为±0.1Pa;结构图如图3所示。

1.2真空泵:可使低压室中的真空度抽至10Pa以下

1.3水浴循环温度控制装置:温度控制精度为±0.05℃
 

2 测试方法

2.1将压差法气体渗透仪的高压室和低压室分离,把真空油脂均匀涂抹在低压室试验台测试标志线

之外的区域。

2.2 将一片按照要求裁切好的中速定性滤纸放置于低压室试验台中央空穴的正上方。

2.3将准备好的样品分别平整贴附于涂有油脂的低压室试验台上,确保样品与油脂接触区域无气泡产生。

2.4 将高压室与低压室紧密闭合,开启水浴循环,温度控制装置设定温度为23℃。

2.5开启气体渗透仪电源开关,打开仪器计算机操作软件,运行安全气体(氮气或其他惰性气体)置换过程,时间不低于600s。

2.6安全气体置换结束后,切换阀门,通入高纯氢气,同时开启真空泵,高压室和低压室同时抽空脱气至 10 Pa 以下。

2.7 关闭隔断阀,打开试验气瓶和气源开关向高压室充试验气体,高压室的气体压力应在1.0X10 Pa~1.1x10 Pa范围内。压力过高时,应开启隔断阀排出。

2.8脱气结束后,仪器自动关闭高、低压室排气阀,开始透气试验。

2.9 剔除试验开始的非线性渗透阶段,记录低压室的压力变化值AP和试验时间。

2.10继续试验直到在相同的时间间隔内的低压室压力变化保持恒定,达到稳定透过。至少取3个连续时间间隔的压差值,求其算数平均值,以此计算该试样的气体透过率及气体透过系数。