本发明涉及电堆检测,具体为一种燃料电池gdl耐蚀性的检测工装装置及其检测方法。
背景技术:
1、电堆作为燃料电池发动机系统的心脏,是燃料电池发动机的动力来源,是整个燃料电池产业链中成本和技术的核心,主要由多层膜电极和双极板堆叠而成。膜电极(gdl)作为核心部件,是由质子交换膜、催化剂、气体扩散层构成,其中气体扩散层材料主要是碳纸,位于膜电极两端,其作用一是支撑质子交换膜,二是涂挂催化剂,三是连接膜电极与双极板。燃料电池碳纸,是以短切碳纤维为原料制造而成,具有机械强度好、质量轻、孔隙率高、透气性优,以及优良的导电性、耐高温性、抗氧化性、耐腐蚀性等特点。
2、由于现有的燃料电池在运行时,其存在的较高的氧化电位及反应产生的自由基具有较强的氧化作用,会对膜电极材料产生腐蚀。这种情况也会氧化气体扩散层,即碳纸的微孔层,造成相关材料的失效及结构退化,从而影响燃料电池的运行寿命。因而检测碳纸的使用寿命是电堆运行寿命即评价燃料电池的一个关键指标,且随着商用车对燃料电池的需求日益提升,电堆寿命的问题愈发突出。
3、但由于碳纸不是电化学反应部件,很难通过常规的电化学测试对其进行评价。目前,评价碳纸的腐蚀状况主要是通过电镜观察、测试电导率及传质效果等方法实施,其测试手段较为复杂,测试结果时间较长。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中所存在的目前难以实现对碳纸进行电化学测试,本发明的目的在于提供一种燃料电池gdl耐蚀性的检测工装装置及其检测方法。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,包括:依次间隔设置有的对电极、参比电极与待测工装安装件;所述对电极与所述待测工件安装件之间设有空间,该空间内放置有电解液;
4、所述待测工装安装件上开设有安装卡孔,在所述待测工装安装件内且位于安装卡孔处嵌设有导电件。
5、进一步的,所述待测工装安装件选用绝缘材料制成。
6、进一步的,所述参比电极为饱和甘汞电极、ag/agcl电极、硫酸亚汞电极、铂丝中的任意一种。
7、进一步的,所述对电极为铂片。
8、进一步的,所述安装卡孔其开口形状的横截面为t型结构。
9、进一步的,所述对电极设置为方片状。
10、进一步的,所述待测工装安装件设置为矩形。
11、进一步的,以所述对电极为轴心,在空间内镜像设置有参比电极与待测工装安装件
12、作为本发明的一种优选方式,一种燃料电池gdl的耐蚀性检测方法,其特征在于,包括采用上述的耐腐蚀检测工装装置,如下过程:
13、s1:将碳纸固定在待测工装安装件内;在对电极和参比电极间进行循环伏安测试,依据c=(iδt)/v,测得双电层电容c1;
14、s2:配置芬顿试剂;试剂的浓度是10%~30%的双氧水,亚铁离子含量3~30ppm;
15、s3:将碳纸浸入芬顿试剂中;温度升至10℃~40℃,浸泡48小时后取出,用去离子水清洗后烘干备用;
16、s4:将烘干后的碳纸放入固定导电体内,进行循环伏安测试,所述循环伏安测试时测定电压为0.05~1.1v,扫速20mv/s,测20圈,计算出双电层电容c2;
17、s5:计算双电层的比率ε=c2/c1。
18、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
19、本发明可直接使用自由基试剂评价电池的氧化腐蚀,降低了实验评价时间,提高了科研效率;
20、本发明无需使用燃料电池测试台,降低了实验成本;
21、本发明可以进行双通道测试,提高了实验效率。
1.一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,其特征在于,包括:依次间隔设置有的对电极、参比电极与待测工装安装件;所述对电极与所述待测工件安装件之间设有空间,该空间内放置有电解液;
2.如权利要求1所述的一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,其特征在于,所述待测工装安装件选用绝缘材料制成。
3.如权利要求2所述的一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,其特征在于,所述参比电极为饱和甘汞电极、ag/agcl电极、硫酸亚汞电极、铂丝中的任意一种。
4.如权利要求3所述的一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,其特征在于,所述对电极为金属铂。
5.如权利要求2所述的一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,其特征在于,所述安装卡孔其开口形状的横截面为t型结构。
6.如权利要求1所述的一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,其特征在于,以所述对电极为轴心,在空间内镜像设置有参比电极与待测工装安装件。
7.如权利要求6所述的一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,其特征在于,所述对电极设置为方片状。
8.如权利要求5所述的一种燃料电池gdl的耐蚀性检测工装装置,其特征在于,所述待测工装安装件设置为矩形。
9.一种燃料电池gdl的耐蚀性检测方法,其特征在于,包括采用权利要求1~8任一项所述的耐腐蚀检测工装装置,如下过程: