聚(ju)合(he)物電解(jie)質(zhi)膜(mo)氣(qi)體滲(shen)透(tou)檢測(ce)方法(fa)-山(shan)東(dong)普(pu)創(chuang)工(gong)業(ye)科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公司(si)

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聚(ju)合(he)物電解(jie)質(zhi)膜(mo)氣(qi)體滲(shen)透(tou)檢測(ce)方法(fa)

更(geng)新時(shi)間：2023-02-07

技(ji)術(shu)文章

質(zhi)子交換膜(mo)或聚合(he)物電解(jie)質(zhi)膜(mo)(PEM)是壹種半(ban)透(tou)膜(mo)，通(tong)常(chang)由(you)離聚物制(zhi)成並設計用於傳導(dao)質(zhi)子，同(tong)時(shi)充(chong)當電(dian)子絕緣(yuan)體和反應物屏(ping)障(zhang)，例(li)如氧(yang)氣(qi)和氫氣。這是它(ta)們(men)在(zai)結合(he)到(dao)質(zhi)子交換膜(mo)燃料(liao)電(dian)池或質(zhi)子交換膜(mo)電(dian)解器的(de)膜(mo)電(dian)極組件(jian)(MEA)中(zhong)時(shi)的基本功(gong)能(neng)：分(fen)離反應物和傳輸質(zhi)子，同(tong)時(shi)阻斷(duan)通過(guo)膜(mo)的(de)直接(jie)電子通(tong)路(lu)。質(zhi)子交換膜(mo)可以(yi)由(you)純聚(ju)合(he)物膜(mo)或復(fu)合(he)膜(mo)制(zhi)成，其中(zhong)其(qi)他(ta)材料(liao)嵌(qian)入(ru)聚(ju)合(he)物基質(zhi)中(zhong)。最(zui)常(chang)見(jian)和市售(shou)的PEM材(cai)料(liao)之(zhi)壹是杜(du)邦公司(si)的(de)產(chan)品氟聚(ju)合(he)物(PFSA)Nafion。雖然Nafion是壹種像(xiang)聚(ju)四(si)氟乙烯壹樣(yang)具有(you)全(quan)氟骨架(jia)的(de)離聚物，但(dan)還(hai)有(you)許多其他(ta)結構(gou)基序可用(yong)於制(zhi)造(zao)用於質(zhi)子交換膜(mo)的(de)離聚物。許多使用(yong)聚(ju)芳(fang)烴(ting)聚合(he)物，而(er)其(qi)他(ta)使用(yong)部(bu)分(fen)氟化聚合(he)物。質(zhi)子交換膜(mo)的(de)主(zhu)要(yao)特點(dian)是質(zhi)子電(dian)導(dao)率(lv)(σ)、甲(jia)醇(chun)滲(shen)透(tou)率(lv)(P)和熱穩(wen)定性。質(zhi)子交換膜(mo)燃料(liao)電(dian)池使用(yong)固(gu)體聚(ju)合(he)物膜(mo)（薄塑(su)料(liao)膜(mo)），當(dang)它(ta)被(bei)水飽和時(shi)質(zhi)子可以(yi)透(tou)過(guo)，但(dan)它(ta)不(bu)傳導(dao)電(dian)子。

氣(qi)體透(tou)過(guo)率(lv)測(ce)試：在(zai)恒(heng)定(ding)溫(wen)度(du)和單位(wei)壓(ya)力(li)差(cha)下(xia),穩(wen)定透(tou)過(guo)時(shi),單位(wei)時(shi)間內透過(guo)質(zhi)子交換膜(mo)試(shi)樣(yang)單位(wei)面積的(de)氣體的(de)體積。

氣(qi)體透(tou)過(guo)系(xi)數：在(zai)恒(heng)定(ding)溫(wen)度(du)和單位(wei)壓(ya)力(li)差(cha)下(xia)，在(zai)穩(wen)定透(tou)過(guo)時(shi)，單位(wei)時(shi)間內透過(guo)試樣(yang)單位(wei)厚(hou)度(du)、單位(wei)面積的(de)氣體的(de)體積。

氣(qi)體阻(zu)隔就是指燃料(liao)電(dian)池質(zhi)子交換膜(mo)透(tou)氣率(lv)測(ce)試，可采(cai)用(yong)GTR-V3壓差(cha)法氣(qi)體滲(shen)透(tou)儀，適用於燃料(liao)電(dian)池質(zhi)子交換膜(mo)、各(ge)種塑(su)料(liao)薄膜(mo)、復(fu)合(he)膜(mo)、分(fen)離膜(mo)、橡膠、聚(ju)合(he)物材料(liao)等(deng)產(chan)品在(zai)各(ge)種溫(wen)度(du)條件(jian)下(xia)氣體透(tou)過(guo)率(lv)、擴(kuo)散(san)系(xi)數、溶(rong)解(jie)度(du)系(xi)數、滲(shen)透(tou)系(xi)數的(de)測(ce)定。采(cai)用(yong)真空(kong)壓差(cha)法測(ce)試原(yuan)理，同時(shi)滿足三腔(qiang)獨立測(ce)試。

測(ce)試方(fang)法(fa)

（1）將壓(ya)差(cha)法氣(qi)體滲(shen)透(tou)儀的(de)高壓(ya)室(shi)和低壓(ya)室(shi)分(fen)離，把(ba)真空(kong)油脂均(jun)勻塗(tu)抹在(zai)低壓(ya)室(shi)試(shi)驗(yan)臺測(ce)試標誌線之(zhi)外的(de)區域(yu)。

（2）將按(an)照(zhao)要(yao)求(qiu)裁切(qie)好的中(zhong)速(su)定(ding)性濾紙放置於低壓(ya)室(shi)試(shi)驗(yan)臺中(zhong)央(yang)上方。

（3）將準(zhun)備好的膜(mo)樣(yang)品分別(bie)平整(zheng)貼附(fu)於塗有(you)油(you)脂的低壓(ya)室(shi)試(shi)驗(yan)臺上,確(que)保(bao)樣(yang)品與油(you)脂接(jie)觸區域(yu)無(wu)氣(qi)泡產(chan)生(sheng)。

（4）將高(gao)壓(ya)室(shi)與(yu)低壓(ya)室(shi)緊密閉(bi)合(he),開啟水浴循(xun)環(huan),溫(wen)度(du)控制(zhi)裝置設定溫(wen)度(du)為23℃。

（5）開啟氣體滲(shen)透(tou)儀電(dian)源開關，打開儀器計算機(ji)操作軟件(jian)，運(yun)行安全氣(qi)體(氮氣或其他(ta)惰性氣體)置換過(guo)程(cheng)，時(shi)間不(bu)低於600s。

（6）安全(quan)氣(qi)體置換結束(shu)後，切(qie)換閥(fa)門，通入(ru)高(gao)純氫氣，同(tong)時(shi)開啟真空(kong)泵,高(gao)壓(ya)室(shi)和低壓(ya)室(shi)同(tong)時(shi)抽空(kong)脫氣至(zhi)10Pa以下(xia)。

（7）關閉(bi)隔斷(duan)閥,打開試驗氣(qi)瓶和氣源開關向(xiang)高(gao)壓室(shi)充(chong)試驗(yan)氣體高(gao)壓(ya)室(shi)的(de)氣(qi)體壓(ya)力(li)應在(zai)1.0x10Pa~1.1x105Pa範(fan)圍(wei)內。壓力(li)過(guo)高時(shi),應開啟隔斷(duan)閥排(pai)出。

（8）脫氣結束(shu)後,儀器(qi)自(zi)動關(guan)閉高(gao)、低壓(ya)室(shi)排(pai)氣(qi)閥(fa)，開始(shi)透(tou)氣試(shi)驗(yan)。

（9）剔(ti)除(chu)試(shi)驗開始(shi)的(de)非線性滲透階段(duan)，記(ji)錄低壓(ya)室(shi)的(de)壓(ya)力(li)變化值(zhi)AP和試驗時(shi)間t。

（10）繼續試(shi)驗(yan)直到在(zai)相同的(de)時(shi)間間(jian)隔內的低壓(ya)室(shi)壓(ya)力(li)變化保持恒(heng)定(ding)，達到穩(wen)定透(tou)過(guo)。至(zhi)少取(qu)3個連續時(shi)間間(jian)隔的(de)壓(ya)差(cha)值(zhi),求(qiu)其算(suan)數平(ping)均(jun)值(zhi),以此計算該(gai)試樣(yang)的氣(qi)體透(tou)過(guo)率(lv)及(ji)氣體透(tou)過(guo)系(xi)數。