GB/T 20042.3-2022質子(zi)交(jiao)換(huan)膜(mo)燃料電(dian)池透(tou)氣率測試方(fang)法

燃料電(dian)池電(dian)動(dong)汽(qi)車作(zuo)為(wei)解決(jue)全(quan)球能(neng)源(yuan)和(he)環(huan)境(jing)問(wen)題(ti)的理(li)想(xiang)方(fang)案(an)之壹(yi),是現(xian)代(dai)社會(hui)的(de)研(yan)究焦(jiao)點。隨著燃料電(dian)池電(dian)動(dong)汽(qi)車的(de)商(shang)業化(hua)發展,對質(zhi)子(zi)交(jiao)換(huan)膜(mo)性能(neng)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)逐(zhu)漸(jian)提高。

透氣率定(ding)義為(wei)在(zai)恒定(ding)溫度和(he)單(dan)位(wei)壓(ya)力差下(xia),穩定透過時(shi),單(dan)位(wei)時(shi)間內透過(guo)試樣(yang)單位(wei)面(mian)積(ji)的(de)氣(qi)體(ti)的體(ti)積(ji)，主要(yao)用(yong)於考(kao)察氣體(ti)在(zai)質子(zi)交(jiao)換(huan)膜(mo)中的(de)滲(shen)透性能(neng)。嚴格限(xian)制(zhi)質子(zi)交(jiao)換(huan)膜(mo)的透(tou)氣率上(shang)限(xian),避(bi)免微(wei)小穿孔竄(cuan)漏(lou)量過(guo)大(da),是避(bi)免熱(re)失(shi)控危(wei)險(xian)的(de)重(zhong)要(yao)保(bao)障(zhang)。

GB/T 20042.3-2022標準使(shi)用(yong)壓差(cha)法進行透(tou)氣(qi)率測試,並(bing)增加(jia)了氣體(ti)透過系數指標(biao)。壓(ya)差法透氣(qi)率測試對(dui)於測試氣(qi)體(ti)沒有選(xuan)擇性(xing)，對不同(tong)的(de)測試氣(qi)體(ti)的通用(yong)性非(fei)常好(hao)。隨(sui)著(zhe)真空(kong)規(gui)檢(jian)測技(ji)術(shu)的進步(bu)以及真(zhen)空(kong)技(ji)術(shu)在(zai)設備設計上(shang)的(de)應用(yong),設備的檢(jian)測精(jing)度以及測試數據(ju)的(de)重(zhong)復性(xing)大(da)大(da)提高,因(yin)此許多科(ke)研(yan)檢(jian)測機(ji)構(gou)均(jun)使(shi)用(yong)該方(fang)法進行透(tou)氣(qi)率測試。

透氣率測試

1 測試儀(yi)器

1.1 普創科(ke)技(ji) GTR-V3壓(ya)差法氣體(ti)透過率測試儀(yi)

檢(jian)測zui低(di)限(xian)>0.05cm'/(m·d·Pa),真空(kong)分辨率為(wei)±0.1Pa;結構(gou)圖(tu)如(ru)圖(tu)3所示。

1.2真空(kong)泵(beng):可(ke)使低(di)壓室(shi)中的(de)真空(kong)度抽(chou)至(zhi)10Pa以下(xia)

1.3水浴循環(huan)溫(wen)度控制(zhi)裝(zhuang)置:溫度控制(zhi)精度為(wei)±0.05℃

2 測試方(fang)法

2.1將(jiang)壓差法氣體(ti)滲(shen)透儀(yi)的高壓室和(he)低(di)壓室(shi)分離,把真(zhen)空(kong)油脂均(jun)勻(yun)塗(tu)抹(mo)在(zai)低(di)壓室(shi)試驗臺測試標(biao)誌(zhi)線

之外(wai)的區(qu)域(yu)。

2.2 將(jiang)壹(yi)片按(an)照(zhao)要(yao)求(qiu)裁(cai)切好(hao)的(de)中(zhong)速定(ding)性(xing)濾(lv)紙(zhi)放(fang)置於低(di)壓室(shi)試驗臺中央(yang)空(kong)穴(xue)的正上方(fang)。

2.3將(jiang)準備好(hao)的(de)樣(yang)品(pin)分別平(ping)整(zheng)貼附於塗(tu)有油脂的低(di)壓室(shi)試驗臺上,確保(bao)樣品(pin)與(yu)油脂接(jie)觸區(qu)域(yu)無氣泡(pao)產(chan)生。

2.4 將(jiang)高壓室與(yu)低(di)壓室(shi)緊密(mi)閉合,開啟水浴循環(huan),溫(wen)度控制(zhi)裝(zhuang)置設定溫(wen)度為(wei)23℃。

2.5開啟氣體(ti)滲(shen)透儀(yi)電源(yuan)開關,打(da)開儀(yi)器計(ji)算機操(cao)作(zuo)軟(ruan)件(jian),運行安(an)全(quan)氣(qi)體(ti)(氮氣或(huo)其(qi)他惰性氣(qi)體(ti))置換(huan)過(guo)程,時間不低(di)於600s。

2.6安全氣(qi)體(ti)置換(huan)結(jie)束(shu)後(hou),切換(huan)閥(fa)門(men),通入高純(chun)氫氣(qi),同(tong)時開啟真空(kong)泵(beng),高壓室和(he)低(di)壓室(shi)同時(shi)抽空(kong)脫(tuo)氣至 10 Pa 以下(xia)。

2.7 關閉(bi)隔(ge)斷閥,打(da)開試驗氣(qi)瓶(ping)和(he)氣(qi)源開關向(xiang)高壓室充試驗氣(qi)體(ti),高壓室的氣(qi)體(ti)壓力應(ying)在(zai)1.0X10 Pa~1.1x10 Pa範圍(wei)內。壓力(li)過高時,應開啟隔(ge)斷閥排(pai)出(chu)。

2.8脫氣結(jie)束(shu)後(hou),儀(yi)器自(zi)動(dong)關閉(bi)高、低(di)壓室(shi)排氣(qi)閥,開始透氣(qi)試驗。

2.9 剔除(chu)試驗開始的非(fei)線(xian)性(xing)滲(shen)透階段(duan),記(ji)錄(lu)低(di)壓室(shi)的壓(ya)力變(bian)化(hua)值(zhi)AP和(he)試驗時(shi)間(jian)。

2.10繼續(xu)試驗直到在(zai)相同的(de)時間(jian)間(jian)隔(ge)內的低(di)壓室(shi)壓力(li)變(bian)化(hua)保(bao)持(chi)恒(heng)定(ding),達(da)到穩定透過。至(zhi)少(shao)取(qu)3個(ge)連續(xu)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)的(de)壓(ya)差(cha)值(zhi),求(qiu)其(qi)算(suan)數平(ping)均(jun)值(zhi),以此計算該試樣(yang)的氣(qi)體(ti)透過率及(ji)氣體(ti)透過系數。