燃料電池作為一種將燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，氫燃料電池堆是整個(gè)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的核心部分，而氫燃料電池堆的關(guān)鍵零部件的性能直接關(guān)系到電池堆的使用可靠性，單體零部件的性能對(duì)燃料電池堆的整體性能起著決定性的影響，因此電池堆關(guān)鍵零部件的性能成為電池堆生產(chǎn)商選材必須要考慮的問(wèn)題，因此在電堆集成前需要對(duì)各個(gè)部件的工作穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。

質(zhì)子交換膜燃料電池的關(guān)鍵零部件的測(cè)試要求，包括質(zhì)子交換膜、雙極板、擴(kuò)散層等。

1、質(zhì)子交換膜

質(zhì)子交換膜是電堆的核心組件，以聚合物膜作為電解質(zhì)，其性能直接影響燃料電池的性能。質(zhì)子交換膜主要作用：一方面為電解質(zhì)提供氫離子通道，一方面作為隔膜隔離兩級(jí)反應(yīng)氣體，此外還需要對(duì)催化劑層起到支撐作用。

測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 20042.3-2009《質(zhì)子交換膜燃料電池 第3部分：質(zhì)子交換膜測(cè)試方法》。主要測(cè)試項(xiàng)目包括：厚度均勻性、透氣率質(zhì)子交換傳導(dǎo)率、離子交換當(dāng)量、拉伸性能、吸水率和溶脹率。

透氣度是反映隔膜透過(guò)率能力的指標(biāo)，可用在一按時(shí)間和壓力下，通過(guò)隔膜氣體的量的多少來(lái)表征，以此來(lái)反映鋰離子透過(guò)隔膜的通暢性?？刹捎?strong>SYSTESTER思克透氣度儀GTR-704R，固定電池隔膜，在隔膜的一側(cè)施加氣壓，測(cè)量氣壓壓降和檢測(cè)分離器透氣性所用的時(shí)間。

拉伸強(qiáng)度與制膜的工藝相關(guān)聯(lián)，因此實(shí)時(shí)監(jiān)控其拉伸強(qiáng)度，有利于提高鋰離子電池隔膜的綜合性能?？刹捎?strong>SYSTESTER思克智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)TST-1002，適用于隔膜產(chǎn)品的拉伸、模量、撕裂、強(qiáng)度、穿刺等力學(xué)指標(biāo)的定量測(cè)試。

2、雙極板

雙極板是將質(zhì)子交換膜燃料電池串聯(lián)起來(lái)組裝成電堆的關(guān)鍵部件，雙極板用于分隔氫氣與氧氣并收集電流，雙極板兩側(cè)分別與陽(yáng)極和陰極的膜電極接觸，并支撐其他部件，其質(zhì)量直接影響燃料電池電堆的輸出功率和使用壽命。雙極板原材料主要包括：石墨、金屬材料、復(fù)合材料。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 20042.6-2011《質(zhì)子交換膜燃料電池 第6部分：雙極板特性測(cè)試方法》。主要測(cè)試項(xiàng)目包括：氣密性、抗彎強(qiáng)度、密度、電阻、和腐蝕電流等；雙極板部件的主要測(cè)試項(xiàng)目包括氣體致密性、阻力降、面積利用率、厚度均勻性、平面度和電阻。

3、碳紙

碳紙是目前應(yīng)用最廣泛的擴(kuò)散層材料，氣體擴(kuò)散層用于分布反應(yīng)氣體，在電極和雙板之間傳導(dǎo)子熱量，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 20042.7-201《質(zhì)子交換膜燃料電池 第7部分：炭紙?zhí)匦詼y(cè)試方法》。測(cè)試項(xiàng)目包括：厚度均勻性、電阻、機(jī)械強(qiáng)度、透氣率、孔隙率和表觀密度、面密度、粗糙度。

厚度均勻性會(huì)直接影響隔膜卷、碳紙的外觀質(zhì)量以及內(nèi)在性能，因此是生產(chǎn)過(guò)程中需嚴(yán)加控制的質(zhì)量指標(biāo)之一?？刹捎?strong>SYSTESTER思克測(cè)厚儀THI-1801，適用于隔膜、碳紙、箔片、硅片等材料的厚度精確測(cè)量。