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燃料電池電動(dòng)汽車作為解決全球能源和環(huán)境問(wèn)題的理想方案之一,是現(xiàn)代社會(huì)的研究焦點(diǎn)。隨著燃料電池電動(dòng)汽車的商業(yè)化發(fā)展,對(duì)質(zhì)子交換膜性能的要求也逐漸提高。

透氣率定義為在恒定溫度和單位壓力差下,穩(wěn)定透過(guò)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)試樣單位面積的氣體的體積，主要用于考察氣體在質(zhì)子交換膜中的滲透性能。嚴(yán)格限制質(zhì)子交換膜的透氣率上限,避免微小穿孔竄漏量過(guò)大,是避免熱失控危險(xiǎn)的重要保障。

GB/T 20042.3-2022標(biāo)準(zhǔn)使用壓差法進(jìn)行透氣率測(cè)試,并增加了氣體透過(guò)系數(shù)指標(biāo)。壓差法透氣率測(cè)試對(duì)于測(cè)試氣體沒(méi)有選擇性，對(duì)不同的測(cè)試氣體的通用性非常好。隨著真空規(guī)檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步以及真空技術(shù)在設(shè)備設(shè)計(jì)上的應(yīng)用,設(shè)備的檢測(cè)精度以及測(cè)試數(shù)據(jù)的重復(fù)性大大提高,因此許多科研檢測(cè)機(jī)構(gòu)均使用該方法進(jìn)行透氣率測(cè)試。

透氣率測(cè)試

1 測(cè)試儀器

1.1 普創(chuàng)科技 GTR-V3壓差法氣體透過(guò)率測(cè)試儀

檢測(cè)zui低限>0.05cm'/(m·d·Pa),真空分辨率為±0.1Pa;結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

1.2真空泵:可使低壓室中的真空度抽至10Pa以下

1.3水浴循環(huán)溫度控制裝置:溫度控制精度為±0.05℃

2 測(cè)試方法

2.1將壓差法氣體滲透儀的高壓室和低壓室分離,把真空油脂均勻涂抹在低壓室試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試標(biāo)志線

之外的區(qū)域。

2.2 將一片按照要求裁切好的中速定性濾紙放置于低壓室試驗(yàn)臺(tái)中央空穴的正上方。

2.3將準(zhǔn)備好的樣品分別平整貼附于涂有油脂的低壓室試驗(yàn)臺(tái)上,確保樣品與油脂接觸區(qū)域無(wú)氣泡產(chǎn)生。

2.4 將高壓室與低壓室緊密閉合,開(kāi)啟水浴循環(huán),溫度控制裝置設(shè)定溫度為23℃。

2.5開(kāi)啟氣體滲透儀電源開(kāi)關(guān),打開(kāi)儀器計(jì)算機(jī)操作軟件,運(yùn)行安全氣體(氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w)置換過(guò)程,時(shí)間不低于600s。

2.6安全氣體置換結(jié)束后,切換閥門,通入高純氫氣,同時(shí)開(kāi)啟真空泵,高壓室和低壓室同時(shí)抽空脫氣至 10 Pa 以下。

2.7 關(guān)閉隔斷閥,打開(kāi)試驗(yàn)氣瓶和氣源開(kāi)關(guān)向高壓室充試驗(yàn)氣體,高壓室的氣體壓力應(yīng)在1.0X10 Pa~1.1x10 Pa范圍內(nèi)。壓力過(guò)高時(shí),應(yīng)開(kāi)啟隔斷閥排出。

2.8脫氣結(jié)束后,儀器自動(dòng)關(guān)閉高、低壓室排氣閥,開(kāi)始透氣試驗(yàn)。

2.9 剔除試驗(yàn)開(kāi)始的非線性滲透階段,記錄低壓室的壓力變化值A(chǔ)P和試驗(yàn)時(shí)間。

2.10繼續(xù)試驗(yàn)直到在相同的時(shí)間間隔內(nèi)的低壓室壓力變化保持恒定,達(dá)到穩(wěn)定透過(guò)。至少取3個(gè)連續(xù)時(shí)間間隔的壓差值,求其算數(shù)平均值,以此計(jì)算該試樣的氣體透過(guò)率及氣體透過(guò)系數(shù)。