CN109682405A - 一种膜电极测试装置 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池膜电极的测试装置，包括双极板和端板，所述双极板包括第一极板和第二极板，所述第一极板包括进气口、出气口和气体流道，所述第二极板包括进液口、出液口和冷却液流道，在所述气道周围设置有环形的密封槽，所述端板上设置有环形的涂胶槽。本发明结构简单，密封可靠，故障率低，成本适中，加工方便，适合在本领域大面积推广。

Description

一种膜电极测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，尤其涉及一种用于燃料电池膜电极性能测试的机械装置。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

在燃料电池的众多种类中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以将储存在燃料中的化学能直接转化成电能供人们生产和生活使用，并且拥有高能效、启动快、零排放、低噪声、可长时间持续工作等特点。PEMFC由一组组的单电池串联组装，便能得到所需的输出功率。在能源资源匮乏、环境问题频繁的今天，燃料电池这类的环境友好型新能源将得到人们广泛的关注。

燃料电池，特别是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心组件是电池膜，或称膜电极。因此，就燃料电池的生产来说，对膜电极的测试显得尤为重要。传统的膜电极的测试夹具以及测试方法拥有大致相似的结构，主要由端板、集流板和双极板构成，在安装膜电极的过程中需要依次将双极板和集流板安装在两块端板之间；拆装复杂，另外，由于多层材料叠合导致接触面积增大，同时也增大了测试夹具的接触电阻，增大了测试结果的误差。

在现有技术中，CN201710714139公开了一种电池膜夹具，其可以快速的进行电池膜的夹装测试，但其结构较为复杂，对加工精度要求较高，不适合在燃料电池行业大面积推广。

因此，本领域急需一种可以快速有效的检测电池膜性能的测试装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种膜电极测试装置，包括双极板和端板，所述双极板包括第一极板和第二极板，所述第一极板包括进气口、出气口和气体流道，还包括进液口、出液口和冷却液流道，在所述气道周围设置有环形的密封槽，所述端板上设置有环形的涂胶槽。

优选所述第一极板和所述第二极板基本为长方形，所述气体流道设置在所述第一极板的一面，所述冷却液道设置在所述第一极板的另一面。

优选所述双极板还包括定位孔。

优选所述定位孔设置在所述第一极板和所述第二极板的四角。

优选所述端板上设置有与所述定位孔相对应的端板定位孔。

本发明结构简单，密封可靠，故障率低，成本适中，加工方便，适合在本领域大面积推广。

附图说明

附图1为本发明所述双极板中第一极板的正视图；

附图2为附图1中所示双极板中第一极板的后视图；

附图3为本发明所述端板的正视图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式对本发明所述装置做进一步的详细描述。

参见附图1-3，一种燃料电池膜电极测试装置，主要用于测试膜电极的质量和参数。装置分为基本相同的两部分，其中的一部分包括第一极板1和端板2，另一部分包括与所述第一极板结构相同的第二极板和端板。在本实施例中，第一极板1的上表面为气体流道13，下表面为冷却液流道14，气体进出口及冷却液(如水等)进出口都在第一极板1的侧面，优选相对布置，即在第一极板1的一侧设置气体进口11和冷却液进口16，在第一极板1的相对侧设置气体出口12和冷却液出口17，便于管理，数据也更为准确；第一极板1材质为石墨板或其他耐腐蚀、导电性好的材料，同时作为导电板，不必另行设置导电板，结构更为紧凑；端板2为碳纤维板或其他强度高的板材，如铝板与玻璃纤维板或酚醛树脂、环氧树脂等绝缘体的复合板，优选是碳纤维板与玻璃纤维板的复合板，其中碳纤维板提供强度，玻璃纤维板保证绝缘；将端板2正面与第一极板1反面使用胶黏剂粘接，对齐定位孔14和端板定位孔22，为保证紧固，也可以使用塑料螺丝进行紧固。为保证密封，在端板2的正面上设置涂胶槽21，涂胶槽21的大小上可以包围整个气体流道13，涂胶槽21中预涂胶体固定其中的垫圈，并过盈配合放置可弹性变形O型圈(未示出)，如树脂O型圈。在端板2和极板1贴合时，O型圈变形，不但充满涂胶槽21，还可进一步密封端板2和极板1之间的缝隙。

在使用时，将一个端板2与一个第一极板1组成的装置放置于手动压机的工作台面上，并通过紧固装置固定，将需要测试的膜电极置于极板1上，其上放置另一块相同的装置，组成一套完成的装置，两块极板也就是双极板，使膜电极的两侧均为第一极板1正面。使用压机在一定压力下压缩膜电极两侧的装置，密封，保证通入的气体及液体不泄露，便可进行膜电极的相关性能测试；测试完成后，释放压机的压力，取下膜电极，再装入其他待测的膜电极进行下一轮测试；该装置结构简单、操作方便，性能稳定，能够实现膜电极的快速拆装及测试。

以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃料电池膜电极测试装置，其特征在于：包括双极板(1)和端板(2)，

所述双极板包括第一极板和第二极板，所述第一极板包括进气口(11)、出气口(12)和气体流道(13)，所述第二极板包括进液口(16)、出液口(17)和冷却液流道(15)，在所述气体流道(13)周围设置有环形的密封槽，

所述端板上设置有环形的涂胶槽(21)。

2.如权利要求1所述的燃料电池膜电极测试装置，其特征在于：所述第一极板(1)和所述第二极板基本为长方形，所述气体流道(13)设置在所述第一极板(1)的一面，所述冷却液流道设置(15)在所述第二极板(1)的一面。

3.如权利要求1或2所述的燃料电池膜电极测试装置，其特征在于：所述第一极板(1)和所述第二极板还包括定位孔(14)。

4.如权利要求3所述的燃料电池膜电极测试装置，其特征在于：所述定位孔(14)设置在所述第一极板(1)和所述第二极板的四角。

5.如权利要求4所述的燃料电池膜电极测试装置，其特征在于：所述端板(2)上设置有与所述定位孔(14)相对应的端板定位孔(22)。