CN114414460A - 金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法，包括测试装置、电化学工作站，恒温水装置和气体供应装置，其中，所述金属双极板置于所述测试装置内进行防腐性能检测，利用所述电化学工作站、所述恒温水装置和所述气体供应装置能够模拟所述金属双极板在所述燃料电池内的工作环境。该检测系统及加速检测方法可在不切割金属双极板的前提下进行测试，简化了大面积金属双极板的在测试前的准备工序，减少对金属双极板的破坏。通过模拟燃料电池的运行环境，提高寿命测试加速因子，实现金属双极板快速检测。通过对金属双极板的快速检测，对比不同材料的防腐性能，使得测试时间大大减少。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法。
背景技术
氢氧燃料电池由多个单电池串联叠加构成，每个单电池组件包括双极板、气体扩散层、膜电极等。燃料电池的使用寿命主要取决于双极板与膜电极的使用寿命。双极板的材料目前主要分为金属、石墨、复合材料三类。金属双极板与传统的石墨双极板、复合双极板相比，可以大大降低燃料电池的成本、体积及重量。
目前对金属双极板测试主要有气密性测试、平整度测试，耐腐蚀性能测试。公开号为CN201711468255.0的中国专利公开一种燃料电池用双极板耐腐蚀性能测试方法，采用开路电位对材料的防腐性能进行评价，只能评价金属双极板最初的防腐性能，并没考虑时间因素。测试装置在五口腐蚀池中进行，测试大块的金属双极板需进行切割、封样等工序，属于破坏性实验，工序繁琐，不利于工业化生产。
鉴于上述原因，需要一种测试过程简单、非破坏性实验的金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法，该检测系统及加速检测方法可模拟燃料电池运行环境，使得测试条件更加贴合燃料电池的运行条件，在不切割金属双极板、不封样品的前提下，实现较大面积的测试，简化大面积的金属双极板的测试前的准备工序，测试过程简单。通过加入时间因素以达到金属双极板快速检测的目的，通过金属双极板的快速检测，对比不同材料的防腐性能。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种金属双极板防腐性能检测系统，所述金属双极板用于燃料电池，包括测试装置、电化学工作站，恒温水装置和气体供应装置，其中，所述金属双极板置于所述测试装置内进行防腐性能检测，所述恒温水装置向所述测试装置提供恒温水，所述气体供应装置向所述测试装置提供气体，所述电化学工作站与所述测试装置连接，所述电化学工作站通过模拟所述燃料电池的工作电位为所述测试装置提供所述燃料电池的工作电压，利用所述电化学工作站、所述恒温水装置和所述气体供应装置能够模拟所述金属双极板在所述燃料电池内的工作环境。
进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试装置包括测试槽、碳板和两块端板，所述测试槽为两端敞开且内部中空的圆筒形结构，所述测试槽的内部称为测试空腔，所述测试槽的侧壁内部具有水浴空腔，所述测试槽的一端与所述金属双极板连接，所述测试槽的另一端与所述碳板连接，所述测试槽、所述金属双极板和所述碳板均位于两块所述端板之间。
进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试装置还包括若干紧固螺杆，在两块所述端板上均设置有若干螺孔，两块所述端板上的所述螺孔对应设置，所述紧固螺杆依次穿过两块所述端板上的所述螺孔将所述测试装置固定，所述测试槽、所述金属双极板和所述碳板均位于若干紧固螺杆形成的空间内。
进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试槽的侧壁上设置有进气孔和出气孔，所述进气孔和所述出气孔均与所述测试空腔连通，所述气体供应装置分别通过所述进气孔和所述出气孔与所述测试空腔连通。
进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试槽的侧壁上设置有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口均与所述水浴空腔连通，所述恒温水装置分别通过所述进水口和所述出水口与所述水浴空腔连通。
进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试槽的侧壁上设置有参比电极孔，所述参比电极孔与所述测试空腔连通，所述参比电极孔内设置有饱和甘汞电极，所述电化学工作站具有参比电极、辅助电极和工作电极，所述参比电极与所述饱和甘汞电极电连接，所述辅助电极与所述碳板电连接，所述工作电极与所述金属双极板连接。
进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试槽的一端与所述金属双极板之间设置有密封胶垫，所述测试槽的另一端与所述碳板之间设置有所述密封胶垫。
进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述气体供应装置向所述测试装置提供的气体是氢气或者氧气。
进一步地，在上述的金属双极板防腐性能检测系统中，所述测试空腔内充满测试液，所述测试液为酸溶液，优选地，所述酸溶液为硫酸，所述酸溶液中H2SO4浓度为0～3mol/L，F-浓度为0～1g/L；优选地，所述酸溶液为0.5mol/L H2SO4+0.005g/L F-的混合溶液。
另一方面，提供了一种利用上述的金属双极板防腐性能检测系统对金属双极板进行加速检测的方法，包括如下步骤：
步骤1，对测试装置进行装配并通过紧固螺杆进行固定，向测试空腔加入水对测试装置进行测漏，检查测试装置的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔内加入测试液；
步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔中，电化学工作站的参比电极与测试装置的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置的碳板通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板通过连接线连接；
步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置与测试装置之间通过橡胶管连通，气体供应装置提供的气体由进气孔进入测试空腔、由出气孔流回气体供应装置；
步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置与测试装置通过橡胶管连通，恒温水装置提供的恒温水从进水口进入水浴空腔、由出水口流回恒温水装置，利用恒温水对测试装置进行水浴加热；
步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，测试时间为5～72h，测试温度为0～95℃，开始测试，在测试过程中利用电化学工作站采用恒电位测试、循环伏安测试或者线型极化测试模拟所述燃料电池的工作电位；
步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板表面状态的变化，分析金属双极板的防腐性能；
优选地，在所述步骤5中，所述电化学工作站采用恒电位测试模拟所述燃料电池的工作电位，所述恒电位测试的测试范围为0～3.0VSCE，优选0.7～1.2VSCE；
优选地，在所述步骤5中，测试时间为5～6h，测试温度为80℃。
分析可知，本发明公开一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法。该检测系统及加速检测方法可在不切割金属双极板的前提下进行测试，简化了大面积金属双极板的在测试前的准备工序，减少对金属双极板的破坏。通过模拟燃料电池的运行环境，提高寿命测试加速因子，实现对金属双极板快速检测。通过金属双极板的快速检测，对比不同材料的防腐性能，使得测试时间大大减少，对于对比不同类型金属双极板的防腐蚀性能具有实际的指导意义。本发明的测试装置还可用于金属双极板的其它电化学测试。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1本发明一实施例的测试装置的结构示意图。
图2为图1在A-A方向的剖视结构示意图。
图3为本发明一实施例的结构示意图。
图4为实例1的加速测试曲线图。
图5为实例2的加速测试曲线图。
图6为实例3的加速测试曲线图。
图7为实例4的加速测试曲线图。
图8为实例5的加速测试曲线图。
附图标记说明：1测试槽；2进气孔；3进水口；4参比电极孔；5密封胶垫；6紧固螺杆；7金属双极板；8端板；9碳板；10水浴空腔；11测试空腔；12电化学工作站；13恒温水装置；14气体供应装置；15测试装置；16出气孔；17出水口。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”和“第三”等可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
如图1至图8所示，根据本发明的实施例，提供了一种金属双极板防腐性能检测系统，金属双极板7用于燃料电池，如图3所示，该检测系统包括测试装置15、电化学工作站12，恒温水装置13和气体供应装置14，其中，金属双极板7置于测试装置15内进行防腐性能检测。恒温水装置13向测试装置15提供恒温水，恒温水装置13需控制循环水保持测试需要的温度。气体供应装置14向测试装置15提供气体，电化学工作站12与测试装置15连接，电化学工作站12通过模拟燃料电池的工作电位为测试装置15提供燃料电池的工作电压，利用电化学工作站12、恒温水装置13和气体供应装置14能够模拟金属双极板7在燃料电池内的工作环境，提高寿命测试加速因子，实现金属双极板7加速检测。在本发明的实施例中，测试装置15可在不切割金属双极板7的前提下进行测试，简化了大面积金属双极板7在测试前的准备工序，减少对金属双极板7的破坏。
进一步地，如图1和图2所示，测试装置15包括测试槽1、碳板9和两块端板8，测试槽1为两端敞开且内部中空的圆筒形结构，测试槽1的内部称为测试空腔11，测试槽1的侧壁内部具有水浴空腔10，测试槽1的一端与金属双极板7连接，测试槽1的另一端与碳板9连接，测试槽1、金属双极板7和碳板9均位于两块端板8之间。
进一步地，为了方便对测试装置15进行组装和拆卸，测试装置15还包括若干紧固螺杆6，在两块端板8上均设置有若干螺孔，两块端板8上的螺孔对应设置，紧固螺杆6依次穿过两块端板8上的螺孔将测试装置15固定，测试槽1、金属双极板7和碳板9均位于若干紧固螺杆6形成的空间内。
进一步地，如图1和图2所示，测试槽1的侧壁上设置有进气孔2和出气孔16，进气孔2和出气孔16均与测试空腔11连通，气体供应装置14分别通过进气孔2和出气孔16与测试空腔11连通。
进一步地，测试槽1的侧壁上设置有进水口3和出水口17，进水口3和出水口17均与水浴空腔10连通，恒温水装置13分别通过进水口3和出水口17与水浴空腔10连通，恒温水从测试装置15的进水口3进入，从出水口17流出，恒温水装置13通过控制恒温水的循环，用以保持测试装置15进行测试所需要的温度，保证测试装置15的工作温度不变。
进一步地，测试装置15采用三电极体系，实现模拟燃料电池运行的工作环境，完成金属双极板7的测试。测试槽1的侧壁上设置有参比电极孔4，参比电极孔4与测试空腔11连通，参比电极孔4内设置有饱和甘汞电极，电化学工作站12具有参比电极、辅助电极和工作电极，参比电极与饱和甘汞电极电连接，辅助电极与碳板9电连接，工作电极与金属双极板7连接。
进一步地，测试槽1的一端与金属双极板7之间设置有密封胶垫5，测试槽1的另一端与碳板9之间设置有密封胶垫5，密封胶垫5用于对测试装置15进行密封。
进一步地，气体供应装置14向测试装置15提供的气体是氢气或者氧气，模拟燃料电池阴阳极内部实际的工作环境。
进一步地，测试空腔11内充满测试液，测试液为酸溶液，优选地，酸溶液为硫酸，酸溶液中H2SO4浓度为0～3mol/L(比如0.2mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L、0.8mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.6mol/L、2.8mol/L、3mol/L)，F-浓度为0～1g/L(比如：0g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L)；优选地，酸溶液为0.5mol/L H2SO4+0.005g/L F-的混合溶液。
本发明还公开了一种利用上述的金属双极板防腐性能检测系统的加速检测方法，包括如下步骤：
步骤1，对测试装置15进行装配并通过紧固螺杆6进行固定，向测试空腔11加入水对测试装置15进行测漏，检查测试装置15的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔11内加入测试液；
步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔4中，电化学工作站12的参比电极与测试装置15的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置15的碳板9通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板7通过连接线连接；
步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置14与测试装置15之间通过橡胶管连通，气体供应装置14提供的气体由进气孔2进入测试空腔11、由出气孔16流回气体供应装置14；
步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置13与测试装置15通过橡胶管连通，恒温水装置13提供的恒温水从进水口3进入水浴空腔10、由出水口17流回恒温水装置13，利用恒温水对测试装置15进行水浴加热；
步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，测试时间为5～72h(比如：5h、10h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h、50h、55h、60h、65h、70h、72h)，从测试时间0开始记录测试数据；测试温度为0～95℃(0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃)，并开始测试，在测试过程中利用电化学工作站12采用恒电位测试、循环伏安测试或者线型极化测试模拟燃料电池的工作电位；
步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板7表面状态的变化，分析不同金属双极板7的防腐性能；
优选地，在步骤5中，电化学工作站12采用恒电位测试模拟燃料电池的工作电位，恒电位测试的测试范围为0～3.0VSCE(比如：0.2VSCE、0.4VSCE、0.6VSCE、0.8VSCE、1VSCE、1.2VSCE、1.4VSCE、1.6VSCE、1.8VSCE、2VSCE、2.2VSCE、2.4VSCE、2.6VSCE、2.8VSCE、3VSCE、)，优选0.7～1.2VSCE(比如：0.7VSCE、0.8VSCE、0.9VSCE、1VSCE、1.1VSCE、1.2VSCE)，该技术参数的数值选择可加速实验；采用恒电位0.7VSCE为非加速测试电压，恒电位大于0.7VSCE为加速测试电压。
优选地，在步骤5中，测试时间为5～6h(比如：5h、5.1h、5.2h、5.3h、5.4h、5.5h、5.6h、5.7h、5.8h、5.9h、6h)，从测试时间0开始记录测试数据，测试5～6个小时，满足测试需求，可以终止测试，5个小时的加速腐蚀数据已经能够满足正常工作寿命了；测试温度为80℃，该技术参数的数值选择可加速实验。
实施例1：
利用该金属双极板防腐性能检测系统对金属双极板7进行加速检测方法，包括如下步骤：
步骤1，对测试装置15进行装配并通过紧固螺杆6进行固定，向测试空腔11加入水对测试装置15进行测漏，检查测试装置15的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔11内加入测试液，测试液的成分为0.5mol/L H2SO4+0.005g/L F-；
步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔4中，电化学工作站12的参比电极与测试装置15的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置15的碳板9通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板7通过连接线连接；
步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置14与测试装置15之间通过橡胶管连通，气体供应装置14提供的氧气由进气孔2进入测试空腔11、由出气孔16流回气体供应装置14；
步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置13与测试装置15通过橡胶管连通，恒温水装置13提供的恒温水从进水口3进入水浴空腔10、由出水口17流回恒温水装置13，利用80℃恒温水对测试装置15进行水浴加热；
步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，电化学工作站12采用恒电位测试，测试恒电位为0.7VSCE，测试时间为3h，测试温度为80℃，并开始测试，在测试过程中利用电化学工作站12采用恒电位测试模拟燃料电池的工作电位；
步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板7表面状态的变化，分析金属双极板7的防腐性能。
技术效果：
如图4所示，在该测试条件下，金属双极板7表面未发生变化，电流密度均小于10- 6A/cm2，材料表面防腐性能好，涂层未失效。
实施例2：
利用该金属双极板防腐性能检测系统对金属双极板7进行加速检测方法，包括如下步骤：
步骤1，对测试装置15进行装配并通过紧固螺杆6进行固定，向测试空腔11加入水对测试装置15进行测漏，检查测试装置15的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔11内加入测试液，测试液的成分为1mol/L H2SO4+0.1g/L F-；
步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔4中，电化学工作站12的参比电极与测试装置15的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置15的碳板9通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板7通过连接线连接；
步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置14与测试装置15之间通过橡胶管连通，气体供应装置14提供的氧气由进气孔2进入测试空腔11、由出气孔16流回气体供应装置14；
步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置13与测试装置15通过橡胶管连通，恒温水装置13提供的恒温水从进水口3进入水浴空腔10、由出水口17流回恒温水装置13，利用80℃恒温水对测试装置15进行水浴加热；
步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，电化学工作站12采用恒电位测试，测试恒电位为1.2VSCE，测试时间为0.75h，测试温度为90℃，并开始测试，在测试过程中利用电化学工作站12采用恒电位测试模拟燃料电池的工作电位；
步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板7表面状态的变化，分析金属双极板7的防腐性能。
技术效果：
如图5所示，在该测试条件下，金属双极板7表面变得粗糙，电流密度不断上升，说明材料表面在加速测试下发生了变化，达到了加速测试的效果。
实施例3：
利用该金属双极板防腐性能检测系统对金属双极板7进行加速检测方法，包括如下步骤：
步骤1，对测试装置15进行装配并通过紧固螺杆6进行固定，向测试空腔11加入水对测试装置15进行测漏，检查测试装置15的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔11内加入测试液，测试液的成分为1.5mol/L H2SO4+0.8g/L F-；
步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔4中，电化学工作站12的参比电极与测试装置15的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置15的碳板9通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板7通过连接线连接；
步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置14与测试装置15之间通过橡胶管连通，气体供应装置14提供的氧气由进气孔2进入测试空腔11、由出气孔16流回气体供应装置14；
步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置13与测试装置15通过橡胶管连通，恒温水装置13提供的恒温水从进水口3进入水浴空腔10、由出水口17流回恒温水装置13，利用80℃恒温水对测试装置15进行水浴加热；
步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，电化学工作站12采用恒电位测试，测试恒电位为1.2VSCE，测试时间为1.5h，测试温度为20℃，并开始测试，在测试过程中利用电化学工作站12采用恒电位测试模拟燃料电池的工作电位；
步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板7表面状态的变化，分析金属双极板7的防腐性能。
技术效果：
如图6所示，在该测试条件下，金属双极板7表面涂层出现部分点蚀，材料表面在加速测试下发生了脱落，达到了加速测试的效果。
实施例4：
利用该金属双极板防腐性能检测系统对金属双极板7进行加速检测方法，包括如下步骤：
步骤1，对测试装置15进行装配并通过紧固螺杆6进行固定，向测试空腔11加入水对测试装置15进行测漏，检查测试装置15的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔11内加入测试液，测试液的成分为1.6mol/L H2SO4+0.4g/L F-；
步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔4中，电化学工作站12的参比电极与测试装置15的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置15的碳板9通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板7通过连接线连接；
步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置14与测试装置15之间通过橡胶管连通，气体供应装置14提供的氧气由进气孔2进入测试空腔11、由出气孔16流回气体供应装置14；
步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置13与测试装置15通过橡胶管连通，恒温水装置13提供的恒温水从进水口3进入水浴空腔10、由出水口17流回恒温水装置13，利用80℃恒温水对测试装置15进行水浴加热；
步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，电化学工作站12采用恒电位测试，测试恒电位为1.2VSCE，测试时间为2.25h，测试温度为70℃，并开始测试，在测试过程中利用电化学工作站12采用恒电位测试模拟燃料电池的工作电位；
步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板7表面状态的变化，分析金属双极板7的防腐性能。
技术效果：
如图7所示，在该测试条件下，金属双极板7表面涂层点蚀程度加剧，材料表面在加速测试下发生了脱落，达到了加速测试的效果。
实施例5：
利用该金属双极板防腐性能检测系统对金属双极板7进行加速检测方法，包括如下步骤：
步骤1，对测试装置15进行装配并通过紧固螺杆6进行固定，向测试空腔11加入水对测试装置15进行测漏，检查测试装置15的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔11内加入测试液，测试液的成分为2.8mol/L H2SO4+0.2g/L F-；
步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔4中，电化学工作站12的参比电极与测试装置15的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置15的碳板9通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板7通过连接线连接；
步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置14与测试装置15之间通过橡胶管连通，气体供应装置14提供的氢气由进气孔2进入测试空腔11、由出气孔16流回气体供应装置14；
步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置13与测试装置15通过橡胶管连通，恒温水装置13提供的恒温水从进水口3进入水浴空腔10、由出水口17流回恒温水装置13，利用80℃恒温水对测试装置15进行水浴加热；
步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，电化学工作站12采用恒电位测试，测试恒电位为1.2VSCE，测试时间为3h，测试温度为95℃，并开始测试，在测试过程中利用电化学工作站12采用恒电位测试燃料电池的工作电位；
步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板7表面状态的变化，分析金属双极板7的防腐性能。
技术效果：
如图8所示，在该测试条件下，金属双极板7表面涂层完全脱落，电流密度在140min突然抖动加剧，说明此时涂层完全失效，达到了加速测试的效果。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
一种金属双极板防腐性能检测系统及加速检测方法，该检测系统及加速检测方法可在不切割金属双极板的前提下进行测试，简化了大面积金属双极板的在测试前的准备工序，减少对金属双极板的破坏。通过模拟燃料电池的运行环境，提高寿命测试加速因子，实现对金属双极板快速检测。通过金属双极板的快速检测，对比不同材料的防腐性能，使得测试时间大大减少，对于对比不同类型金属双极板的防腐蚀性能具有实际的指导意义。本发明的测试装置还可用于金属双极板的其它电化学测试。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种金属双极板防腐性能检测系统，所述金属双极板用于燃料电池，其特征在于，
包括测试装置、电化学工作站，恒温水装置和气体供应装置，其中，
所述金属双极板置于所述测试装置内进行防腐性能检测，
所述恒温水装置向所述测试装置提供恒温水，
所述气体供应装置向所述测试装置提供气体，
所述电化学工作站与所述测试装置连接，所述电化学工作站通过模拟所述燃料电池的工作电位为所述测试装置提供所述燃料电池的工作电压，
利用所述电化学工作站、所述恒温水装置和所述气体供应装置能够模拟所述金属双极板在所述燃料电池内的工作环境。
2.根据权利要求1所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，
所述测试装置包括测试槽、碳板和两块端板，
所述测试槽为两端敞开且内部中空的圆筒形结构，
所述测试槽的内部称为测试空腔，所述测试槽的侧壁内部具有水浴空腔，
所述测试槽的一端与所述金属双极板连接，所述测试槽的另一端与所述碳板连接，
所述测试槽、所述金属双极板和所述碳板均位于两块所述端板之间。
3.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，
所述测试装置还包括若干紧固螺杆，在两块所述端板上均设置有若干螺孔，两块所述端板上的所述螺孔对应设置，所述紧固螺杆依次穿过两块所述端板上的所述螺孔将所述测试装置固定，
所述测试槽、所述金属双极板和所述碳板均位于若干紧固螺杆形成的空间内。
4.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，
所述测试槽的侧壁上设置有进气孔和出气孔，所述进气孔和所述出气孔均与所述测试空腔连通，所述气体供应装置分别通过所述进气孔和所述出气孔与所述测试空腔连通。
5.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，
所述测试槽的侧壁上设置有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口均与所述水浴空腔连通，所述恒温水装置分别通过所述进水口和所述出水口与所述水浴空腔连通。
6.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，
所述测试槽的侧壁上设置有参比电极孔，所述参比电极孔与所述测试空腔连通，所述参比电极孔内设置有饱和甘汞电极，
所述电化学工作站具有参比电极、辅助电极和工作电极，所述参比电极与所述饱和甘汞电极电连接，所述辅助电极与所述碳板电连接，所述工作电极与所述金属双极板连接。
7.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，
所述测试槽的一端与所述金属双极板之间设置有密封胶垫，所述测试槽的另一端与所述碳板之间设置有所述密封胶垫。
8.根据权利要求1所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，
所述气体供应装置向所述测试装置提供的气体是氢气或者氧气。
9.根据权利要求2所述的金属双极板防腐性能检测系统，其特征在于，
所述测试空腔内充满测试液，所述测试液为酸溶液，
优选地，所述酸溶液为硫酸，所述酸溶液中H2SO4浓度为0～3mol/L，F-浓度为0～1g/L；
优选地，所述酸溶液为0.5mol/L H2SO4+0.005g/L F-的混合溶液。
10.利用权利要求1-9中任一项所述的金属双极板防腐性能检测系统对金属双极板进行加速检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，对测试装置进行装配并通过紧固螺杆进行固定，向测试空腔加入水对测试装置进行测漏，检查测试装置的密封没问题后将水倒掉，并将残余水烘干，然后向测试空腔内加入测试液；
步骤2，完成步骤1后，将饱和甘汞电极放入参比电极孔中，电化学工作站的参比电极与测试装置的饱和甘汞电极通过连接线连接、辅助电极与测试装置的碳板通过连接线连接、工作电极与待测的金属双极板通过连接线连接；
步骤3，完成步骤2后，将气体供应装置与测试装置之间通过橡胶管连通，气体供应装置提供的气体由进气孔进入测试空腔、由出气孔流回气体供应装置；
步骤4，完成步骤3后，将恒温水装置与测试装置通过橡胶管连通，恒温水装置提供的恒温水从进水口进入水浴空腔、由出水口流回恒温水装置，利用恒温水对测试装置进行水浴加热；
步骤5，完成步骤4后，根据的测试要求进行参数设置，测试时间为5～72h，测试温度为0～95℃，开始测试，在测试过程中利用电化学工作站采用恒电位测试、循环伏安测试或者线型极化测试模拟所述燃料电池的工作电位；
步骤6，根据测试过程中加速测试曲线的变化及测试后金属双极板表面状态的变化，分析金属双极板的防腐性能；
优选地，在所述步骤5中，所述电化学工作站采用恒电位测试模拟所述燃料电池的工作电位，所述恒电位测试的测试范围为0～3.0VSCE，优选0.7～1.2VSCE；
优选地，在所述步骤5中，测试时间为5～6h，测试温度为80℃。
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