[發明專利]一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具及系統

在審

• 申請號: 201710456793.1
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107014884A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 馬樹華;龍志;徐鵬遠;李艷凱;孫洋;張小康
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N27/406
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業)37240
• 代理人: 李茜

1.一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具及系統，其特征在于，原位測試裝置夾具包含：復合微電極膜/電極結合體（1），集流體（2），引出導線（3），密封墊（4）和電極固定板（5）；原位測試裝置夾具通過工作電極側及參比、對電極側連接件進行密封、連接，與研究電極反應溶液或氣體及參比電極、對電極反應氣體的供應、處理、循環及排放裝置構成測試系統；

所述的復合微電極膜/電極結合體（1）的兩側設置有集流體（2）和引出導線（3），參比電極、對電極側設置密封墊（4），用電極固定板（5）將其整體固定，安裝至測試系統中并連接電化學工作站進行電化學性能的測試。

2.根據權利要求1所述的一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具，其特征在于：復合微電極膜/電極結合體（1）是將雕刻有所需電極形狀和面積孔洞的聚四氟乙烯薄膜置于固體聚合物電解質膜兩側并熱壓，然后在工作電極上滴加待測催化劑的漿料，在對電極和參比電極上滴加Pt/C催化劑漿料，利用可逆氫電極作為參比電極。

3.根據權利要求1所述的一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具，其特征在于：集流體（2）根據不同的研究對象進行選擇；對于氫氣的氧化反應、氧氣的還原反應、甲醇和甲酸等有機小分子的電氧化反應和水的電解析氫反應，采用碳紙或者碳布作為集流體；對于水的電解析氧反應，可采用鈦網等作為集流體。

4.根據權利要求1所述的一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具，其特征在于：集流體（2）覆蓋在電極表面，并且與引出導線充分接觸。

5.根據權利要求1所述的一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具，其特征在于：在復合微電極膜/電極結合體（1）兩側對應電極處分別設置有集流體（2）和引出導線（3），然后將其置于參比電極、對電極側添加有密封墊（4）的兩塊電極固定板（5）中并用螺絲緊固。

6.根據權利要求1所述的一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具，其特征在于：在電極固定板（5）上，與工作電極，及對電極、參比電極接觸的位置分別設置“田”字形孔洞，使得反應物順利到達電極表面，同時有部分板材壓制在電極表面以減小膜的溶脹變形。

7.根據權利要求1所述的一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具，其特征在于：電極固定板（5）的材質為聚四氟乙烯，電木等，厚度為5-10mm。

8.根據權利要求1所述的一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具及系統，其特征在于：原位測試裝置夾具在工作電極側及參比、對電極側連接件的材質為玻璃，與電極固定板（5）接觸的端口為磨口。

9.根據權利要求1所述的一種用于固體聚合物電解質體系的原位測試夾具及系統，其特征在于：測試系統根據不同的研究對象進行選擇，對于氫氣的氧化和氧氣的還原等氣體為研究對象的電催化反應，采用一定濕度的氣體直接吹掃工作電極；對于甲醇、甲酸等有機小分子的電氧化、水的電解析氫、析氧反應等液體為研究對象的電催化反應，采用蠕動泵進行液體循環模擬實際操作中的液體流動。