[發明專利]一種測量薄膜透水性的裝置

在審

• 申請號: 202010157980.1
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111359445A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李賞;朱凱;張宇;潘牧
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B01D65/10
• 分類號: B01D65/10
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨潔

本發明提供一種測量薄膜透水性的裝置，包括：連通器裝置，其包括蓄水槽和硬質透明管，蓄水槽和硬質透明管側壁均開設有連通水口，并由連通軟管將兩者的連通水口連通從而形成連通器結構；制水裝置，其與蓄水槽管道連接；薄膜夾持裝置，其由上夾板和下夾板構成，上夾板和下夾板的中央分別開設有上貫穿通孔和下貫穿通孔，且上貫穿通孔和下貫穿通孔位置相對應；硬質透明管上下兩端均敞口，其下端緊密插入在上貫穿通孔中；使用時，上夾板與下夾板相貼合后把薄膜夾在兩者之間；集水皿，其設置在薄膜夾持裝置的正下方；支撐架和升降裝置，支撐架上端安裝薄膜夾持裝置，支撐架的下端設置在升降裝置上。本裝置可方便的測量薄膜的透水性。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種測量薄膜透水性的裝置。

背景技術

質子交換膜燃料電池(PEMFCs)因其能量轉化效率高、環境污染小等優點備受人們廣泛關注，是最為理想的氫電轉換裝置。到目前為止，質子交換膜燃料電池(PEMFCs)的耐久性仍然是制約其商業化發展的最大障礙，而這主要取決于其核心組件膜電極。一般而言，膜電極主要包括質子交換膜、催化層(CL)以及氣體擴散層(GDL)。其中，氣體擴散層的耐久性對PEMFCs的壽命起著至關重要的作用。

氣體擴散層通常由基底層(substrate)和微孔層(MPL)兩部分組成，其最重要的作用是使氣態反應物從流道均勻地向催化劑層移動。同時，氣體擴散層的另一個重要功能是以一定的速度排出陰極產生的水，特別是在大電流密度下避免氣體擴散層和催化層中發生水淹。因此，氣體擴散層也被稱作燃料電池的水管理中心。電池在一定條件下進行長時間運行后，陰極氣體擴散層的這些功能的衰退對燃料電池性能的降低起著關鍵作用。

目前大量的研究表明，氣體擴散層的降解主要源于碳腐蝕以及聚四氟乙烯(PTFE)的流失。氣體擴散層經過長時間的耐久性實驗后，內部碳材料和疏水材料PTFE會有一定的流失，而PTFE的含量對氣體擴散層的水管理能力有著重要的影響，PTFE的流失會造成氣體擴散層局部疏水性能的下降；長時間以及在比較大的電流密度下，電池產生的水會聚集在這些疏水性下降的區域，從而影響氣體擴散層的氧傳質，導致電池出現水淹現象，造成電池性能波動，甚至電池性能急劇下降發生反極這種不可逆的衰減。因此探究氣體擴散層在高電流密度下水管理能力的變化對于研究老化氣體擴散層的降解是非常重要的，但是目前所采用的表征手段大多是利用靜態接觸角的方法去分析氣體擴散層表面親疏水性的變化進而分析其水管理能力的變化，但是這種方法最大的缺點是只能反映氣體擴散層表面的親疏水性，并不能真實反映其內部結構的親疏水性，因此，尋找一種能夠真實反映氣體擴散層水管理能力的方法是極其必要的。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種測量薄膜透水性的裝置，其可以用于測試燃料電池中氣體擴散層的透水性。

本發明采用的技術方案為：

一種測量薄膜透水性的裝置，其特征在于，包括：

連通器裝置，其包括蓄水槽110和硬質透明管120，蓄水槽110和硬質透明管120側壁均開設有連通水口，并由連通軟管130將兩者的連通水口連通從而形成連通器結構；

制水裝置200，其與所述蓄水槽110管道連接；

薄膜夾持裝置，其由上夾板310和下夾板320構成，上夾板310和下夾板320的中央分別開設有上貫穿通孔311和下貫穿通孔321，且上貫穿通孔311和下貫穿通孔321位置相對應；所述硬質透明管120上下兩端均敞口，其下端緊密插入在所述上貫穿通孔311中；使用時，上夾板310與下夾板320相貼合后把薄膜夾在兩者之間；

集水皿400，其設置在所述薄膜夾持裝置的正下方；

支撐架500和升降裝置600，所述支撐架500上端安裝所述薄膜夾持裝置，支撐架500的下端設置在所述升降裝置600上。

進一步，所述制水裝置200為純水儀。