[發明專利]膜電極參數測量夾具

有效

• 申請號: 202110497838.6
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN112903790B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 曾箐雨;常磊;周明正;潘昱軒;王寶麗;翟博文;徐敏;陳沫涵;王小惠;張榮尊
• 申請（專利權）人: 國家電投集團氫能科技發展有限公司
• 主分類號: G01N27/403
• 分類號: G01N27/403;G01N27/28;H01M8/1004;G01K7/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廉世坤

本發明提供一種膜電極參數測量夾具，該膜電極參數測量夾具包括：陰極流道板、陰極集流板、陽極流道板、多個集流體、夾裝組件以及多個調壓組件；多個集流體能夠一一對應地插裝于多個集流體插孔內，用于收集陽極產生的電流，每個集流體的施壓面均形成有集流體流道，陽極進氣孔與每一個集流體流道連通，陽極出氣孔與每一個集流體流道連通；多個調壓組件與多個集流體一一對應設置，分別用于調節所對應的集流體對膜電極的壓力。夾具在安裝完成后，可通過調壓組件修正膜電極受力不均問題，根據實驗要求調整夾具中子電池的接觸內阻大小，為燃料電池電流分布測試提供準確的、更具有參考價值的測試數據。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種膜電極參數測量夾具。

背景技術

燃料電池是不經過燃料燃燒，通過電化學反應連續把燃料和氧化劑化學能直接轉換成電能的發電裝置，具有高效、清潔、低噪音及比功率高等優點。其中質子交換膜燃料電池（PEMFC）由于其突出的優點及廣泛的應用前景發展尤為迅速。

目前，PEMFC電池組以多節單池按壓濾機方式組裝，在滿足大功率PEMFC需求時，需要提高工作電流密度。這要求燃料電池單池具有較大的面積，以減少并聯的燃料電池組的個數，從而降低成本且便于電池組管理。相同操作和工藝條件下，單電池面積越大，電流密度分布越不易均勻，電池的性能下降就越多。

電極各處電流密度分布不均勻將導致反應物及催化劑利用率低，液態水在陰極的累積會導致電極水淹現象，增大擴散層、催化層的傳質阻力,同時使質子膜局部溶漲降低電池效率，甚至引起電池內部腐蝕或出現反極現象，縮短電池壽命。電池局部工作電流密度過高時，若電池排熱系統不能及時將產生的過量廢熱排出，將引起電極局部溫度升高出現熱點，嚴重時將會使質子交換膜熔化擊穿。所以，解決電池內電流密度分布與熱分布不均，確保電極各處均能得到充足的反應氣供應和加強電池內部水、熱管理是現有技術亟待解決的關鍵問題之一。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的實施例首先提出一種膜電極參數測量夾具，用于測量膜電極的參數，包括：

陰極流道板，所述陰極流道板具有依次連通的陰極進氣孔、陰極流道以及陰極出氣孔；

陰極集流板，所述陰極集流板用于收集第一極性的電流；

陽極流道板，所述陽極流道板具有陽極進氣孔、陽極出氣孔以及多個貫穿所述陽極流道板板面的集流體插孔，多個所述集流體插孔間隔分布；

多個集流體，多個所述集流體能夠一一對應地插裝于多個所述集流體插孔內，用于收集第二極性的電流，所述第二極性與所述第一極性相反，每個所述集流體的施壓面均形成有集流體流道，所述陽極進氣孔與每一個所述集流體流道連通，所述陽極出氣孔與每一個所述集流體流道連通；

夾裝組件，所述夾裝組件用于將所述陰極集流板、陰極流道板、膜電極以及陽極流道板夾在一起；

以及多個調壓組件，多個所述調壓組件與多個所述集流體一一對應設置，分別用于調節所對應的集流體對所述膜電極的壓力。

本發明實施例的膜電極參數測量夾具至少具有以下技術效果：夾具在安裝完成后，可通過調壓組件修正膜電極受力不均問題，根據實驗要求調整夾具中子電池的接觸內阻大小，為燃料電池電流分布測試提供準確的、更具有參考價值的測試數據。

根據本發明實施例的膜電極參數測量夾具，所述陽極流道板的施壓面形成有陽極流道，所述陽極進氣孔、陽極流道以及陽極出氣孔依次連通，且所述陽極流道經過每一個所述集流體插孔，并能夠與插裝于所述集流體插孔內的集流體的集流體流道連通。

根據本發明實施例的膜電極參數測量夾具，所述集流體插孔為臺階孔，并具有第一臺階面，所述集流體具有臺階結構，并具有第二臺階面，所述集流體插裝于所對應的集流體插孔內時，所述第二臺階面壓在所述第一臺階面上。