一种质子交换膜耐久性的测试设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种质子交换膜耐久性的测试设备。该测试设备包括：芬顿试剂供应单元、反应单元、反应液收集单元、检测单元和控制单元，反应单元包括反应器和位于反应器中的质子交换膜，芬顿试剂供应单元与反应器相连以向反应器提供芬顿试剂原料；反应液收集单元与反应器相连用于收集反应器中的反应液；检测单元与反应液收集单元相连用于对反应液中的氟离子浓度；控制单元与芬顿试剂供应单元和反应液收集单元电连接。采用本实用新型专利技术提供的测试设备，可以形成对质子交换膜的离线化学耐久性测试。该测试设备能够连续工作，实现质子交换膜离线化学耐久性测试的精细操作，并且实现了全自动无人值守。自动无人值守。自动无人值守。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜耐久性的测试设备


[0001]本技术涉及材料测试
，具体而言，涉及一种质子交换膜耐久性的测试设备。

技术介绍

[0002]质子交换膜是氢燃料电池的核心部件，它不仅可以阻隔阴阳两极，还能够传导质子。质子交换膜的耐久性测试大体分为物理耐久性测试、化学耐久性测试、物理化学混合耐久性测试。对于化学耐久性，HO
·
和HOO
·
自由基被认为是全氟磺酸树脂膜降解的主要来源，而芬顿试剂可产生HO
·
和HOO
·
，使其成为常用的膜耐久性的离线加速测量方法。
[0003]芬顿试剂主要有效成分为H2O2和Fe
2+
，在与质子膜的反应过程中，H2O2不断被消耗，因此在长时间耐久性测量时需要不停更换H2O2。当芬顿试剂用于质子膜的测试时，芬顿试剂需要现配现用，芬顿试剂对质子膜的加速腐蚀程度需要精确控制才能保证测试条件的统一，即需要控制试剂浓度在一定范围。在现有的实验方法中，还没有一种针对质子膜进行芬顿试剂处理的统一方法，大家标准各异，也没有利用芬顿试剂针对质子膜进行处理的统一的自动化设备，导致测试结果波动大，测试人力成本高。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提供一种质子交换膜耐久性的测试设备，以解决现有技术中质子交换膜耐久性测试人力成本高、结果波动大的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种质子交换膜耐久性的测试设备，测试设备包括：芬顿试剂供应单元、反应单元、反应液收集单元、检测单元和控制单元，反应单元包括反应器和位于反应器中的质子交换膜，芬顿试剂供应单元与反应器相连以向反应器提供芬顿试剂原料；反应液收集单元与反应器相连用于收集反应器中的反应液；检测单元与反应液收集单元相连用于对反应液中的氟离子浓度；控制单元与芬顿试剂供应单元和反应液收集单元电连接。
[0006]进一步地，反应单元还包括用于加热反应器的加热器。
[0007]进一步地，加热器为水浴槽，反应器为反应瓶。
[0008]进一步地，反应单元还包括支撑件，支撑件固定在反应器上，且支撑件支撑质子交换膜以使质子交换膜在反应器中铺展。
[0009]进一步地，支撑件包括：支架和夹具，支架的一端固定在反应器上；夹具的一侧固定在支架上，质子交换膜夹持在夹具上且沿竖直方向铺展。
[0010]进一步地，夹具包括：两个夹板和螺栓，各夹板为环形板，各夹板上具有一个或多个螺纹孔，其中一个夹板与支架固定连接；螺栓，与螺纹孔适配，质子交换膜夹持在两个夹板之间且两个夹板通过螺栓螺接。
[0011]进一步地，控制单元包括控制器，控制器与芬顿试剂供应单元和反应液收集单元电连接。
[0012]进一步地，芬顿试剂供应单元包括：双氧水储罐，双氧水储罐与反应器通过第一管线相连；硫酸亚铁储罐，硫酸亚铁储罐与反应器通过第二管线相连，第一供料泵，第一供料泵连通设置在第一管线上且与控制单元相连；第二供料泵，第二供料泵连通设置在第二管线上且与控制单元相连，第一管线和第二管线的内壁为聚四氟乙烯内壁。
[0013]进一步地，反应液收集单元包括：反应液储罐，反应液储罐通过第三管线与反应器相连，且通过第四管线与检测单元相连；取料泵设置在第三管线上且与控制单元相连，第三管线的内壁为聚四氟乙烯内壁。
[0014]进一步地，检测单元包括离子色谱检测器，第四管线与离子色谱检测器相连，第四管线的内壁为聚四氟乙烯内壁。
[0015]应用本技术的技术方案，可以形成对质子交换膜的离线化学耐久性测试。该测试设备能够连续工作，利用控制单元控制芬顿试剂供应单元和反应液收集单元定时更换反应中的原料芬顿试剂和反应液，从而实现质子交换膜离线化学耐久性测试的精细操作，并且实现了全自动无人值守，解决了现有技术中质子交换膜耐久性测试人力成本高、结果波动大的问题。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0017]图1示出了根据本技术的实施例提供的测试设备的结构框图；
[0018]图2示出了根据本技术的实施例提供的测试设备的示意图；
[0019]图3示出了根据本技术的实施例提供的夹具的示意图。
[0020]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0021]10、芬顿试剂供应单元，11、双氧水储罐，12、硫酸亚铁储罐，13、第一供料泵，14第二供料泵，20、反应单元，21、反应器，22、质子交换膜，23、加热器，24、支撑件，25、支架，26、夹具，27、夹板，30、反应液收集单元，31、反应液储罐，32取料泵，40、检测单元，41、离子色谱检测器，50、控制单元，51、控制器。
具体实施方式
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0023]如本申请
技术介绍
所分析的，现有技术中质子交换膜耐久性测试存在人力成本高、结果波动大的问题。为了解决该问题，本技术提供了一种质子交换膜耐久性的测试设备，如图1和2所示，该测试设备包括：芬顿试剂供应单元10、反应单元20、反应液收集单元30、检测单元40和控制单元50，反应单元包括反应器21和位于反应器21中的质子交换膜22，芬顿试剂供应单元10与反应器21相连以向反应器21提供芬顿试剂原料；反应液收集单元30与反应器21相连用于收集反应器21中的反应液；检测单元40与反应液收集单元30相连用于对反应液中的氟离子浓度；控制单元50与芬顿试剂供应单元10和反应液收集单元30电连接。
[0024]采用本技术提供的测试设备，可以形成对质子交换膜的离线化学耐久性测试。该测试设备能够连续工作，利用控制单元50控制芬顿试剂供应单元10和反应液收集单元30定时更换反应中的原料芬顿试剂和反应液，从而实现质子交换膜离线化学耐久性测试的精细操作，并且实现了全自动无人值守，解决了现有技术中质子交换膜耐久性测试人力成本高、结果波动大的问题。
[0025]本技术中的电连接可以是本领域常规理解的直接的电路连接也可以是无线信号连接，比如蓝牙连接等。
[0026]为了加快化学耐久性并模拟真实的耐久性场景，在一些实施例中，如图2所示，上述反应单元20还包括用于加热反应器21的加热器23。为了简化设备、降低设备成本，优选上述该加热器23为水浴槽，反应器21为反应瓶。该加热器23可以控制反应温度在0～100℃，精度
±
2℃可调，可以对质子交换膜22进行不同温度的水浴加热，保证反应器21恒温，从而提升测试的稳定性。
[0027]另外，为了尽可能还原质子交换膜在燃料电池中的铺展模式，使离线化学耐久性测试接近真实的膜使用条件。在一些实施例中，反应单元2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜耐久性的测试设备，其特征在于，所述测试设备包括：芬顿试剂供应单元(10)；反应单元(20)，所述反应单元包括反应器(21)和位于所述反应器(21)中的质子交换膜(22)，所述芬顿试剂供应单元(10)与所述反应器(21)相连以向所述反应器(21)提供芬顿试剂原料；反应液收集单元(30)，所述反应液收集单元(30)与所述反应器(21)相连用于收集所述反应器(21)中的反应液；检测单元(40)，所述检测单元(40)与所述反应液收集单元(30)相连用于对所述反应液中的氟离子浓度；控制单元(50)，所述控制单元(50)与所述芬顿试剂供应单元(10)和反应液收集单元(30)电连接。2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述反应单元(20)还包括用于加热所述反应器(21)的加热器(23)。3.根据权利要求2所述的测试设备，其特征在于，所述加热器(23)为水浴槽，所述反应器(21)为反应瓶。4.根据权利要求2所述的测试设备，其特征在于，所述反应单元(20)还包括支撑件(24)，所述支撑件(24)固定在所述反应器(21)上，且所述支撑件(24)支撑所述质子交换膜(22)以使所述质子交换膜(22)在所述反应器(21)中铺展。5.根据权利要求4所述的测试设备，其特征在于，所述支撑件(24)包括：支架(25)，所述支架(25)的一端固定在所述反应器(21)上；夹具(26)，所述夹具(26)的一侧固定在所述支架(25)上，所述质子交换膜(22)夹持在夹具(26)上且沿竖直方向铺展。6.根据权利要求5所述的测试设备，其特征在于，所述夹具(26)包括：两个夹板(27)，各所述夹板(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林，李道喜，刘昊，饶妍，李庆硕，孙国其，夏丰杰，刘真，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：