本发明专利技术公开了一种适用于电解水部件的动态压力测试方法及测试系统，包括电解槽的极化曲线测量、气体扩散层的接触电阻率测量、气体扩散层压装均匀性测试和构建电解槽等效刚度模型。在电解槽等效刚度模型下进行不同参数的动态压力测试，避免在测试过程中，因压力过大而损坏到电解槽的各个部件，尤其是气体扩散层，也防止组装压力过大导致的内部组件损坏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及质子交换膜水电解，特别涉及一种适用于电解水部件的动态压力测试方法及测试系统。
技术介绍
1、随着pem电解水制氢技术的发展，pem电解水制氢测试也随之备受关注。作为pem电解水的关键部件，气体扩散层（ptl）和膜电极（ccm）的性能影响电解槽在实际工作的功耗和长期稳定性。目前，pem电解槽的ptl主要为钛毡、烧结钛板、碳纸、毡网等，而膜电极则多为涂刷有催化剂的质子交换膜。而ptl在压力条件下容易发生变形，进而影响与ccm的接触。造成接触电阻过大，电解槽性能下降。所以，在动态压力下，测量ptl与ccm的接触电阻、ptl机械强度、电解槽极化性能等参数，对于量化pem电解水的性能是至关重要的。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种适用于电解水部件的动态压力测试方法及测试系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
2、为解决上述技术问题所采用的技术方案：
3、首先本专利技术提供一种适用于电解水部件的动态压力测试方法，包括：
4、气体扩散层的接触电阻率测量：
5、将两块流道板分别设于气体扩散层的两侧一起叠合于两个导电测头之间；
6、施加不同压力使两个导电测头相互压合，测量出两个导电测头之间的电阻率rall-1；
7、将一块流道板放置于两个导电测头之间；
8、施加不同的压力使两个导电测头相互压合，测量出两个导电测头之间的电阻率rall-2；
9、根据公式rtl=（rall-1- rall-2）/2，计算得出流道板与气体扩散层的接触电阻率rtl。
10、本专利技术通过两块流道板来夹合气体扩散层，在施加不同的压力来测量两个导电测头、两块流道板与气体扩散层之间的电阻率，此时的电阻率rall-1包括有两个导电测头的体电阻、两个导电测头与流道板之间的接触电阻、两个流道板的体电阻、气体扩散层的体电阻、两个出流道板与气体扩散层之间的接触电阻；而通过两个导电测头直接单独夹合一块流道板的情况下，此时的两个导电测头之间的电阻率rall-2包括两个导电测头的体电阻、两个导电测头与流道板之间的接触电阻、一个流道板的体电阻，rall-1- rall-2就得出了一个流道板的体电阻、气体扩散层的体电阻和两个出流道板与气体扩散层之间的接触电阻，一般地，由于流道板和气体扩散层的体电阻较小，可以忽略，则出流道板与气体扩散层的接触电阻率rtl就为（rall-1- rall-2）/2，从而可快速地得到气体扩散层实际工作中的接触电阻率。
11、作为上述技术方案的进一步改进，所述气体扩散层的接触电阻率测量还包括：
12、若不忽略流道板和气体扩散层的体电阻，根据公式rtl=（rall-1- rall-2-rt-rl）/2来得出rtl，其中rt为气体扩散层的体电阻，rl为流道板（200）的体电阻。
13、作为上述技术方案的进一步改进，所述将两块流道板分别设于气体扩散层的两侧一起叠合于两个导电测头之间包括：在气体扩散层四周铺设绝缘式的密封垫。
14、设置绝缘式的密封垫避免流道板相互接触而影响到测量的准确性。
15、作为上述技术方案的进一步改进，所述动态压力测试方法还包括：
16、气体扩散层压装均匀性测试：
17、将两块流道板分别设于用于压力分布检测的压敏层的两侧，同时在压敏层的每一侧与每个流道板之间均结合有气体扩散层；
18、施加不同的压力使两块流道板相互压合，之后取出压敏层，观察均匀性。
19、其中压敏层包括但不限于复写纸、压敏纸，压敏纸垫，通过压敏层来模拟膜电极，以得出气体扩散层实际组装时的压力分布情况。
20、作为上述技术方案的进一步改进，所述动态压力测试方法还包括：
21、电解槽的极化曲线测量：
22、在膜电极的两侧分别依次叠装气体扩散层、流道板和端板以组装成电解槽；
23、在对电解槽供电、供水下，施加不同的压力使两块端板压合，设置不同压力下的保压时间，测量电解槽两极的电流电压以得出极化曲线。
24、作为上述技术方案的进一步改进，所述电解槽的极化曲线测量还包括：
25、在气体扩散层的四周铺设密封垫，所述密封垫夹合于膜电极与流道板之间。
26、作为上述技术方案的进一步改进，所述动态压力测试方法还包括：
27、构建电解槽等效刚度模型：
28、将电解槽的气体扩散层和密封垫的等效为弹簧，根据胡克定律构建等效刚度模型，通过压力机对电解槽施加压力；
29、其中设定气体扩散层的初始厚度为lp、受压面积为ap、弹性模量为ep，密封垫的初始厚度为lg、受压面积为ag、弹性模量为eg；
30、设定压力机给电解槽施加的初始压力f1，使密封垫（300）压缩变形至与气体扩散层相同的厚度，再设定压力机给电解槽继续施加的压装压力f2，使得气体扩散层和密封垫一起压缩变形，设定气体扩散层与密封垫最终压缩的厚度为lpg；
31、根据胡克定律得出：f1=（ageg/lg）*（lg-lp）；f2=（apep/lp+ ageg/lg）*（lp-lpg）；
32、则压力机给电解槽施加的总压力ft= f1+f2=（ageg/lg）*（lg-lp）+（apep/lp+ ageg/lg）*（lp-lpg）；
33、所述动态压力测试方法根据电解槽等效刚度模型得出的气体扩散层的压缩变形量对应的压力，通过压力机进行施加压力，为上述的电解槽的极化曲线测量、气体扩散层的接触电阻率测量和气体扩散层压装均匀性测试提供一个施力的范围。
34、作为上述技术方案的进一步改进，所述构建电解槽等效刚度模型还包括：
35、将设定的压力下密封垫的形变量减去压力机自身的形变量得到密封垫的实际的形变量，施加不同的压力以拟合出密封垫的应力应变曲线，应力应变曲线的斜率即为密封垫的弹性模量eg；
36、同理得出气体扩散层的弹性模量ep。
37、作为上述技术方案的进一步改进，所述构建电解槽等效刚度模型还包括：
38、设定气体扩散层和密封垫均为线性变形，忽略电解槽内部件间的摩擦，电解槽的各部件均无横向变形。
39、此外，本专利技术还一种适用于电解水部件的动态压力系统，包括：
40、压力机，设有相对设置的两个施力驱动端；
41、导电测头，其可拆安装于所述施力驱动端；
42、电解槽夹具，包括有端板、流道板；
43、电阻率测试仪，与导电测头连接，电阻率测试仪用于测量气体扩散层的接触电阻率；
44、程控电源或电化学工作站，用于连接电解槽夹具，测试电解槽的极化性能。
45、本专利技术的有益效果是：在电解槽等效刚度模型下进行不同参数的动态压力测试，避免在测试过程中，因压力过大而损坏到电解槽的各个部件，尤其是本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种适用于电解水部件的动态压力测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的动态压力测试方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的动态压力测试方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的动态压力测试方法，其特征在于：所述动态压力测试方法还包括：
5.根据权利要求1所述的适用于电解水部件的动态压力测试方法，其特征在于：所述动态压力测试方法还包括：
6.根据权利要求5所述的适用于电解水部件的动态压力测试方法，其特征在于：所述电解槽的极化曲线测量还包括：
7.根据权利要求1至6任一项所述的适用于电解水部件的动态压力测试方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的适用于电解水部件的动态压力测试方法，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的适用于电解水部件的动态压力测试方法，其特征在于：
10.一种适用于电解水部件的动态压力系统，其特征在于：包括：
【技术特征摘要】
1.一种适用于电解水部件的动态压力测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的动态压力测试方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的动态压力测试方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的动态压力测试方法，其特征在于：所述动态压力测试方法还包括：
5.根据权利要求1所述的适用于电解水部件的动态压力测试方法，其特征在于：所述动态压力测试方法还包括：
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，刘子龙，赵升勇，赵志勇，罗葵，晏应霜，丁晨希，黄思源，张清杰，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：
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