PEM燃料電池材料測試解決方案

在質子交換膜、MEA、氣體擴散層、催化劑等材料開發及生產過程中，需對其性能、耐久性和一致性進行測試評價，一般參考標準有GB/T20042.5-2009《質子交換膜燃料電池第5部分：膜電極測試方法、T/CAAMTB 12-2020《質子交換膜燃料電池膜電極測試方法》、美國DOE標準，C100燃料電池單池測試台能夠提供符合相關標準規定的測試功能。

• 抗反極測試

燃料電池電堆內某一片或多片電極的燃料(氫氣)或氧化劑(空氣)供應不足時，容易出現陽極電極電位比陰極電位高的情況，即這些單晶片電壓為負值，這就是燃料電池反極現象。在反極過程為了維持電荷平衡，陽極催化層中的其他化學物質會發生氧化反應，向陰極提供質子和電子，典型過程為水電解和碳腐蝕，最終單池電壓可低至-2V左右。

反極過程會對催化劑碳載體產生不可逆的影響，一般可透過陽極催化層添加IrO ₂等氧析出催化劑等提高材料的抗反極能力，所以抗反極測試是催化劑等材料開發的必要過程。一般在測試設備的電子負載迴路中串入電壓源或採用功放類型負載實現Ⅰ和Ⅳ象限工作能力，C100可選配該類型的電子負載，同時透過強大的軟體腳本編輯功能實現反極測試過程中的狀態判讀，及時停止反極過程。

• EIS/CV/LSV等電化學測試

在材料開發測試過程中，通常電性能測試要結合多種電化學測試方法來實現更深入的綜合分析。

(1)透過掃描電化學阻抗譜（EIS）來實現活化極化、歐姆極化和傳質極化對過電勢的各自貢獻程度

(2)採用循環伏安法（CV）測試燃料電池活性面積（ECSA），評估不同狀態催化活性面積差異

(3)以線性掃描法（LSV）測試透氫電流密度

C100能夠實現國內外主流電化學工作站的介面及協定集成，並透過插件方式實現客戶已有電化學儀器的升級集成支援（電化學工作站開放通訊協定且具有LAN/RS232等硬體介面）。在TestWell軟體介面中能夠手動完成常規的電化學測試的參數以及操作，即時顯示測試曲線並以.CVS格式獨立存儲，高頻阻抗等資訊可以與其他核心測試結果同步存儲。後續將陸續開放在腳本中對電化學工作站的操作，進而實現材料測試過程的高度自動化。

• 測試夾具

針對燃料單池測試需求，Kewell可提供燃料電池測試專用夾具，多種膜電極面積5cm2、25cm2、50cm2選擇。其極板流場採用經典的單流道蛇形流場，流體分佈均勻。採用主動電加熱方式實現對極板溫度自動精確閉環控制。集流板表面鍍金處理，並透過合理的公差和壓縮量的控制，能夠有效降低接觸電阻等電子傳輸阻力。