[发明专利]一种配有辅助通气室的测试用连体电解池

说明书

技术领域

本发明涉及一种配有辅助通气室的测试用新型连体电解池，其特点是辅助通气室可有助于弱化通气气泡产生的波动对测试池中电解液的扰动，降低测试曲线的信噪比，更好的反应被测物质的本征活性。另外，参考氢气参比电极使用镀铂黑铂片、装液管中灌装1mol L^-1的高氯酸（HClO₄）溶液、通入电解制备的纯氢、通过液封装置与外环境连通，使其更接近于理想氢气标准电极。此连体电解池可广泛适用于燃料电池催化剂的电性能测试领域。

背景技术

燃料电池作为一种高效的绿色能量转换装置被认为是21世纪首选的发电技术，其中低成本、高活性、高稳定性催化剂的研制成为其商业化的关键。针对催化剂的电性能测试，仍在使用传统的三电极（工作电极或称测试电极、参比电极、对电极或称辅助电极）单体电解池：首先，通气气泡引发的电解液扰动会提高测试噪音比；其次，传统的进气管通气不能使电解液的溶气量快速达到饱和；再次，参比电极电位的偏移会引发催化剂电性能测试曲线的偏移；第四，传统参考氢气参比电极多采用镀铂黑铂丝，与氢气接触面积小；第五，传统参考氢气参比电极多使用0.5mol L^-1的硫酸（H₂SO₄）溶液，由于二元酸的二次解离平衡，溶液中氢离子（H⁺）的活度会略小于1，并且铂丝对硫酸根（SO₄^2-）具有较强的吸附作用，不利于氢气在铂表面的吸脱附；第六，工作电极与参比电极间不设置鲁金毛细管连接会增加欧姆降。为克服传统单体电解池的测试缺陷，本发明提出了一种配有辅助通气室的测试用新型连体电解池。

发明内容

本发明的目的在于克服传统单体电解池测试时的气泡扰动与参比电极电位的偏移。首先，辅助通气室与测试池间的分隔设计有助于弱化辅助通气室中通气时气泡产生的波动引发测试池中电解液的扰动，降低测试噪音比；其次，测试池与辅助通气室的进气管口底端都配有玻璃砂芯，既碎化了通气气泡降低了电解液的扰动，又能使电解液的溶气量快速达到饱和；再次，辅助通气室进气管末端的玻璃砂芯平行于测试池和辅助通气室间的多孔玻璃隔塞，二者间形成气体二次分布板的设计，更有利于电解液溶解所通气体的均匀分布，提高传质效率；第四，参考氢气参比电极使用镀铂黑铂片、灌装1mol L^-1的HClO₄溶液、通入电解制备的纯氢、通过液封装置与外环境连通，使其更接近于理想氢气标准电极；第五，测试池与参考氢气参比电极室间连接管的一端设有鲁金毛细管，可有效减少测试中的欧姆降。总之，这种配有辅助通气室的测试用新型连体电解池能更有效、更真实的测试评价燃料电池催化剂的本征电性能。

为更精确的测试燃料电池催化剂的电性能，本发明的配有辅助通气室的测试用新型连体电解池，可弱化通气气泡产生的波动对测试池中电解液的扰动，降低测试曲线的信噪比；更接近于理想状态的氢气标准电极可提高参比电位精度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种配有辅助通气室的测试用连体电解池，本其特征在于，主要包括测试池（15）、辅助通气室（20）和参考氢气参比电极室（4）三部分；

测试池（15）配有工作电极安装密封口、对电极安装密封口、进气口和液封装置（23），工作电极安装密封口密封并装有工作电极（1），对电极安装密封口密封并安装有对电极（2），对电极（2）上固定有铂片（14），进气口密封并安装有进气管（24），测试池中的进气管端安装有玻璃砂芯（25）。

参考氢气参比电极室（4）的组成包括参考氢气参比电极装液管（6）、参考氢气参比电极室与测试池间的连接管（12）；参考氢气参比电极装液管（6）配有进气管（8）、液封装置（7）、参考氢气参比电极（3），且参考氢气参比电极上连接有铂片（10）、参考氢气参比电极（3）与参考氢气参比电极装液管（6）之间用固定密封件（5）固定密封；参考氢气参比电极装液管（6）的底端安装有陶瓷砂芯（11），参考氢气参比电极室与测试池间的连接管（12）将参考氢气参比电极装液管（6）与测试池（15）密封连接，参考氢气参比电极室与测试池间的连接管（12）端在测试池（15）内做成鲁金毛细管，并且鲁金毛细管的末端处在工作电极的正下方，优选两者间的距离约为鲁金毛细管外管直径的2倍，参考氢气参比电极室与测试池间的连接管（12）还安装有玻璃活塞（13）；