[发明专利]一种用于测试燃料电池的单电池

说明书

本发明提供一种用于测试燃料电池的单电池，其包括：空气侧双极板、氢气侧双极板以及设置于二者之间的膜电极；空气侧双极板在其第一侧面上设置空气流道、且第一侧面与膜电极的第一表面贴合设置，氢气侧双极板也在其第三侧面上设置氢气流道、且第三侧面与膜电极的第二表面贴合设置；且空气侧双极板能够进行更换、不同的空气侧双极板上的空气流道的结构不相同，氢气侧双极板也能够进行更换、且不同的氢气侧双极板上的氢气流道的结构不相同，且膜电极也能进行更换。通过本发明能灵活的更换不同种类的膜电极试样和双极板试样，实现一套单电池测试系统对多种膜及双极板的性能测试，测试范围和适用范围大大增加，且效率高、成本低廉。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种用于测试燃料电池的单电池。

背景技术

燃料电池是一项非常有前景的能源技术，与现有的传统能量转化技术相比，燃料电池具有许多优点，包括更高的能量转化效率、污染物零排放、无运动部件工作安静等。燃料电池有多种类型，本发明聚焦在质子交换膜燃料电池(PEMFC)领域。质子交换膜燃料电池结构示意图如图1所示。

在质子交换膜燃料电池中，膜电极和双极板是最核心的两个部件。氢气、氧气分别在膜电极上的阳极和阴极上，在催化剂的作用下发生反应，产生电流；而双极板为电堆起结构支撑，为参与反应的氢气、空气及冷却电堆的冷却液三种介质提供流通通道，又将三种介质隔离开，同时还起着导电作用，将各个单电池串联成一个整堆。可以说，膜电极和双极板性能的优劣直接决定了燃料电池的性能表现。对于膜电极而言，膜自身材料和催化剂涂氟工艺会对膜电极的性能有较大影响；对于双极板而言，无论是石墨双极板、金属双极板或是复合材料双极板，氢气、氧气及冷却液流道的设计是影响燃料电池发电性能的重要因素。

膜电极和双极板的对燃料电池而言如此重要，故燃料电池设计之初，就必须对将要应用的膜电极和双极板性能有必要的测试和较为全面的了解。由于膜电极和双极板的制作工艺复杂，成本高昂，一般不会制作出完整的膜电极或是双极板来进行测试，而是采用具有所使用膜或双极板关键特性的、尺寸较小的样品，在单电池上进行模拟测试，已到达提高测试效率，降低测试成本的效果。

由于现有技术中的用于测试燃料电池的单电池通常只能针对不同的膜电极进行测试(双极板保持不更换)，而无法针对双极板进行测试从而导致无法针对多种膜及双极板的性能测试、测试范围和适用范围较窄，且测试过程中存在大量热量而无法散发出去、冷却效果差等技术问题，因此本发明研究设计出一种用于测试燃料电池的单电池。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的用于测试燃料电池的单电池通常只能针对不同的膜电极进行测试而导致测试范围和适用范围较窄的缺陷，从而提供一种用于测试燃料电池的单电池。

本发明提供一种用于测试燃料电池的单电池，其包括：

空气侧双极板、氢气侧双极板以及设置于所述空气侧双极板和所述氢气侧双极板之间的膜电极；

所述空气侧双极板在其第一侧面上设置空气流道、且所述第一侧面与所述膜电极的第一表面贴合设置，所述氢气侧双极板也在其第三侧面上设置氢气流道、且所述第三侧面与所述膜电极的第二表面贴合设置，且所述第一表面与所述第二表面相背；

且所述空气侧双极板能够进行更换、不同的空气侧双极板上的空气流道的结构不相同，所述氢气侧双极板也能够进行更换、且不同的氢气侧双极板上的氢气流道的结构不相同，且所述膜电极3也能进行更换。

优选地，

所述空气侧双极板还包括与所述第一侧面相背的第二侧面，且以贯穿所述第一侧面和所述第二侧面的方式形成有第一空气进口和第一空气出口，所述第一空气进口和所述第一空气出口分别位于所述空气流道的两端、且分别与所述空气流道相连通。

优选地，