[发明专利]一种具有压力控制功能的膜电极组件电阻测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种具有压力控制功能的膜电极组件电阻测量装置及方法，该装置包括上电极、下电极、压力传感器、气缸等，下电极的上表面与台面的上表面位于同一水平面上，且作为与膜电极组件的下接触面，下电极的下表面固定在压力传感器上，上电极的下表面作为与膜电极组件的上接触面，其面积小于下电极的上表面面积，上电极的上表面与导杆相连接，导杆另一端与气缸的活塞端相连，气缸的进气口、排气口分别连接电磁阀，电磁阀的电路控制端通过线路连接控制电路板，控制电路板分别电连接上电极、下电极、压力传感器；本发明对压力的控制精度和一致性都得到了大大的提高，减小了因压力带来的误差，同时减少了人力成本，大大提高了工作效率。

[技术领域]

本发明属于氢燃料电池领域，具体地说是一种具有压力控制功能的膜电极组件电阻测量装置及方法。

[背景技术]

膜电极组件(MEA)是燃料电池电化学反应的核心组件，由质子交换膜、催化剂层、扩散层及边框组成，是燃料电池的心脏。MEA性能的好坏，直接影响氢燃料电池的性能。而MEA的电阻则是它的一个重要特性，电阻的大小直接影响MEA的品质。

目前，测量MEA的电阻没有标准的方法，一般是采用普通薄膜电阻的测试方法，该测试方法具体为：在薄膜两端放置两个电极，用手动方法通过旋转螺丝或者扳动手柄使两个电极夹在薄膜两端，通过伏安法计算出电极两端的电阻值。该测试方法对于普通薄膜测量没什么问题，但是对于MEA的测量却有很大的局限性。首先，MEA的电阻特性与压力有很大关系，现有的这种方法对压力没有控制或者控制的不够精确，会导致非常大的误差；其次，MEA的电阻与时间也有关系，人工手动测量不能保证从开始测量到读数时的时间间隔的一致性。因此，这种测量方法测到的数据只能作为粗略参考，无法作为检测MEA是否合格的依据。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种具有压力控制功能的膜电极组件电阻测量装置，对压力的控制精度和一致性都得到了大大的提高，减小了因压力带来的误差，同时减少了人力成本，大大提高了工作效率。

为实现上述目的设计一种具有压力控制功能的膜电极组件电阻测量装置，包括上电极1、下电极2、压力传感器3、台面4、气缸5、导杆6、电磁阀7、控制电路板8，所述下电极2嵌装于台面4中且不与台面4接触，所述下电极2的上表面与台面4的上表面位于同一水平面上，所述下电极2的上表面作为与膜电极组件的下接触面，所述下电极2的下表面固定在压力传感器3上，所述压力传感器3固定在底座9上，所述压力传感器3用于测量上电极1与下电极2间膜电极组件所承受的压力，所述上电极1位于下电极2的上方，且与下电极2相对布置，所述上电极1的下表面作为与膜电极组件的上接触面，所述上电极1的下表面面积小于下电极2的上表面面积，所述上电极1的上表面与导杆6相连接，所述导杆6另一端与气缸5的活塞端相连，所述上电极1在气缸5的带动下对膜电极组件施加压力，所述气缸5的进气口、排气口分别连接电磁阀7，所述电磁阀7另一端连接大气和压缩空气，所述电磁阀7的电路控制端通过线路连接控制电路板8，所述控制电路板8分别电连接上电极1、下电极2、压力传感器3。

进一步地，所述上电极1的下表面与侧面呈钝角，以免损伤膜电极组件。

进一步地，还设置有显示屏10，所述显示屏10通过线路连接控制电路板8。

进一步地，所述台面4底部设置有立柱，所述台面4通过立柱固定在底座9上。

进一步地，所述控制电路板8预留有通讯接口，并通过通讯接口与电脑通讯连接，以将测量到的数据传输至电脑。

本发明还提供了一种具有压力控制功能的膜电极组件电阻测量装置的测量方法，包括以下步骤：

1)在测试前，先进行压力校准，校准流程为：按下压力校准键，控制电路板控制上电极抬起，同时读取压力传感器的数值作为零点数值，且将此数值保存，之后测试过程中读到的压力数值减去此零点数值作为压力值；