[发明专利]用于质子交换膜燃料电池催化剂浆料稳定性测试的方法

说明书

本发明涉及一种用于质子交换膜燃料电池催化剂浆料稳定性测试的方法，该方法包括如下步骤：S1、制备质子交换膜燃料电池催化剂浆料于容器中；S2、将催化剂浆料静置设定时长；S3、对容器中由上到下k个不同深度处，每个深度处任意n个位置分别进行取样；S4、对样本分别进行称重；S5、将样本烘干至恒重；S6、对烘干的样品分别进行称重；S7、基于烘干前后的样本重量计算质子交换膜燃料电池催化剂浆料的沉降率以及不均匀度；S8、基于沉降率以及不均匀度求取催化剂浆料的稳定性估计量。与现有技术相比，本发明方法简单，操作要求低，重现性好，实验灵活，成本低廉，不需要贵重仪器等特征，可在科研或产业中广泛应用。

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池催化剂浆料研究技术领域，尤其是涉及一种应用于质子交换膜燃料电池催化剂浆料稳定性测试的方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)是一种燃料电池，原理上相当于水的逆反应，清洁环保，不涉及氢氧燃烧，不受卡诺循环的限制，能量转换效率高等优点，故在汽车动力、便携式电源、分散式电站领域具有广阔的应用前景。质子交换膜燃料电池的核心在于膜电极(MEA)，其中催化层(CL)是制约燃料电池成本和性能的极其重要的一部分，催化剂浆料的稳定性关系到燃料电池的催化性能、一致性、耐久性以及安全性等，因此从质子交换膜燃料电池的源头-催化剂的制备来加强管控是重中之重，催化剂浆料的稳定性可以通过浆料的沉降性和均匀性体现。

然而在涉及到质子交换膜燃料电池催化剂制备过程中浆料的沉降性和均匀性时，缺乏有效的浆料检测与评价方法，通常采用的是目测法或者仪器观测法(透射显微镜、激光粒度仪等)。目测法虽然方便，但测试结果不准确，缺乏可信度；仪器观测法测试精确，但成本太高，技术要求高。在其他相似的浆料领域中对其稳定性评价方法较多。专利CN108844859A中提出一种锂离子电池浆料稳定性的评价方法，采用压阻式压力传感器来检测浆料中不同位置的压力，利用静置前后的密度差异引起的压力值差异来评价浆料的稳定性。这种方法节省资源，操作简单，检测过程迅速，效率高，但是没能评价浆料的分散的均匀程度。专利CN104880384A公开了一种锂离子电池正极浆料稳定性的评价方法，该方法中将正极浆料装填在酸式滴管中，竖直静置1-5h后分别从滴定管的上端和下端部位量取浆料使用流变仪测量浆料的剪切速率—粘度曲线，当上端和下端部位剪切速率—粘度曲线重合性较好的时候，表明浆料的稳定性好，反之，浆料的稳定性差。此发明测试结果准确、重现性好，但是需要配制贵重仪器流变仪，成本较高。专利CN109884247A公开了一种快速评价石墨烯复合导电浆料稳定性的方法，包括以下步骤：取导电浆料搅拌均匀，测试固含量，记为W1；取搅拌均匀的导电浆料进行离心，测定上层浆料的固含量，记为W2；计算稳定率S＝W2/W1，通过稳定率S来快速评价所述石墨烯复合导电浆料的稳定性。此发明虽然简单快捷，但是缺乏准确性。

有鉴于此，有必要提供一种用于质子交换膜燃料电池催化剂浆料稳定性且具有良好的特性的一种测试方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于质子交换膜燃料电池催化剂浆料稳定性测试的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于质子交换膜燃料电池催化剂浆料稳定性测试的方法，该方法包括如下步骤：

S1、制备质子交换膜燃料电池催化剂浆料于容器中；

S2、将盛放质子交换膜燃料电池催化剂浆料的容器静置设定时长；

S3、对容器中由上到下k个不同深度处，每个深度处任意n个位置分别进行取样，样本标签记作D_ij，i表示第i个深度，j表示第i个深度处第j个位置，i＝1，2……，k，j＝1，2……，n；

S4、对样本分别进行称重，称重结果记为M_ij；

S5、将样本烘干至恒重；