[发明专利]一种燃料电池双极板与气体扩散层界面热阻测量方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池双极板与气体扩散层界面热阻测量方法，包括以下步骤：步骤S1，制备多层的气体扩散层样品、双极板样品和第二双极板样品；步骤S2，设定测量环境条件，将气体扩散层样品放置在导热仪测试用的台架上，通过导热仪测试得到第一总热阻；步骤S3，设定测量环境条件，将双极板样品放置于气体扩散层样品中，通过导热仪测试得到第二总热阻；步骤S4，设定测量环境条件，将第二双极板样品放置于气体扩散层样品中，通过导热仪测试得到第三总热阻；步骤S5，结合第一总热阻，第二总热阻和第三总热阻，基于一维稳态导热模型推导计算得到双极板样品与气体扩散层样品间的界面接触热阻。

技术领域

本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池双极板与气体扩散层界面热阻测量方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有零排放、高效、加注时间短等优点，是未来最有前景的长途重卡动力源。不过PEMFC大规模推广仍需突破寿命关键瓶颈。研究表明PEMFC动态运行过程中热是引起电池材料及部件寿命衰减的关键因素。为了避免热致衰变问题，目前已有很多研究采用数值模拟方法研究电池内部传热行为，但仍存在热参数取值不准确的问题。模型中双极板(BP)与气体扩散层(GDL)间的界面接触热阻(TCR)通常采用假设值或理论计算值，少数采用GDL导热系数测试过程中得到的台架和GDL的TCR。研究表明GDL和BP间的TCR对电池内部热场以及电池性能有显著影响。因此，如何准确测量GDL和BP间的TCR备受关注。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种燃料电池双极板与气体扩散层界面热阻测量方法。

本发明提供了一种燃料电池双极板与气体扩散层界面热阻测量方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤S1，制备多层的气体扩散层样品，并制备双极板样品和第二双极板样品；

步骤S2，设定测量环境条件，将气体扩散层样品放置在导热仪测试用的台架上，通过导热仪测试得到第一总热阻R_tot1，第一总热阻R_tot1包含气体扩散层样品的体热阻R_GDB以及气体扩散层样品与台架间的界面接触热阻2R_c,1；

步骤S3，设定测量环境条件，将双极板样品放置于气体扩散层样品中，通过导热仪测试得到第二总热阻R_tot2，第二总热阻R_tot2包含第一总热阻R_tot1、双极板样品的体热阻R_BP以及双极板样品与气体扩散层样品的界面接触热阻2R_c,2；

步骤S4，设定测量环境条件，将第二双极板样品放置于气体扩散层样品中，通过导热仪测试得到第三总热阻R_tot3，第三总热阻R_tot3包含第一总热阻R_tot1、第二双极板样品的体热阻2R_BP以及第二双极板样品与气体扩散层样品的界面接触热阻2R_c,2；

步骤S5，结合第一总热阻R_tot1，第二总热阻R_tot2和第三总热阻R_tot3，基于一维稳态导热模型推导计算得到双极板样品与气体扩散层样品间的界面接触热阻R_c,2，

其中，双极板样品和第二双极板样品的材料相同，第二双极板样品的厚度为双极板样品的厚度的2倍。

在本发明提供的燃料电池双极板与气体扩散层界面热阻测量方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S2中，测试得到的第一总热阻R_tot1包含气体扩散层样品的体热阻R_GDB以及气体扩散层样品与台架间的界面接触热阻2R_c,1，如公式(1)，

R_tot1＝2R_c,1+R_GDB(1)