[发明专利]一种质子交换膜燃料电池耐盐雾在线性能测试系统及方法

说明书

本发明提供一种质子交换膜燃料电池耐盐雾在线性能测试系统及方法，所述测试方法具体包括以下步骤：步骤1：测试系统搭建；步骤2：盐雾配制；步骤3：燃料电池性能测试(1)测试盐雾对燃料电池初始性能的影响；(2)测试不同类型或不同浓度的盐雾对燃料电池初始性能的影响；(3)测试盐雾对燃料电池耐久性的影响；步骤4：燃料电池性能分析。本发明的技术方案解决了目前质子交换膜燃料电池或核心零部件的耐盐雾测试仅停留在离线测试阶段的问题。

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池性能测试技术领域，具体而言，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池耐盐雾在线性能测试系统及方法。

背景技术

近年来气候变化在全球范围内引发越来越多的关注与担忧，温室气体减排已成为世界各国的共识。船舶航运业是国民经济的重要基础产业，实现其可持续发展，对整个经济社会的高质量发展都意义重大。船舶的传统动力推进装置，主要通过消耗柴油来产生动力，其燃料能量转换效率低(35％左右)，燃料燃烧还产生大量的温室气体、氮氧化物、硫氧化物和颗粒物，使得港口和航道周边地区空气质量恶化，若不及时采取措施，预计到2050年，全球航运业温室气体排放总量将会占总排放量的17％。而且化石能源是非可再生能源，储量有限，濒临耗竭。因此，研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术成为绿色船舶的重要发展方向。

与此同时，随着燃料电池技术的不断成熟并在众多领域的应用推广，将燃料电池技术运用到船舶动力系统受到了船舶航运业的关注，燃料电池成为了未来船用新型动力源系统的主要发展方向。氢燃料电池是将氧气与氢气的化学能转换成电能的发电装置，生成物为水，具有高效、无污染、设备运行噪音低等特点。氢燃料电池具有广泛的应用前景，船舶采用氢燃料电池推进方案是其满足新法规要求的主要措施之一。

船舶由于特殊的运行环境，对燃料电池的功率需求、储氢条件、安全、产品及材料特性等要求均不同于车用。尤其海上运行时，由于海洋中海水激烈扰动，风浪破碎，海浪拍岸等产生大量泡沫、气泡，气泡破裂时会生成微小的水滴，海水滴大部分因重力作用而降落，部分处于同涡动扩散保持平衡的状态而分布于海面上，它们随气流升入空中，经裂解、蒸发、混并等过程演变成海洋盐雾弥散系统(NaCl气溶液)，形成大气盐核。这些盐核直径约为2μm以下，重量在10-11～10-5mg之间。海水盐度越高，大气中含盐量也越高，3％盐度对应约1mg/m³的盐分。我国东南沿海盐雾含量的月平均值在0.1069～0.7425mg/m³范围内,年平均为0.148～0.480mg/m³。沉降量月平均值为(3.424～24.50))x10-4 mg/cm²·月。因此，燃料电池运行过程中难免会引入海洋盐雾，会对燃料电池核心部件膜电极及双极板性能造成影响，从而影响其可靠性和耐久性。

目前有关质子交换膜燃料电池或核心零部件的耐盐雾测试仅停留在离线测试阶段，一般将待测样件静止放入盐雾试验箱中，设置盐度和时间，一定时间后对比前后性能差异，这不仅对盐雾试验箱的空间、密封等条件要求很高，最主要离电池放电过程引入盐雾的真实情况差距甚远，代表性和参考性不大。

发明内容

根据上述提出目前质子交换膜燃料电池或核心零部件的耐盐雾测试仅停留在离线测试阶段的技术问题，而提供一种质子交换膜燃料电池耐盐雾在线性能测试系统及方法，通过将待测燃料电池、燃料电池测试台、盐雾发生器及燃料、空气源、上位机等器件或设备集成为测试系统，来实现燃料电池在线运行过程中，可控引入盐雾，实时监测电池性能变化，从而实现更切实、快速的研究盐雾对燃料电池及其零部件性能的影响，为船用燃料电池部件选型与开发，测试条件和控制策略的研究提供重要的技术基础。

本发明采用的技术手段如下：