[实用新型]一种质子交换膜耐久性的测试设备

说明书

本实用新型提供了一种质子交换膜耐久性的测试设备。该测试设备包括：芬顿试剂供应单元、反应单元、反应液收集单元、检测单元和控制单元，反应单元包括反应器和位于反应器中的质子交换膜，芬顿试剂供应单元与反应器相连以向反应器提供芬顿试剂原料；反应液收集单元与反应器相连用于收集反应器中的反应液；检测单元与反应液收集单元相连用于对反应液中的氟离子浓度；控制单元与芬顿试剂供应单元和反应液收集单元电连接。采用本实用新型提供的测试设备，可以形成对质子交换膜的离线化学耐久性测试。该测试设备能够连续工作，实现质子交换膜离线化学耐久性测试的精细操作，并且实现了全自动无人值守。

技术领域

本实用新型涉及材料测试技术领域，具体而言，涉及一种质子交换膜耐久性的测试设备。

背景技术

质子交换膜是氢燃料电池的核心部件，它不仅可以阻隔阴阳两极，还能够传导质子。质子交换膜的耐久性测试大体分为物理耐久性测试、化学耐久性测试、物理化学混合耐久性测试。对于化学耐久性，HO·和HOO·自由基被认为是全氟磺酸树脂膜降解的主要来源，而芬顿试剂可产生HO·和HOO·，使其成为常用的膜耐久性的离线加速测量方法。

芬顿试剂主要有效成分为H₂O₂和Fe²⁺，在与质子膜的反应过程中，H₂O₂不断被消耗，因此在长时间耐久性测量时需要不停更换H₂O₂。当芬顿试剂用于质子膜的测试时，芬顿试剂需要现配现用，芬顿试剂对质子膜的加速腐蚀程度需要精确控制才能保证测试条件的统一，即需要控制试剂浓度在一定范围。在现有的实验方法中，还没有一种针对质子膜进行芬顿试剂处理的统一方法，大家标准各异，也没有利用芬顿试剂针对质子膜进行处理的统一的自动化设备，导致测试结果波动大，测试人力成本高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种质子交换膜耐久性的测试设备，以解决现有技术中质子交换膜耐久性测试人力成本高、结果波动大的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种质子交换膜耐久性的测试设备，测试设备包括：芬顿试剂供应单元、反应单元、反应液收集单元、检测单元和控制单元，反应单元包括反应器和位于反应器中的质子交换膜，芬顿试剂供应单元与反应器相连以向反应器提供芬顿试剂原料；反应液收集单元与反应器相连用于收集反应器中的反应液；检测单元与反应液收集单元相连用于对反应液中的氟离子浓度；控制单元与芬顿试剂供应单元和反应液收集单元电连接。

进一步地，反应单元还包括用于加热反应器的加热器。

进一步地，加热器为水浴槽，反应器为反应瓶。

进一步地，反应单元还包括支撑件，支撑件固定在反应器上，且支撑件支撑质子交换膜以使质子交换膜在反应器中铺展。

进一步地，支撑件包括：支架和夹具，支架的一端固定在反应器上；夹具的一侧固定在支架上，质子交换膜夹持在夹具上且沿竖直方向铺展。

进一步地，夹具包括：两个夹板和螺栓，各夹板为环形板，各夹板上具有一个或多个螺纹孔，其中一个夹板与支架固定连接；螺栓，与螺纹孔适配，质子交换膜夹持在两个夹板之间且两个夹板通过螺栓螺接。

进一步地，控制单元包括控制器，控制器与芬顿试剂供应单元和反应液收集单元电连接。

进一步地，芬顿试剂供应单元包括：双氧水储罐，双氧水储罐与反应器通过第一管线相连；硫酸亚铁储罐，硫酸亚铁储罐与反应器通过第二管线相连，第一供料泵，第一供料泵连通设置在第一管线上且与控制单元相连；第二供料泵，第二供料泵连通设置在第二管线上且与控制单元相连，第一管线和第二管线的内壁为聚四氟乙烯内壁。

进一步地，反应液收集单元包括：反应液储罐，反应液储罐通过第三管线与反应器相连，且通过第四管线与检测单元相连；取料泵设置在第三管线上且与控制单元相连，第三管线的内壁为聚四氟乙烯内壁。