[发明专利]一种燃料电池双极板电化学测试装置

说明书

本发明公开了一种燃料电池双极板电化学测试装置，采用分离式电解池，通过盐桥液体连接参比电极和工作电极，实现了参比电极和工作电极温度的分开控制，便于维持各自所需的运行温度，使常用甘汞电极或Ag|AgCl电极运用于中高温(100‑200℃)条件下的腐蚀电化学测试中，且能保证其长时间使用具有稳定的性能；在盐桥外部增加了循环水冷装置保证了第一电解池维持在室温，通过热电偶和恒温电热盘的配合保证了第二电解池在高温下运行，提高了测试环境的稳定性，在高温腐蚀电化学测量技术领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及高温腐蚀电化学测量技术领域，涉及一种燃料电池双极板电化学测试装置，特别涉及一种将常用的高温不耐受的参比电极(如饱和甘汞电极、Ag|AgCl电极等)应用于中高温条件(100-200℃)下腐蚀电化学测量的装置。

背景技术

对可再生能源的日益关注推动了高温聚合物电解质膜(HT-PEMFC)燃料电池(FCs)的发展，其排放最小、重量轻、对燃料杂质的耐受性更好。燃料电池能有效地将化学能转化为电能和热能，同时合理地利用风能、太阳能和生物质能等可再生能源提供氢气。

尽管如此，HT-PEMFC的高成本和在某些运行条件下的耐久性不足仍然是阻碍其广泛应用的主要原因。因此，大量的研究都集中在燃料电池单个组件的开发上，包括双极板(BPPs)、催化剂层和膜。

双极板是HT-PEMFC的关键部件之一，在燃料电池应用的发展中起着重要的作用，制造双极板最常用的材料是石墨、金属或复合石墨。金属双极板具有良好的机械稳定性，以及良好的电导率和导热率。与石墨材料相比，它们更小、更轻。然而，金属板的主要限制是它们在燃料电池工作环境下容易腐蚀。因此为了选择合适的耐腐蚀的材料，了解金属双极板的电化学腐蚀机理，研究受电位影响的高温腐蚀过程是一项重要的任务。然而现有的腐蚀电化学测试存在一定的限制，主要体现在常用的市售的参比电极(如饱和甘汞电极、Ag|AgCl电极等)长时间在60℃以上工作性能不稳定，而使用特制的参比电极成本相对较高，性能也存在不稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种燃料电池双极板电化学测试装置，采用分离式电解池，通过盐桥液体连接参比电极和工作电极，实现了参比电极和工作电极温度的分开控制，便于维持各自所需的运行温度，使常用甘汞电极或Ag|AgCl电极运用于中高温(100-200℃)条件下的腐蚀电化学测试中，且能保证其长时间使用具有稳定的性能；在盐桥外部增加了循环水冷装置保证了第一电解池维持在室温，通过热电偶和恒温电热盘的配合保证了第二电解池在高温下运行，提高了测试环境的稳定性，在高温腐蚀电化学测量技术领域具有广泛的应用前景。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种燃料电池双极板电化学测试装置，包括参比电极，工作电极，对电极，第一电解池A，第二电解池B，盐桥和进气管，其特征在于，还包括循环水冷装置；

所述第一电解池A电解液中插入参比电极以及盐桥第一端；第二电解池B电解液中插入工作电极，对电极，进气管和盐桥第二端；所述工作电极所处位置的温度为100～200℃，参比电极所处位置温度为室温；

所述循环水冷装置为双层玻璃管结构，内管填装盐桥溶液，外管两端设进水口与出水口，外接循环水泵，且进水口朝下，出水口朝上，使循环冷水完全淹没盐桥管，保证盐桥温度为室温。

进一步的，所述参比电极为Ag|AgCl电极或饱和甘汞电极，工作电极为待测燃料电池双极板，对电极为铂网电极，盐桥填充琼脂和饱和KCl。

进一步的，本发明一种燃料电池双极板电化学测试装置，还包括插于第二电解池B电解液中的球形冷凝管，热电偶，以及设于第二电解池B底部的恒温电热盘；

所述热电偶与工作电极之间的距离为1～2cm，用于实时检测工作电极所处位置的温度；所述球形冷凝管用于维持第二电解池B中电解液的浓度稳定；