ChinaAutoRegs|GB/T 20042.5-2009 英文版 质子交换膜燃料电池 第5部分：膜电极测试方法
Proton Exchange Membrane Fuel Cell – Part 5: Test Method for Membrane Electrode Assembly
CONTENTS
Foreword
1 Scope
2 Normative References
3 Terms and Definitions
4 Thickness Uniformity Test
5 Pt Loading Test
6 Single-Cell Polarization Curve Test
7 Hydrogen Crossover Current Density Test
8 Activation Overpotential and Ohmic Overpotential Test
9 Electrochemical Active Area (ECA) Test
Annex A (Informative) Test Preparation
Annex B (Informative) Test Report
Annex C (Informative) Fuel Cell Internal Resistance and Reaction Resistance Test
1范围
GB/T 20042的本部分规定了质子交换膜燃料电池膜电极（MEA)测试方法的术语和定义、厚度均 匀性测试、Pt担载量测试、单电池极化曲线测试、透氢电流密度测试、活化极化过电位与欧姆极化过电 位测试、电化学活性面积测试。
本部分适用于各种类型的质子交换膜燃料电池。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T 20042的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文 件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本 部分。
GB/T 6672—2001塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法（IS〇 4593:1993，IDT)
GB/T 19596 电动汽车术语（GB/T 19596—2004，ISO 8713:2002，NEQ)
GB/T 20042.1质子交换膜燃料电池术语
3术语和定义
GB/T 19596和GB/T 20042.1确立的以及下列术语和定义适用于本部分。
3.1
Pt 担载量 platinum loading
单位面积膜电极上贵金属Pt的用量，单位为rng/cm2。
3.2
反应气体化学计量比 reactant stoichiometry
反应气体实际供给量与依据法拉第定律计算的单电池实际输出电流所需反应气体量之比。
注：反应气体利用率与化学计fi比呈倒数关系。
3.3
透氢电流密度 hydrogen crossover current density
一定温度、一定压力和相对湿度条件下，用电化学方法检测得到的氢气穿过膜电极的速度，单位为 A/cm2。
3.4
膜电极中电催化剂的电化学活性面积 （ECA) electrochemical area (ECA)
膜电极内用电化学方法测试的催化剂的活性比表面积。单位为mVg。
注：膜电极的ECA与质子交换膜燃料电池（PEMFC)电催化剂活性、电极结构等因素有关。
3.5
燃料电池内阻 fuel cell internal resistance
燃料电池内部离子流动阻力与导电性元件中电子流动阻力之和，以反表示，单位为• cm2。
注：兄包括离子电阻0?u)、电子电阻和接触电阻三部分，即
式中：
——燃料电池内阻，单位为欧姆平方厘米(0• cmz);
离子电阻,单位为欧姆平方厘米（n* cm2);
R,.,——电子电阻,单位为欧姆平方厘米（0• cm2);
Ri.c——接触电阻，单位为欧姆平方厘米（0• cm2)。
3.6
活化极化过电位 activiation overpotential
当电极表面电化学反应速度较快，而电极过程动力学速度较慢时，导致电极表面积累带某种电荷的 粒子，从而引起的电极电位损失，又称为电化学极化过电位。单位为V。
注：活化极化过电位通常由阳极活化极化过电位和明极活化极化过电位组成。对PEMFC,由于阴极反应的交换 电流密度远小于阳极反应的交换电流密度（约低10s)，因而电池的活化极化过电位主要由阴极活化极化过电 位引起。
3.7
欧姆极化过电位 ohmic overpotential
由燃料电池欧姆极化引起的电位损失，单位为V。
3.8
反应电阻 reaction resistance
催化层内电化学反应阻力的大小，单位为cm2。
注：反应电阻与质子交换膜燃料电池的电催化剂催化活性、膜电极结构、电池操作条件等有关。
4厚度均匀性测试
本部分参考GB/T 6672—2001中关于薄膜材料厚度的机械測量方法进行測试。
4.1测试仪器
测厚仪:精度不低于0.001 mm。
4.2样品制备
样品为正方形或圆形，有效面积至少为25 cm2。
样品应无折皱、缺陷和破损。
样品为包括两张气体扩散层的膜电极。
4.3测试方法
4.3. 1样品在温度为25 C±2 X：，相对湿度(RH)为50%±5%条件下放置1 h。
4.3.2首先校准测试仪的零点，再进行测试。测试时应避免造成样品折皱、破损。测试过程韵试头施 加在样品表面的压强为5 N/cm2。
4.3.3样品测试点不少于9个，且均匀分布，测试点距离样品边缘应大于5 mm。
4.4数据处理
样品的厚度均匀性用厚度最大值与最小值之差以及厚度相对偏差表示。
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