专利名称:燃料电池质子交换膜及膜电极的测漏仪的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种测试仪器,具体地说,本实用新型是用于对 燃料电池质子交换膜及膜电极进行测漏的仪器。
背景技术:
膜电极集合体(简称"膜电极")是燃料电池必不可少的核心部 分,其作用是隔开燃料气体与助燃气体,只让燃料气体的质子穿过膜 发生电化学反应。如果膜电极有破损,会导致燃料气体与助燃气体直 接混合,不但降低燃料电池性能,还存在自燃、爆炸等严重安全隐患。
现有工艺歩骤如下1)质子交换膜外观检查;2)制作膜电极集 合体;3)膜电极装入电堆测漏。这种方法有以下缺点
1) 由于质子交换膜材料比较薄且透明, 一些可让气体通过的微 小破损,很难在工艺歩骤l)中通过外观检查发现。单独的质子交换 膜由于规格不合,也无法装入电堆测漏,只能在做成膜电极后装入电 堆测漏时才能发现,导致膜电极整体报废,损失较大。
2) 由于电堆内组件较多,即使在工艺歩骤3)发现漏气,也难 以马上确定是电堆密封不严导致漏气,还是膜电极破损导致漏气,还 得通过排除法进行判断,操作较为繁复。
3) 即使确定了是膜电极漏气,也难以判断是质子交换膜本身已 有破损,还是在工艺歩骤2)中因工艺参数不当导致膜电极破损,不 利于工艺参数的确定和改进。
4) 只能确定是否破损漏气,不能确定破损位置,难以确定破损原因。
实用新型内容
本实用新型克服了上述缺点,提出了一种能迅速准确地检测出质 子交换膜或膜电极集合体是否破损漏气及破损位置的装置,同时具有 操作简便、成本低廉的优点。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是 该测漏仪由上端板和下端板组成;所述的上端板和下端板的板面
上分别设有可互相重合的导流槽,在导流槽外侧分别设有可互相重合
的密封圈;在上端板的导流槽上接有进水装置和出水装置;在下端板 的导流槽上接有进气装置。
上端板和下端板是透明或半透明的板材。有机玻璃是一种重要热 塑性塑料,具有透明性、稳定性和耐候性,易染色、易加工,外观优 美等特点,因而上端板和下端板优先采用有机玻璃板。
使用时,将待测膜片放于下端板上,且完全覆盖导流槽外侧的密 封圈,然后盖上上端板,使上端板和下端板的导流槽、密封圈完全重 合,压紧上、下端板,使密封圈、待测膜片、导流槽板面间密封良好。 从上端板进水装置通入无离子水,把空气从出水装置排出,使导流槽 内充满无离子水,然后从下端板进气装置向导流槽内通入适当压力的 氮气。透过上端板观察质子交换膜/膜电极表面,如果发现某个部位 有气泡产生,则说明该处有破损,可通过单位时间内产生的气泡量判 断破损的严重程度。
本实用新型的优点在于本实用新型能够准确快速地发现质子交 换膜或膜电极集合体是否漏气和确定破损位置,同时具有操作简便、 成本低廉的优点。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的上端板的结构示意图。 图3为本实用新型的下端板的结构示意图。
附图标记说明1.上端板;2.下端板;3.导流槽;4.密封圈; 5.进水接头;6.出水接头;7.进气接头;8.进水孔;9.出水孔; 10.进气孔;11.质子交换膜及膜电极。
具体实施方式
实施例1
如图l、图2和图3所示,该测漏仪由有机玻璃为材质的上端板 1和下端板2组成;上端板1和下端板2的板面上分别设有可互相重 合的导流槽3,在导流槽3外侧分别设有可互相重合的密封圈4;在 上端板1的导流槽3上接有由进水接头5和进水孔8组成的进水装置, 以及由出水接头6和出水孔9组成的出水装置;在下端板2的导流槽 3上接有由进气接头7和进气孔10组成的进气装置。
使用本实用新型进行测漏的工艺步骤如下
1) 质子交换膜外观检查;
2) 质子交换膜装入测漏仪测漏;
3) 制作膜电极集合体;
4) 膜电极装入测漏仪测漏。
使用时,将待测膜片放入下端板2上且完全覆盖导流槽3、密封 圈4,然后盖上上端板l,使上端板1和下端板2的导流槽3、密封 圈4完全重合,然后压紧上、下端板,使密封圈4、导流槽3与待测 膜片间密封良好。从进水接头5和进水孔8通入无离子水,把无离子水从出水接头6和出水孔9排出,空气也随之排出,使导流槽3内充 满无离子水,然后从进气接头7和进气孔10向导流槽3内通入适当 压力的氮气。透过上端板观察质子交换膜/膜电极表面,如果发现某 个部位有气泡产生,则说明该处有破损,可通过单位时间内产生的气 泡量判断破损的严重程度。
使用本实用新型不仅能迅速直观地看出质子交换膜/膜电极是否
破损漏气,还能准确找出破损漏气的部位,主要有以下优点
1) 加工容易,操作简单,成本低廉。
2) 结构简单,不存在因自身结构问题导致漏气的情况,只要观 察到气泡产生即可确定为质子交换膜/膜电极漏气。
3) 工艺歩骤2)能在膜电极制作之前检查出质子交换膜的微小 破损,降低了膜电极成品的废品率,将损失减小到最低。
4) 工艺歩骤4)中一旦检测到膜电极破损,即可确定是工艺步 骤3)中存在问题,并可通过对破损部位、破损程度的分析找出破损 原因,及时改进工艺。
5) 在燃料电池工作过程中,可能因为工作参数不当、环境因素、 突发事故等原因造成膜电极破损漏气,此时可通过本实用新型迅速准 确地找出破损位置以及估算破损的程度,以便分析原因,及时改进。
以上对本实用新型所提供的燃料电池质子交换膜及膜电极的测 漏仪进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及 实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新 型的核心思想,并非是对本实用新型的限制;同时,对于本领域的一 般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式
及应用范围上 均会有改变之处,综上所述,本技术领域的普通技术人员在实用新型的实质范围内,作出的变化、改型、添加或替换,都应属于本实用新 型的保护范围,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1. 一种燃料电池质子交换膜及膜电极的测漏仪,其特征在于由上端板和下端板组成;所述的上端板和下端板的板面上分别设有可互相重合的导流槽,在导流槽外侧分别设有可互相重合的密封圈;在上端板的导流槽上接有进水装置和出水装置;在下端板的导流槽上接有进气装置。
2. 根据权利要求1所述的燃料电池质子交换膜及膜电极的测漏 仪,其特征在于所述的上端板和下端板是透明或半透明的板材。
3. 根据权利要求1所述的燃料电池质子交换膜及膜电极的测漏 仪,其特征在于所述的上端板和下端板为有机玻璃板。
专利摘要本实用新型公开了一种燃料电池质子交换膜及膜电极的测漏仪。该测漏仪由上端板和下端板组成;所述的上端板和下端板的板面上分别设有可互相重合的导流槽,在导流槽外侧分别设有密封圈;在上端板的导流槽上接有进水装置和出水装置;在下端板的导流槽上接有进气装置。本实用新型能够准确快速地发现质子交换膜和膜电极集合体是否漏气和确定破损位置,同时具有操作简便、成本低廉的优点。
文档编号G01M3/06GK201281647SQ20082013380
公开日2009年7月29日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者姚赤光, 廖经伟, 州 徐, 杨才富 申请人:重庆宗申技术开发研究有限公司