一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置和方法

本发明涉及燃料电池金属双极板测试，具体为一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置和方法。

背景技术：

1、燃料电池是把化学能直接连续转化为电能的高效、环保的发电系统，是继水电、火电和核电之后第四种发电装置。其中，质子交换膜燃料电池有着寿命长、比功率和比能量高、室温下启动速度快等优点，可作为移动式电源和固定式电源使用。质子交换膜燃料电池在军事、交通、通讯等领域有着广阔的应用前景，被认为是适应未来能源与环境要求的理想动力源之一。

2、但现有腐蚀测试设备，如烧杯结构，常在侧面或底部开孔放置待测样品，但这种方法存在多个缺陷：

3、溶液蒸发问题：由于装置内部溶液容易蒸发，导致测试无法持续进行长时间，影响测试的连续性和准确性。

4、样品损伤问题：进行各种表征检测时，如形貌、成分、结合力、接触电阻等，往往会对样品产生损伤。这种损伤会对样品后续的腐蚀测试结果产生干扰，从而影响数据的可靠性和腐蚀行为的准确评估。

5、为此，本领域技术人员提供一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置和方法，解决了现有技术存在的溶液蒸发、样品损伤的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，包括磁力搅拌底座，所述磁力搅拌底座的顶部固定连接有腐蚀池体，所述腐蚀池体的顶部设置有气体入口孔，所述腐蚀池体的顶部设置有加热装置，所述腐蚀池体的顶部一侧固定连接有第一电极孔，所述腐蚀池体的顶部一侧固定连接有第二电极孔，所述腐蚀池体的一侧设置有可调挡板，所述可调挡板能够调整样品的待测区域，并通过在可调挡板内部设置流道结构和附着碳纸来模拟极板脊和槽与膜电极的接触形式，所述可调挡板的右侧固定连接有密封垫，所述密封垫的一侧设置有样品盖板。

3、优选的，所述腐蚀池体的一侧设置有窗口，另一侧设置有液位计并留有补液口。

4、优选的，所述可调挡板有若干个。

5、优选的，所述可调挡板用于通过替换不同可调挡板来改变样品与腐蚀溶液的接触面的尺寸与形状。

6、优选的，所述可调挡板可通过加工出流道形状，并在与样品接触侧放置碳纸来模拟极板脊和槽与膜电极的接触形式。

7、优选的，所述可调挡板通过螺栓安装在窗口内。

8、一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试方法，根据一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，包括以下步骤：

9、s1、选择可调挡板与腐蚀池体连接，将样品放置于样品盖板内与腐蚀池体装配，并向腐蚀池体内部注入腐蚀溶液，并开启加热装置的加热与磁力搅拌底座的搅拌功能；

10、s2、根据腐蚀测试方法设置电化学工作站参数；

11、s3、测试时间结束后，取出样品并替换可调挡板，重复s1、s2，直至测试次数达到预定循环次数；

12、s4、样品待测面根据设定循环次数形成不同腐蚀区域，在每次循环结束或最终循环结束时分别对不同腐蚀区域进行形貌或性能测试。

13、优选的，所述s1步骤中参比第一电极孔、第二电极孔对电极、待测样品同时连接电化学工作站会形成三电极体系。

14、优选的，所述s2步骤中，电化学工作站参数具体为：施加电位设置为0.6v-1.5v(vs.she)，持续时间为1h-24h。

15、优选的，所述s4步骤中，对不同腐蚀区域的性能分析进行分析后，即获得样品腐蚀行为随测试时间的变化规律。

16、工作原理：在使用过程中选择可调挡板与腐蚀池体连接，将样品放置于样品盖板内与腐蚀池体装配，并向腐蚀池体内部注入腐蚀溶液，并开启加热装置的加热与磁力搅拌底座的搅拌功能，参比第一电极孔、第二电极孔对电极、待测样品同时连接电化学工作站形成三电极体系；根据腐蚀测试方法设置电化学工作站参数，以0.6v恒电位测试为例，将施加电位设置为0.6v，持续时间为1h；测试时间结束后，取出样品并替换可调挡板，重复s1、s2，直至测试次数达到预定循环次数。

17、本发明提供了一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置和方法。具备以下有益效果：

18、1、本发明通过在腐蚀测试过程连续更换可调挡板以实现待测样品腐蚀行为的连续监测，使每个时间点都可以观测被测样品的微观形貌、结合力、导电性、耐蚀性等性能特性。

19、2、本发明通过设计一种在不接触样品的情况下进行性能检测的方法，有效避免了对样品的物理损伤，从而保证了测试结果的可靠性和样品的完整性。

20、3、本发明通过集成加热装置、电极孔和气体入口孔等组件，本发明的装置可以模拟和控制复杂的环境条件，如温度、化学环境和电化学条件，从而使得测试条件更接近实际应用环境。

技术特征：

1.一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，包括磁力搅拌底座(1)，其特征在于，所述磁力搅拌底座(1)的顶部固定连接有腐蚀池体(3)，所述腐蚀池体(3)的顶部设置有气体入口孔(4)，所述腐蚀池体(3)的顶部设置有加热装置(5)，所述腐蚀池体(3)的顶部一侧固定连接有第一电极孔(6)，所述腐蚀池体(3)的顶部一侧固定连接有第二电极孔(7)，所述腐蚀池体(3)的一侧设置有可调挡板(8)，所述可调挡板(8)能够调整样品的待测区域，并通过在可调挡板(8)内部设置流道结构和附着碳纸来模拟极板脊和槽与膜电极的接触形式，所述可调挡板(8)的右侧固定连接有密封垫(9)，所述密封垫(9)的一侧设置有样品盖板(10)。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，其特征在于，所述腐蚀池体(3)的一侧设置有窗口，另一侧设置有液位计(2)并留有补液口。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，其特征在于，所述可调挡板(8)有若干个。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，其特征在于，所述可调挡板(8)用于通过替换不同可调挡板(8)来改变样品与腐蚀溶液的接触面的尺寸与形状。

5.根据权利要求3所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，其特征在于，所述可调挡板(8)可通过加工出流道形状，并在与样品接触侧放置碳纸来模拟极板脊和槽与膜电极的接触形式。

6.根据权利要求2所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，其特征在于，所述可调挡板(8)通过螺栓安装在窗口内。

7.一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试方法，根据权利要求1-6所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试方法，其特征在于，所述s1步骤中参比第一电极孔(6)、第二电极孔(7)对电极、待测样品同时连接电化学工作站会形成三电极体系。

9.根据权利要求7所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试方法，其特征在于，所述s2步骤中，电化学工作站参数具体为：施加电位设置为0.6v-1.5v(vs.she)，持续时间为1h-24h。

10.根据权利要求7所述的一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试方法，其特征在于，所述s4步骤中，对不同腐蚀区域的性能分析进行分析后，即获得样品腐蚀行为随测试时间的变化规律。

技术总结
本发明涉及燃料电池金属双极板测试技术领域，公开了一种燃料电池金属双极板可连续腐蚀测试装置，包括磁力搅拌底座，所述磁力搅拌底座的顶部固定连接有腐蚀池体，所述腐蚀池体的顶部设置有气体入口孔，所述腐蚀池体的顶部设置有加热装置，所述腐蚀池体的顶部一侧固定连接有第一电极孔，所述腐蚀池体的顶部一侧固定连接有第二电极孔，所述腐蚀池体的一侧设置有可调挡板，所述可调挡板能够调整样品的待测区域，并通过在可调挡板内部设置流道结构和附着碳纸来模拟极板脊和槽与膜电极的接触形式。通过在腐蚀测试过程连续更换可调挡板以实现待测样品腐蚀行为的连续监测，使每个时间点都可以观测被测样品的微观形貌、结合力、导电性、耐蚀性等性能特性。

技术研发人员：陈东方,胡桐,胡松,徐晓明
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11