日前，中能大友能源技术有限公司搭载铠甲（Armour）模块的聚电解质膜燃料电池膜电极测试系统研制成功。产品首次实现电压-电流数据和阻抗数据同步测试，填补了技术空白，并确认交付北京航空航天大学使用。                                               （图1）聚电解质膜燃料电池测试系统UV200                                                           图2：聚电解质膜制氢测试系统PH200

在聚电解质膜燃料电池中，膜电极是发生阴、阳极反应的重要场所，同时也是燃料电池的核心部件。然而，在燃料电池行业中，对膜电极进行客观、有效的评价一直是测试系统的研发壁垒。相较于国外同系列膜电极测试仪器，国产仪器通常独立测试膜电极的放电性能（电流-电压，CV）和阻抗性能（电化学阻抗谱，EIS），很难实现膜电极运行过程中的同期评价。在燃料电池测试中，EIS数据包含十分丰富的频域信息，如，在典型的阻抗谱中，高频段（500Hz以上）体现欧姆阻抗数据，中频段（500Hz~10Hz）体现氧还原反应的电荷转移电阻和双电层电容，低频段（10Hz以下）体现传质损失（氧气传输限制）。如此宽的频段范围，对膜电极测试系统提出了极高要求。同时，膜电极样品通常处于初始制备和研发状态，其自身性能容易受到活化时间、实验室环境温度等诸多变量影响，会经常性出现EIS数据组匹配不上CV数据组的问题，导致测试数据出现偏差，难以有效的获取膜电极的内部状态和电化学行为信息。

铠甲（Armour）电化学阻抗谱测试模块，集成了高性能电化学工作站。能够为电化学阻抗测试提供4A电流，并可扩展至±30V或 ±20A，测量电位精度达到满量程的0.1%±1mV。搭载该模块的测试主机系统，适配了DAYO-Master 3.0专业测试软件，将高精度电化学工作站和膜电极测试主机的软硬件一体化设计和一体化部署，使电化学阻抗谱测试的各个方法，具体包括开路电位、线性扫描、定频电流的交流阻抗、电流和电压的交流阻抗、循环伏安法及阶梯循环伏安法等功能得以有效应用。实现了在膜电极的一次实验循环中，同步测试得出极化曲线测试、电化学活性面积测试、透氢电流密度测试和电化学阻抗谱测试数据，使膜电极的性能复现数据更加精准、可信。                                                     图3：多通道制氢测试系统PH800

据悉，该电化学阻抗谱测试模块，已经被中能大友成功应用在聚电解质膜制氢测试系统和燃料电池测试系统产品上，并批量交付客户使用。                                                        图4：Dayo EIS测试-阶梯循环伏安法                                                   图5：Dayo EIS测试-定频交流阻抗测试

新产品的推出，是中能大友促进国产膜电极测试装备的技术升级，改变现有膜电极测试产品市场格局的有益尝试。中能大友能源技术有限公司是由合肥综合性国家科学中心能源研究院推动组建的国家高新技术企业，双方共建了新能源测控技术联合实验室，在燃料电池和制氢端的高精度温控测试技术方面已经取得较多成果。目前企业在售产品均经过权威的第三方CNAS检测机构严苛的质量检验和认定，其主要技术指标可以达到或超出国外同类产品，在高校、科研院所和大型企业中应用较为广泛。

文章来源：势银能链