质子交换膜燃料电池( PEMFC)采用可传导离子的聚合膜作为电解质，所以也叫聚合物电解质燃料电池( PEFC)、同体聚合物燃料电池(SPFC)或固体聚合物电解质燃料电池( SPEFC)。

       质子交换膜燃料电池具有高效、环保的特性，在新能源汽车、固定式电站等领域具有十分广阔的应用前景。而质子交换膜作为PEMFC的核心部件，其性能优劣直接关系到燃料电池的整体性能和效率。

        因此，研发企业及单位对质子交换膜燃料电池相关性能指标给予了重点关注。

       目前，国内针对“质子交换膜燃料电池”产品关键组件的质量检测出台了多项行业标准，例GB/T 20042.3-2022 质子交换膜燃料电池第3部分：质子交换膜测试方法、GB/T 20042.7-2014 质子交换膜燃料电池第7部分：炭纸特性测试方法、GB/T 20042.5-2009质子交换膜燃料电池　第5部分：膜电极测试方法》等。

       本文,将主要围绕核心组件“质子交换膜”，以GB/T 20042.3-2022标准为例，为行业客户提供相应的测试项目与检测仪器解决方案。

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       一、质子交换膜气体透过率（质子交换膜透气率 / 质子交换膜氢气透过率）

       质子交换膜作为PEMFC的核心部件之一，它能够将阴极和阳极分隔开，阻止燃料（氢气）和氧化剂（氧气）直接混合发生化学反应。该作用可以用气体透过率来评价，气体透过率越高，则膜的气体阻隔性能越差，氢气和氧气接触越多，就会使得电池两极电势差越低，电池的开路电压也就越低。

       所以，质子交换膜材料的气体透过率指标也就十分重要，是企业需要重点监控的性能之一。

       气体透过率：在恒定温度和单位压力差下，稳定透过时，单位时间内透过试样单位面积的气体的体积

       气体透过系数：在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的气体的体积

质子交换膜透气率测试仪

       普创工业科技研发生产的GTR-V3压差法气体渗透仪，是一款专业用于薄膜试样的气体透过率测试仪，仪器采用压差法测试原理，符合并满足GB/T 20042.3-2022 质子交换膜燃料电池第3部分：质子交换膜测试方法 标准中对质子交换膜的“气体透过率”和“气体透过系数”指标的测试要求，可专业用于检测质子交换膜的气体透过性能，通过个性化定制，可满足客户对材料进行易燃易爆气体如氢气的透过率测试。

       二、质子交换膜拉伸强度与断裂拉伸应变、180°剥离强度测试

       质子交换膜力学强度指标的好坏直接关系到材料本身耐机械损伤的能力，从而影响其机械稳定性以及燃料电池堆的使用寿命。标准GB/T 20042.3-2022对拉伸强度、断裂拉伸应变、弹性模量”、180°剥离强度指标检测有明确的要求。

       拉伸强度：在给定温度、湿度和拉伸速度下，在标准膜试样上施加拉伸力，试样断裂前所承受的最大拉伸力与试样的横截面面积的比值

       断裂拉伸应变：试样发生断裂时，原始标距单位长度的增量

       180°剥离强度：在剥离角度为180°的剥离条件下，一定宽度测试样条以一定速度连续剥离时所需要的载荷。

       针对质子交换膜力学强度测试，推荐使用普创工业科技研发生产的智能电子拉力试验机ETT-A。本试验机可以完成质子交换膜拉伸高度、断裂拉伸、180°剥离强度检测，同时，配置专业穿刺力测试夹具，可进行膜材抗穿刺性能测试，一机多用，超高性价比。

       三、质子交换膜厚度测试

       质子交换膜厚度与燃料电池安全性和性能密切相关，厚度大则表示传导阻力大性能低，厚度小则容易压伤刺穿；另一方面质子交换膜中的结合水从阴极侧反向扩散到阳极侧是由两侧之间的含水量梯度驱动的，厚度小则含水量梯度大，反向扩散强，从而允许更多的结合水电迁移，提高活性面积内的电流密度。

       因此，生产厂家对质子交换膜厚度检测尤为重要。

质子交换膜厚度检测仪

       质子交换膜厚度均匀性测试，推荐使用普创工业科技研发生产的质子交换膜测厚仪PTT-03A进行测量。

       普创工业科技专注于通过质子交换膜检测技术提升和质子交换膜检测仪器研发帮助客户应对包装难题，助力相关产业的品质安全，期待与行业中的企事业单位增进技术交流与合作！