燃料電池測試

在測試燃料電池時，材料和組件的表徵對於確保氫燃料電池的長期效率、性能和使用壽命非常重要。在估算使用壽命/品質控管方面，性能隨時間及裝配期間的變化構成了基本的測試面。試樣製備、試樣形狀和測試順序根據標準或個別客戶的要求成立。

a：雙極板； b：氣體擴散層（GDL）； c：聚合物電解質膜（PEM）

什麼是燃料電池？

燃料電池將化學能源從氣態氫轉化為電、水和熱能。因此，它們為電子產品（如馬達驅動車輛，甚至固定式發電廠）中的系統提供能量。與能源或汽車行業中使用的傳統技術相比，燃料電池具有更高的效率、無排放且非常安靜。

燃料電池根據使用的電解質和電極分為不同的類別。其中，質子交換膜燃料電池（PEMFC），尤其是汽車工業（中型和重型汽車）最有發展前途。另一方面，固體氧化物燃料電池 (SOFC) 主要用於固定式儲能。

燃料電池的主要研發目標包括成本效率、提高性能和延長使用壽命。

質子交換膜燃料電池 (PEMFC) 由膜電極組件 (MEA) 組成，膜電極組件 (MEA) 包括質子交換膜 (PEM)、催化劑層 (CL)、氣體擴散層 (GDL)、雙極板和密封件。

燃料電池組件測試

機械性能對於燃料電池系統中的每個組件都很重要。當測試燃料電池時，主要重點關注以下組件：

質子交換膜 (PEM)，
氣體擴散層 (GDL)，
雙極板和密封件。

ZwickRoell 提供使用/不使用不同介質的拉伸測試和蠕變(潛變)測試、黏著力測試、3 點彎曲測試和撕裂增長測試的解決方案。

氣體擴散層 (GDL) 的三點彎曲測試

空氣中的拉伸測試

在水中的拉伸測試

穿刺測試

機械性負載下的燃料電池組件測試

部件、組合件或組裝後的完整荷重元機械特性的開發對於了解實際操作條件下的傳感器性能而言至關重要。ZwickRoell 提供燃料電池測試解決方案，幫助客戶了解組裝壓力對燃料電池組件機械特性（厚度、電性能和透氣性）變化的影響。

A. 壓縮力； b. 應力；c. 厚度量測；d. 透氣性；e. 氣體擴散層

燃料電池測試：使用 ZwickRoell 多功能電池組件分析儀（MCCA）對氣體擴散層進行多功能表徵。

燃料電池測試：使用 ZwickRoell 多功能電池組件分析儀（MCCA）對氣體擴散層進行多功能表徵。（詳圖）

多功能、高效並精確地表徵氣體擴散層

當測試氣體擴散層時，材料的特性對於確保其長期效率、性能和使用壽命非常重要。變形行為在壓縮（TUC）、阻力（RUC）以及滲透性（PUC）下作為壓力的函數對於在研究、開發以及品保方面具有決定性的重要性。

ZwickRoell 為此開發了 多功能電池元件分析儀（MCCA）。透過三個高精度線性位移感測器與一個水平調整裝置，可精確地將壓力施加於氣體擴散層的表面。這使得在實際壓縮條件下，能準確測量厚度的變化
。同時，透過鍍金壓縮板測量電阻，並透過引入的氣體測量滲透性，從而能根據壓力進行綜合評估。

所有必要的測試程序根據標準，皆已預先設置在我們的 testXpert 測試軟體中，並可根據個別需求進行調整。多虧有透過 testXpert 所連接的感測器進行資料收集及視覺化的資訊，使所有測試數據都能被完整地追蹤與顯示。