質(zhì)子交換膜燃料電池 第3部分:質(zhì)子交換膜測試方法 - 離子交換當量測試

GB/T 20042.3-2009 質(zhì)子交換膜燃料電池 第3部分: 質(zhì)子交換膜測試方法

范圍
GB/T 20042 的本部分規(guī)定了質(zhì)子交換膜燃料電池用質(zhì)子交換膜測試方法的術語和定義、厚度均勻性測試、質(zhì)子傳導率測試、離子交換當量測試、透氣率測試、拉伸性能測試、帶脹率測試和吸水率測試等。
本部分適用于各種類型的質(zhì)子交換膜。

術語和定義
GB/T 20042.1 確立的以及下列術語和定義適用于本部分。
質(zhì)子傳導率  proton conductivity
膜傳導質(zhì)子的能力，是電阻率的倒數(shù)，用S/cm來表示。
注: 是衡量膜的質(zhì)子導通能力的一項電化學指標，它反映了質(zhì)子在膜內(nèi)遷移速度的大小。
離子交換當量(EW)  equivalent weight (EW)
每摩爾離子基團所含干膜的質(zhì)量，單位為g/mol。
注: 它與表示離子交換能力大小的離子交換容量lEC(lon Exchange Capacity)成倒數(shù)關系，體現(xiàn)了質(zhì)子交換膜內(nèi)的酸濃度。
拉伸強度  tensile strength
在給定溫度、濕度和拉伸速度下，在標準膜試樣上施加拉伸力，試樣斷裂前所承受的最大拉伸力與膜厚度及寬度的比值，單位為MPa。
吸水率  water uptake
在給定溫度和濕度下單位質(zhì)量干膜的吸水量，單位為質(zhì)量百分比(wt%)。
溶脹率  swelling rate
在給定溫度和濕度下相對于干膜在橫向、縱向和厚度方向的尺寸變化，單位為%。

離子交換當量(EW)測試

儀器與設備
分析天平: 精度為0.1mg。
自動電位滴定儀: pH值精度不低于0.1。

樣品準備
取質(zhì)量不低于0.5g的樣品，剪碎后將其置于真空度為0.1MPa、溫度為80°C的真空烘箱內(nèi)干燥8h。

測試方法
從烘箱中取出后，迅速用分析天平稱量于膜的質(zhì)量W。
將樣品放入密封的、裝有飽和氯化鈉溶液的試劑瓶中攪拌24h。
用一定濃度(C_NaOH)的NaOH溶液利用自動電位滴定儀滴定至中性，記錄消耗的NaOH溶液的體積V_NaOH。

數(shù)據(jù)處理
根據(jù)公式(5)計算出膜的EW值:

式中:
EW一一膜的離子交換當量，單位為克每摩爾(g/mol)；
W一一干質(zhì)子交換膜的質(zhì)量，單位為克(g)；
V_NaOH一一NaOH溶液的體積，單位為升(L)；
C_NaOH一一NaOH溶液的摩爾濃度，單位為摩爾每升(mol/L)。
取3個樣品為一組，計算出平均值作為試驗結果。


京都電子KEM 自動電位滴定儀 AT-710S