ICS 27.070 K82 中国汽车工业协会 团体标准 T/CAAMTB 12—2020 质子交换膜燃料电池膜电极测试方法 Test Methods of Membrane Electrode Assemblies for PEMFC 2020年04月27日 发布 2020年05月01日 实施 中国汽车工业协会 发布 全国团体标准信息平台 T/CAAMTB 12—2020 I 目 录 前 言 ................................ ................................ ................................ ................................ ......................... II 引 言 ................................ ................................ ................................ ................................ ....................... III 1 范围 ................................ ................................ ................................ ................................ ............................. 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ ................................ ................................ ......... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ................................ ................................ ................. 1 4 测试仪器及设备 ................................ ................................ ................................ ................................ ......... 2 5 测试样品与单电池 ................................ ................................ ................................ ................................ ..... 3 6 测试方法 ................................ ................................ ................................ ................................ ..................... 3 附录 A （资料性附录） ................................ ................................ ................................ ............................. 12 附录 B （规范性附录） 膜电极性能测试数据记录 ................................ ................................ .............. 14 全国团体标准信息平台 T/CAAMTB 12—2020 II 前 言 本标准是依据 GB/T 20004.1 -2016《团体标准化 第1部分：良好行为指南》和 GB/T 1.1-2009《标 准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写的有关要求》编写。 本标准由中国汽车动力电池产业创新联盟提出。 本标准由中国汽车工业协会归口。 本标准主要起草单位：苏州擎动动力科技有限公司 、华南理工大学、上海重塑能源科技有限公 司、北京新能源汽车技术创新中心有限公司、北京重理能源科技有限公司、同济大学、济南大学。 本标准主要起草人：吴丹、范书琼、米诗阳、王秀、张晓华、朱威、廖世军、魏青龙、高雷、梁 晨、张志洋、戴海峰、李发家。 全国团体标准信息平台 T/CAAMTB 12—2020 III 引 言 质子交换膜燃料电池膜电极是燃料电池电化学反应发生的区域，是整个燃料电池系统的核心部 件，其输出性能和耐久性决定了燃料电池的性能和寿命。因此，膜电极的输出性能和耐久性是评价 燃料电池系统性能和寿命的关键参数之一。原有的国家标准 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》，没有包含膜电极耐久性方面的测试方法，而且随着燃料电池行业 的发展，对膜电极的性能又提出了新的需求，测试设备有了新的 发展，因此， 本标准针对 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》做一下几个方面补充： ——膜电极串漏率的测试方法，满足膜电极的气密性的表征要求； ——电极抗反极性能测试方法，满足膜电极的抗反极性能的表征需求； ——膜电极质子交换膜化学耐久性测试方法，满足膜电极质子交换膜寿命的快速表征需求； ——膜电极催化剂耐久性测试方法，满足膜电极催化剂寿命的快速表征需求； ——膜电极催化剂载体耐久性测试方法，满足膜电极催化剂载体寿命的快速表征需求； ——测试铂载量的新方法，对膜电极进行原位的无损测量，易于操作； ——测试欧姆极化电阻的 新方法，测量结果重复性和稳定性更高，操作简便，更为有效 。 全国团体标准信息平台 T/CAAMTB 12—2020 1 质子交换膜燃料电池膜电极测试方法 1 范围 本标准规定了质子 交换膜燃料电池 膜电极的术语和定义、 测试仪器及设备、 测试样品与单电池、 测试方法和测试 报告。 本标准适用于各类质子交换膜燃料电池膜电极测量。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于 本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 20042.1 质子交换膜燃料电池 术语 GB/T 20042.5 -2009质子交换膜燃料电池：膜电极测试方法。 3 术语和定义 GB/T 20042.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 Pt担载量 platinum loading 燃料电池膜电极单位活性面积上 贵金属铂的用量，单位为 mg/cm2。 3.2 膜电极串漏率 anode-to-cathode leaking rate 膜电极串漏率是指在一定的压差下， 单位时间内气体从单位面积膜电极阳极向阴极的串漏流量， 单位是l•min-1•cm-2。 3.3 燃料电池反极 cell reversal 燃料电池反极是指燃料电池电堆运行时，由于 阳极氢气供气不足导致该节电池电压低于零伏的 现象，阳极催化剂性能严重衰减导致输出性能衰减。 3.3.1 膜电极抗反极性能 cell reversal tolerance 膜电极抗反极性能是用来评价燃料电池在发生反极现象时，膜电极性能保持不衰减的能力。一 全国团体标准信息平台 T/CAAMTB 12—2020 2 般用停机反极运行时间和无损反极运行时间来表征，单位是分钟（ min）。 3.3.2 停机反极运行时间 Duration of cell reversal until cell cutting off 从燃料电池发生反极现象起到燃料电池到达截止保护电压而停机的连续运行时间，单位是分钟 （min）。 3.3.3 无损反极运行时间 Duration of cell reversal without performance lose 从燃料电池发生反极现象起到其额定功率衰减 4%以内的连续反极运行时间， 单位是分钟 （ min）。 3.4 质子交换膜化学稳定性 chemical stability of proton exchange membrane 质子交换膜对燃料电池内强氧化环境下的耐受能力，以膜电极从燃料电池启动运行到性能降至 低于最低可接受安全性能时，由 质子交换膜的化学性稳定性衰减制约的运行时间来评价，单位是小 时（hrs）。 3.5 膜电极催化剂耐久性 durability of electrocatalyst 在燃料电池运行过程中膜电极催化剂的寿命，以膜电极从燃料电池启动运行到性能降至低