GB/T 20042.3-2009 質(zhì)子(zǐ)交換(huàn)膜燃(rán)料電(diàn)池 第3部分(fēn): 質子交(jiāo)換(huàn)膜測試方(fāng)法

範圍(wéi)
GB/T 20042 的本部(bù)分(fēn)規定(dìng)了質(zhì)子交換膜(mó)燃(rán)料(liào)電(diàn)池用(yòng)質子交換膜(mó)測(cè)試(shì)方(fāng)法(fǎ)的(dí)術語和定(dìng)義(yì)，厚度均(jūn)匀(yún)性測(cè)試，質(zhì)子(zǐ)傳(chuán)導率測試，離子交(jiāo)換當量(liáng)測試(shì)，透氣率(shuài)測(cè)試，拉伸性(xìng)能測(cè)試(shì)，帶脹率測試和(hé)吸水率(shuài)測試(shì)等(děng)
。
本部(bù)分(fēn)適用(yòng)於(yú)各種類型的質子交(jiāo)換膜(mó)
。

術語(yǔ)和定(dìng)義
GB/T 20042.1 確立的(dí)以(yǐ)及下(xià)列術語和定義適用(yòng)於本(běn)部(bù)分(fēn)
。
質(zhì)子(zǐ)傳導(dǎo)率  proton conductivity
膜傳導質(zhì)子(zǐ)的(dí)能力(lì)，是(shì)電(diàn)阻率的(dí)倒(dǎo)數，用S/cm來表(biǎo)示(shì)
。
注(zhù): 是衡量(liáng)膜(mó)的質子(zǐ)導通能(néng)力的一項(xiàng)電化學(xué)指標(biāo)，它反(fǎn)映了(liǎo)質(zhì)子在膜內遷移速度(dù)的大小(xiǎo)
。
離子交(jiāo)換(huàn)當量(liáng)(EW)  equivalent weight (EW)
每摩(mó)爾離子(zǐ)基(jī)團所(suǒ)含(hán)幹膜的(dí)質(zhì)量(liáng)，單(dān)位為(wéi)g/mol
。
注: 它與(yǔ)表示離子(zǐ)交換(huàn)能力(lì)大(dà)小的離(lí)子交換(huàn)容量lEC(lon Exchange Capacity)成倒數關係(xì)，體現了質子交(jiāo)換(huàn)膜內的(dí)酸濃度(dù)
。
拉伸強(qiáng)度  tensile strength
在(zài)給(gěi)定(dìng)溫度，濕(shī)度和(hé)拉伸速(sù)度下，在標準膜試樣上(shàng)施加拉(lā)伸力(lì)，試樣斷裂(liè)前(qián)所(suǒ)承受的最大(dà)拉(lā)伸(shēn)力與膜厚度及寬度(dù)的比(bǐ)值(zhí)，單位為(wéi)MPa
。
吸水率  water uptake
在給定(dìng)溫度(dù)和(hé)濕(shī)度(dù)下單(dān)位(wèi)質(zhì)量(liáng)幹(gān)膜(mó)的吸水量，單位為質量百(bǎi)分比(wt%)
。
溶脹率  swelling rate
在(zài)給(gěi)定溫度(dù)和(hé)濕度下相(xiāng)對(duì)於(yú)幹膜(mó)在(zài)橫(héng)向，縱向和(hé)厚度方(fāng)向(xiàng)的尺寸變(biàn)化，單(dān)位為(wéi)%
。

離子交換當量(EW)測試

儀器(qì)與(yǔ)設備
分析天(tiān)平: 精(jīng)度為(wéi)0.1mg
。
自動電位(wèi)滴定(dìng)儀: pH值精度不低於(yú)0.1
。

樣品準備
取(qǔ)質量不低於0.5g的(dí)樣(yàng)品(pǐn)，剪(jiǎn)碎後(hòu)將(jiāng)其置(zhì)於(yú)真空度(dù)為(wéi)0.1MPa，溫(wēn)度為80°C的(dí)真(zhēn)空烘箱內幹(gān)燥(zào)8h
。

測(cè)試方法
從烘箱中取出(chū)後，迅速(sù)用分析(xī)天平(píng)稱(chēng)量(liáng)於(yú)膜(mó)的(dí)質量W
。
將樣品(pǐn)放(fàng)入(rù)密(mì)封(fēng)的(dí)，裝有(yǒu)飽(bǎo)和氯化(huà)鈉溶液(yè)的試劑瓶中攪拌24h
。
用一定(dìng)濃(nóng)度(C_NaOH)的(dí)NaOH溶液利(lì)用(yòng)自(zì)動電(diàn)位滴定(dìng)儀滴定至中(zhōng)性，記(jì)錄消(xiāo)耗的(dí)NaOH溶液的體(tǐ)積V_NaOH
。

數據處理
根(gēn)據(jù)公式(shì)(5)計(jì)算(suàn)出膜的EW值(zhí):

式(shì)中(zhōng):
EW一(yī)一(yī)膜的離(lí)子交換當(dāng)量(liáng)，單(dān)位為克每(měi)摩(mó)爾(ěr)(g/mol)；
W一(yī)一(yī)幹(gān)質(zhì)子交換(huàn)膜(mó)的質(zhì)量，單(dān)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(yè)的(dí)摩爾(ěr)濃(nóng)度(dù)，單位為(wéi)摩(mó)爾(ěr)每升(mol/L)
。
取3個(gè)樣(yàng)品為(wéi)一組，計算(suàn)出(chū)平均(jūn)值(zhí)作為(wéi)試驗結果(guǒ)
。