日前，中能大友能源技術(shù)有限公司搭載鎧甲（Armour）模塊的聚電解質(zhì)膜燃料電池膜電極測試系統(tǒng)研制成功。產(chǎn)品首次實現(xiàn)電壓-電流數(shù)據(jù)和阻抗數(shù)據(jù)同步測試，填補了技術(shù)空白，并確認交付北京航空航天大學使用。                                               （圖1）聚電解質(zhì)膜燃料電池測試系統(tǒng)UV200                                                           圖2：聚電解質(zhì)膜制氫測試系統(tǒng)PH200

在聚電解質(zhì)膜燃料電池中，膜電極是發(fā)生陰、陽極反應的重要場所，同時也是燃料電池的核心部件。然而，在燃料電池行業(yè)中，對膜電極進行客觀、有效的評價一直是測試系統(tǒng)的研發(fā)壁壘。相較于國外同系列膜電極測試儀器，國產(chǎn)儀器通常獨立測試膜電極的放電性能（電流-電壓，CV）和阻抗性能（電化學阻抗譜，EIS），很難實現(xiàn)膜電極運行過程中的同期評價。在燃料電池測試中，EIS數(shù)據(jù)包含十分豐富的頻域信息，如，在典型的阻抗譜中，高頻段（500Hz以上）體現(xiàn)歐姆阻抗數(shù)據(jù)，中頻段（500Hz~10Hz）體現(xiàn)氧還原反應的電荷轉(zhuǎn)移電阻和雙電層電容，低頻段（10Hz以下）體現(xiàn)傳質(zhì)損失（氧氣傳輸限制）。如此寬的頻段范圍，對膜電極測試系統(tǒng)提出了極高要求。同時，膜電極樣品通常處于初始制備和研發(fā)狀態(tài)，其自身性能容易受到活化時間、實驗室環(huán)境溫度等諸多變量影響，會經(jīng)常性出現(xiàn)EIS數(shù)據(jù)組匹配不上CV數(shù)據(jù)組的問題，導致測試數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，難以有效的獲取膜電極的內(nèi)部狀態(tài)和電化學行為信息。

鎧甲（Armour）電化學阻抗譜測試模塊，集成了高性能電化學工作站。能夠為電化學阻抗測試提供4A電流，并可擴展至±30V或 ±20A，測量電位精度達到滿量程的0.1%±1mV。搭載該模塊的測試主機系統(tǒng)，適配了DAYO-Master 3.0專業(yè)測試軟件，將高精度電化學工作站和膜電極測試主機的軟硬件一體化設計和一體化部署，使電化學阻抗譜測試的各個方法，具體包括開路電位、線性掃描、定頻電流的交流阻抗、電流和電壓的交流阻抗、循環(huán)伏安法及階梯循環(huán)伏安法等功能得以有效應用。實現(xiàn)了在膜電極的一次實驗循環(huán)中，同步測試得出極化曲線測試、電化學活性面積測試、透氫電流密度測試和電化學阻抗譜測試數(shù)據(jù)，使膜電極的性能復現(xiàn)數(shù)據(jù)更加精準、可信。                                                     圖3：多通道制氫測試系統(tǒng)PH800

據(jù)悉，該電化學阻抗譜測試模塊，已經(jīng)被中能大友成功應用在聚電解質(zhì)膜制氫測試系統(tǒng)和燃料電池測試系統(tǒng)產(chǎn)品上，并批量交付客戶使用。                                                        圖4：Dayo EIS測試-階梯循環(huán)伏安法                                                   圖5：Dayo EIS測試-定頻交流阻抗測試

新產(chǎn)品的推出，是中能大友促進國產(chǎn)膜電極測試裝備的技術(shù)升級，改變現(xiàn)有膜電極測試產(chǎn)品市場格局的有益嘗試。中能大友能源技術(shù)有限公司是由合肥綜合性國家科學中心能源研究院推動組建的國家高新技術(shù)企業(yè)，雙方共建了新能源測控技術(shù)聯(lián)合實驗室，在燃料電池和制氫端的高精度溫控測試技術(shù)方面已經(jīng)取得較多成果。目前企業(yè)在售產(chǎn)品均經(jīng)過權(quán)威的第三方CNAS檢測機構(gòu)嚴苛的質(zhì)量檢驗和認定，其主要技術(shù)指標可以達到或超出國外同類產(chǎn)品，在高校、科研院所和大型企業(yè)中應用較為廣泛。

文章來源：勢銀能鏈