專利名稱：燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測設備，尤其涉及一種燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置。
背景技術：
燃料電池是一種能夠將燃料與氧化劑發生電化學反應時產生的化學能轉變成電能的裝置。該裝置的核心部件是膜電極(Membrane Electrode Assembly，簡稱MEA)，膜電極由一張質子交換膜和夾在膜兩面的兩張可導電多孔性擴散材料(如碳紙)組成，在質子交換膜與導電材料接觸的兩邊界面上均勻分布有細小分散的可引發電化學反應的催化劑(如金屬鉑)。膜電極兩邊用導電物體將發生電化學反應過程中產生的電子通過外電路引出，就構成了電流回路。
在膜電極的陽極端，燃料可以通過滲透穿過多孔性擴散材料(如碳紙)，并在催化劑表面發生電化學反應，失去電子形成正離子，正離子可通過遷移穿過質子交換膜，到達膜電極的另一端—陰極端。在膜電極的陰極端，含有氧化劑(如氧氣)的氣體(如空氣)，通過滲透穿過多孔性擴散材料(如碳紙)，并在催化劑表面發生電化學反應，得到電子形成負離子，該負離子進一步與從陽極端遷移過來的正離子結合，形成反應產物。
在以氫氣為燃料、以含有氧氣的空氣為氧化劑(或以純氧為氧化劑)的質子交換膜燃料電池中，燃料氫氣在陽極區發生失去電子的催化電化學反應，形成氫正離子(質子)，其電化學反應方程式為
氧氣在陰極區發生得到電子的催化電化學反應，形成負離子，該負離子進一步與從陽極端遷移過來的氫正離子結合，形成反應產物水。其電化學反應方程式為
燃料電池中的質子交換膜除了用于發生電化學反應以及遷移交換反應中產生的質子外，其作用還包括將含有燃料氫氣的氣流與含有氧化劑(氧氣)的氣流分隔開來，使它們不會相互混合而產生爆炸式反應。
在典型的質子交換膜燃料電池中，膜電極一般放在兩塊導電的極板之間，兩極板上均開設有導流槽，因此又稱作導流極板。導流槽開設在與膜電極接觸的表面上，通過壓鑄、沖壓或機械銑刻形成，其數量在一條以上。導流極板可以由金屬材料制成，也可以由石墨材料制成。導流極板上的導流槽的作用是將燃料或氧化劑分別導入膜電極兩邊的陽極區或陰極區。在一個質子交換膜燃料電池單電池的構造中，只存在一個膜電極和兩塊導流極板，兩塊導流極板分設在膜電極兩邊，一個作為陽極燃料的導流極板，另一個作為陰極氧化劑的導流極板。這兩塊導流極板既作為電流集流板，也是膜電極兩邊的機械支撐。導流極板上的導流槽既是燃料或氧化劑進入陽極或陰極表面的通道，也是將電池運行過程中生成的水帶走的出水通道。
為了增大質子交換膜燃料電池的功率，通常將兩個或兩個以上的單電池通過直疊的方式或平鋪的方式連在一起組成電池組，或稱作電池堆。這種電池組通常通過前端板、后端板及拉桿緊固在一起成為一體。在電池組中，位于兩質子交換膜之間的極板的兩面都設有導流槽，稱為雙極板。雙極板的其中一面作為一個膜電極的陽極導流面，另一面則作為另一個相鄰膜電極的陰極導流面。一個典型的電池組通常還包括1)、燃料及氧化劑氣體的進口和導流通道。其作用是將燃料(如氫氣、甲醇或由甲醇、天然氣、汽油經重整后得到的富氫氣體)和氧化劑(主要是氧氣或空氣)均勻地分布到各個陽極、陰極面的導流槽中；2)、冷卻流體(如水)的進、出口與導流通道。其作用是將冷卻流體均勻地分布到各個電池組內的冷卻通道中，吸收燃料電池內產生的反應熱并將其帶出電池組進行散熱；3)、燃料與氧化劑氣體的出口與導流通道。其作用是將沒有參與反應的多余燃料氣體和氧化劑排出，同時將反應生成的液態或氣態的水帶出。上述燃料進出口、氧化劑進出口和冷卻流體的進出口通常都開設在燃料電池組的一個端板上或分別開設在兩個端板上。
質子交換膜燃料電池可用作車、船等運載工具的動力系統，又可制作成手提式、移動式或固定式的發電裝置。
在燃料電池中，一般用石墨板或碳擴散層材料作為導電的電極板。由于質子交換膜燃料電池是一種大電流輸出的電池，這就要求作為電極板的石墨板或碳擴散層材料必須具有低的電阻率，否則會有大量的能量消耗在石墨板或碳擴散層材料上，影響燃料電池的性能。為了準確知道石墨板或碳擴散層材料的電阻率，確保石墨板或碳擴散層材料的生產質量，必須對生產出來的石墨板或碳擴散層材料的電阻率進行及時準確的測量。
實用新型內容本實用新型的目的，就是為了提供一種能方便快捷地測量石墨板或碳擴散層材料的電阻率的燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，以確保石墨板或碳擴散層材料的質量。
本實用新型的目的是這樣實現的一種燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，包括機架、移動中間板、氣缸、上絕緣板、上導電板、下絕緣板和下導電板；所述的機架由頂板、底板和四根導柱固定連接組成，所述的移動中間板設置在頂板和底板之間并穿套在四根導柱上可上下移動，所述的氣缸安裝在底板上，其氣缸頂桿與移動中間板的底面固定相連，所述的上絕緣板設置在頂板下方與頂板固定相連，所述的上導電板粘接在上絕緣板的下表面，所述的下絕緣板設置在移動中間板上方與移動中間板固定相連，所述的下導電板粘接在下絕緣板的上表面。
所述的上絕緣板和下絕緣板均為環氧樹脂板，所述的上導電板和下導電板分別通過環氧樹脂與上絕緣板和下絕緣板粘接相連。
所述的下導電板為銅板，在銅板表面鍍有一層金。
所述的底板下裝有至少三個滾輪。
所述的氣缸進氣口上連接有氣動開關，該氣動開關外接空壓機。
本實用新型燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置結構簡單，可以方便地移動，能方便、快速、準確地對石墨板或碳擴散層材料的電阻率進行測量，為確保石墨板或碳擴散層材料的生產質量和生產效率提供了有效保障。
圖1為本實用新型燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置的立體結構圖；圖2為本實用新型燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置另一視角的立體結構圖。
具體實施方式
請參見圖1，配合參見圖2。本實用新型燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，包括機架1、移動中間板2、氣缸3、上絕緣板4、上導電板5、下絕緣板6和下導電板7。機架1由頂板11、底板12和四根導柱13固定連接組成，底板12下裝有三個或四個滾輪121，以利于裝置的移動。移動中間板2設置在頂板和底板之間并穿套在四根導柱上可上下移動。氣缸3安裝在底板12上，其氣缸頂桿31與移動中間板2的底面固定相連，在氣缸進氣口上連接有氣動開關32，該氣動開關外接空壓機。上絕緣板4為環氧樹脂板，其設置在頂板下方通過四個螺釘與頂板固定相連。上導電板5通過環氧樹脂粘接在上絕緣板的下表面，在其一端面設有兩接線端口，用于通過螺栓與電纜連接。下絕緣板6為環氧樹脂板，其設置在移動中間板上方通過四個螺釘與移動中間板固定相連。下導電板7為銅板，銅板表面鍍有一層金，下導電板7通過環氧樹脂粘接在下絕緣板的上表面，在其一端面設有兩接線端口，用于通過螺栓與電纜連接。該兩接線端口的朝向與上導電板5上的兩接線端口的朝向不在同一方向。
本實用新型燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置的工作過程原理可結合圖1、圖2說明如下當測量裝置上兩導電板分別與電纜連接好后，首先將連接空壓機的氣動開關32的手把向左轉使氣缸活塞回縮，帶動由4根導柱13引向的移動中間板2向下移動至氣缸行程結束，使移動中間板2與頂板11之間形成一操作空間。接著將待測石墨板或碳擴散層材料安放在下導電板上，然后將氣動開關32的手把向右轉使氣缸活塞帶動移動中間板2向上運動，將石墨板或碳擴散層材料緊密壓合在上、下導電板之間。接通電源，即可對石墨板或碳擴散層材料的電導率進行測量。
權利要求1.一種燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，其特征在于包括機架、移動中間板、氣缸、上絕緣板、上導電板、下絕緣板和下導電板；所述的機架由頂板、底板和四根導柱固定連接組成，所述的移動中間板設置在頂板和底板之間并穿套在四根導柱上可上下移動，所述的氣缸安裝在底板上，其氣缸頂桿與移動中間板的底面固定相連，所述的上絕緣板設置在頂板下方與頂板固定相連，所述的上導電板粘接在上絕緣板的下表面，所述的下絕緣板設置在移動中間板上方與移動中間板固定相連，所述的下導電板粘接在下絕緣板的上表面。
2.如權利要求1所述的燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，其特征在于所述的上絕緣板和下絕緣板均為環氧樹脂板，所述的上導電板和下導電板分別通過環氧樹脂與上絕緣板和下絕緣板粘接相連。
3.如權利要求1所述的燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，其特征在于所述的下導電板為銅板，在銅板表面鍍有一層金。
4.如權利要求1所述的燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，其特征在于所述的底板下裝有至少三個滾輪。
5.如權利要求1所述的燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，其特征在于所述的氣缸進氣口上連接有氣動開關，該氣動開關外接空壓機。
專利摘要本實用新型提供了一種燃料電池石墨板或碳擴散層材料電阻率的測量裝置，它包括機架、移動中間板、氣缸、上絕緣板、上導電板、下絕緣板和下導電板。機架由頂板、底板和四根導柱固定連接組成。移動中間板設置在頂板和底板之間并穿套在四根導柱上可上下移動。氣缸安裝在底板上，其氣缸頂桿與移動中間板的底面固定相連。上絕緣板設置在頂板下方與頂板固定相連。上導電板粘接在上絕緣板的下表面。下絕緣板設置在移動中間板上方與移動中間板固定相連。下導電板粘接在下絕緣板的上表面。本實用新型的裝置結構簡單，可以方便地移動，能方便、快速、準確地對石墨板或碳擴散層材料的電阻率進行測量，為確保石墨板或碳擴散層材料的生產質量和生產效率提供了有效保障。
文檔編號G01R27/02GK2752779SQ20042011436
公開日2006年1月18日 申請日期2004年12月16日 優先權日2004年12月16日
發明者胡里清, 夏雪均 申請人:上海神力科技有限公司