隨著對環保和可再生能源需求的不斷增加，質子交換膜燃料電池（PEMFC）作為一種新型綠色能源，日益受到人們的關注和重視。作為PEMFC的核心組件之一，膜電極組件（MEA）中的氣體擴散層（GDL）起著重要作用。而碳紙作為GDL的一種常用基材，具有高導電性、耐腐蝕性和出色的尺寸穩定性，因此備受研究者和生產廠家的青睞。

其中，常用的GDL 基材主要有: 碳紙碳布、炭黑紙、金屬材料等，其中碳紙因其具有高導電性、耐腐蝕性及其出色的尺寸穩定性，是作為 GDL基材的理想材料。

本文科準測控小編將介紹碳紙強度性能的檢驗方法--碳紙材料進行三點彎曲和 180°剝離強度測試。

一、測試目的

了解碳紙強度性能的檢驗方法對于開發和規模化生產具有重要意義，因為具有較好強度的碳紙不僅可以為MEA的安裝提供保障，還可以穩定整個電極的結構，延長燃料電池的使用壽命。

二、測試標準

《GB/T 20042.7-2014 質子交換膜燃料電池第7部分碳紙特性測試方法》

三、測試辦法

1、碳紙三點彎曲測試

1）測試儀器

A、萬能試驗機

B、三點彎曲夾具

2）試驗條件

試驗溫度:室溫20C左右

試驗夾具:1KN 塑料三點彎曲夾具

載荷傳感器:50N (0.5級)

試驗速率:5mm/min

3）測試過程及結果

本次測試中寬度為5mm，試樣平均厚度為0.18 mm，參考《GB/T20042.7-2014 質子交換膜燃料電池第7部分碳紙特性測試方法》的部分要求和客戶的個性需要，碳紙三點彎曲試驗選擇1KN 塑料三點彎曲夾具，上下支輥半徑5mm，下跨距設定為 60mm。根據碳紙輕薄脆弱的特點和客戶要求，設定預加載為0.01N，隨后以5 mm/min 的速度開始加載直到載荷值掉落，測試結束后獲取斷裂點載荷，并通過編輯公式獲取抗彎強度。

抗彎強度計算公式如下：

式中

To- 抗彎強度，單位為兆帕(MPa);

F-彎曲斷裂負荷值單位為牛(N);

L-支座跨距，單位為毫米(mm);

Wcp- 試樣的寬度，單位為毫米(mm);

d-在一定壓強下，樣品的平均厚度,單位為毫米(mm)。

2、碳紙180°剝離測試

1）測試儀器

A、萬能試驗機

B、180°剝離夾具

2）試驗條件

試驗溫度:室溫20°C左右

試驗夾具:1KN氣動雙推夾具

載荷傳感器:100N (0.5 級)

試驗速率:10 mm/min

3）測試過程及結果

剝離試樣碳紙本體厚度為0.18 mm，寬度為 10 mm，根據碳紙本身特性和碳紙客戶的要求，測試選用1KN氣動拉伸夾具來完成拉伸測試。上夾具夾住膠帶引出端，下夾具夾住基板下部。根據碳紙輕薄脆弱的特點，設定預加載為 0.005 kef，然后以10 mm/min，設定到膠帶從碳紙上完成剝離。記錄下一定行程中碳紙的平均載荷與剝離強度。其中剝離強度(kgf/cm)=剝離平均載荷(kgf)/剝離寬度 (cm)。

總結

綜上所述，使用萬能試驗機，配合專用夾具和附件，能夠滿足《GB/T 20042.7-2014 質子交換膜燃料電池 第7部分碳紙特性測試方法》的部分要求和行業客戶的測試要求，配合三點彎曲.180°剝離各種不同的夾具與附件，可以滿足客戶對碳紙進行抗彎，抗剝離強度測試的需要。

以上就是小編介紹的燃料電池用碳紙彎曲、剝離力學性能的測定內容，希望可以給大家帶來幫助！如果您還想了解更多關于燃料電池用碳紙拉伸壓縮測試、專用碳紙的制備和性能測試等問題，歡迎您關注我們，也可以給我們留言和私信，科準測控技術團隊為您免費解答！

審核編輯 黃宇