液压夹紧的高通量电解水测试平台

氢气被视为可再生能源经济转型的“绿色革命引擎”，它可以以气候友好的方式协同各种可再生能源。基于聚合物膜（PEM）的现代水电解槽在不久的将来会生产出比碱性水电解更具成本效益、紧凑和灵活的制氢装置。PEM水电解槽（PEMWE）可以在某些边界条件下更容易地集成到基于可再生能源工厂的电网中，并提供在高压下直接生产氢气的可能性。因此，PEMWE进一步开发的重要研发问题涉及合适的、成本效益高的材料：一方面，这些材料必须在苛刻的操作条件（酸性环境、高阳极电位）下长期稳定；另一方面，关键原材料尤其适用于基于铱和铂的催化剂以及由钛制成的电极组件。此高通量水电解测试系统专为材料筛选和部件测试而设计，旨在通过平行测试为下一代PEMWE找到合适的材料和部件组合。

液压夹紧的电解水测试夹具在活性电池组件的接触压力和温度控制的均匀性方面，比具有机械压缩的PEMWE具有明显的优势。IPS爱谱斯高通量电解水测试台是完全自动化的，可以在相应安全的实验室环境中操作运行，即使是长期测试，也无需监控人员。阳极回路和阴极回路都用80°C超纯水循环，并连续监测阳极和阴极上供应的纯水电导率。由于在测试堆的入口（阳极和阴极）之前安装了离子交换树脂，在运行期间，水中的离子不断减少，以满足PEMWE测试堆的运行要求，但也必须注意定期更换纯水，以使工艺水的电导率始终低于至少1.0µS cm^-1。通过液压回路中的加热器将测试堆和测试电池加热至80°C，以达到准等温操作条件。可调节的电池组件压力范围为1bar至10bar，出口压力（氢气和氧气）等于大气压。在集成电源的帮助下，测试堆可在高达150 A的条件下最大加载约2.0 kW。

       众所周知活性电池组件的接触压力对测试电池的性能有显著影响。因此，使用压敏膜进行接触压力的均匀性测量，在8bar液压夹紧下检查电池的压缩性能。

       根据欧盟JRC电解水测试标准要求（EU harmonised polarisation curve test method for low-temperature water electrolysis）：在用氮气冲洗管道系统后，首先将装配的电堆置于8bar的液压下，并恒温至80°C，将工艺水恒温至80°C以250 ml min^-1送入阳极侧的回路中。电池堆恒定25A加载一小时活化后，将用于记录测量值的测试电池堆以从0.0到50A（对应2.0A cm^-2）的限定阶跃电流压记录60秒，然后再次逐渐降低。