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如何运行和测量我们的电极

更新于 2026-08-23

本指南面向把我们的电极装入测试电池并自行测量性能的实验室。技术参数表数值无法复现时,原因通常在测量条件,因此我们在此公开这些条件。

2026年8月23日更新

本说明解答的问题

本说明介绍收到电极后需要做什么(以及不需要做什么)、每项公开性能数据对应的测试条件,以及当您的测量结果与技术参数表不符时应首先检查的内容。

本说明面向使用 HXP-an 和 HXP-ca 电极及 HXS-0 测试单电池的实验室。如果您要将电堆单体集成到自己的辅助系统(BoP)中,请向我们索取单独的集成文件。

出厂状态:您不需要做的事

  • 电极出厂前已完成清洗和干燥,您无需再做任何预处理。
  • HXP-an(阳极)两面相同,任意一面朝向膜均可。组装 HXP-ca(阴极)时,催化层一面朝向膜,碳纸(GDL)一面朝向单电池硬件。如果装反,催化层接触不到膜,单电池将无法正常工作。
  • 开封后请干燥保存电极。

单电池组装

紧固方式取决于硬件

硬件数值
HXS-0 测试单电池(由我们提供)M6 · 无需压机 · 紧固顺序和扭矩见组装指南 · M4 端子 1.5–2.0 N·m
您自己的单电池上述数值仅供参考,会随垫片厚度、材料以及活性面积而变化

大面积单电池需要不同的压缩量。请按下方组装表所述,通过夹紧试验确定垫片厚度。不要把电堆的紧固条件(液压机压缩后分两段拧紧螺栓)套用到单个单电池上。

所有单电池通用

项目数值
最常见的故障垫片。O 形圈会从槽中脱出,MEA 垫片会向内收缩,因此在装配到位后要把它们推回原位
垫片厚度不要简单地与电极厚度一致。泡沫镍阳极在夹紧时压缩量很大,且压缩程度随材料而异。请试用几种垫片厚度,分别夹紧,再通过检查泄漏和单电池性能确定其中一种
朝向阳极在下,阴极在上(电解液在阳极侧循环)
绝缘在端板上贴 PTFE 片
流体接口HXS-0 上为 1/4″ 双卡套接头

运行条件

项目数值
电解液0.1 M KOH(去离子水配制)
温度50 °C
压力常压
电解液流量约每 cm² 活性面积 5 mL/min

升温需要时间。应在单电池实际达到温度后再开始测量,而不是在输入设定值时。温度或浓度不同时,同一电极在相同电流密度下的单电池电压也不同,因此不要将室温测量结果直接与在设定温度下测得的技术参数表数据比较。

启动:没有单独的活化步骤

新电极没有单独的活化步骤。将单电池升至温度并在额定电流下运行即可,我们也是这样做的。

步骤项目
1组装后循环电解液,并将单电池升至温度
2分步升至额定电流。建议但非必须(电堆:0 → 10 → 20 → 30 → 40 → 50 A,每步两分钟)
3在额定电流下保持约 30 分钟,待电压稳定后开始测量
4首次运行检查:端口和接头无泄漏,电解液流量稳定,电压随电流合理上升

测量顺序

步骤方法条件
T1CP · 初始稳定额定电流 · 30 min
T2CP · 电流保持0.1 A/cm² · 30 s
T3LSVOCV → 1.70–1.75 V · 5 mV/s
T4循环返回 T2 · 重复两次
T5CV1.0 → 0.4 → 1.8 → 1.0 V · 4 个循环 · 50 mV/s
T6OCV30 s
T7CP0.1 A/cm² · 30 s
T8PEIS直流偏压 1.5 / 1.6 / 1.7 / 1.75 / 1.8 V · 100 kHz → 100 mHz · 10 mV 振幅

如果性能良好,仪器往往在 1.8 V 之前就达到电流上限。请检查电流上限提示和实际电流;如果确实达到上限,请将电压上限降至 1.70–1.75 V,并确认该范围也不超出上限。

如果数据对不上

  1. 测量前是否在额定电流下稳定了至少 30 分钟?
  2. 单电池是否实际达到 50 °C(实测值,而非设定值)?
  3. 电解液是否为 0.1 M KOH?
  4. 紧固扭矩是否按组装指南中的数值施加?
  5. 是否有垫片脱出槽位?
  6. 使用的是哪种膜和离聚物?
  7. 采用何种测量模式(恒电流、恒电位、扫描速率),以及以何种活性面积为基准?

请将这七项发给我们,我们的工程师会复现相同条件,与您一起查找原因。

每项公开数据对应的条件

公开数据条件
HXP-an Tafel 斜率 98.7 mV/dec0.3 M KOH · 室温 · 三电极
HXS-0 产品目录 i-V 曲线4 cm² 活性面积 · 1 M KOH · 80 °C
HXS-2 i-V 曲线0.1 M KOH · 50 °C · 23 节完整电堆
HXS-2 效率 90.0%(寿命初期)0.1 M KOH · 50 °C · 常压
HXS-2 累计运行超过 3,000 小时23 节完整电堆 · 长期运行数据和测试条件见耐久性说明

所有公开数据均使用我们的 HXP-an 电极测得。不同条件下得到的数据不可比较,因此在并列对比两个数值之前,请先确认每个数值对应的条件。

请发送您的测试条件

如果您的测量结果与技术参数表相差较大,请发送上述七项信息。我们的工程师会复现相同条件,并告诉您差异所在。

此处数值来自我们自己的测试条件。如果单电池设计、膜和离聚物或测试台不同,同样的数值可能无法复现。请发送您的条件,我们会与我们的条件进行对比。