ICS 27.070 CCS K 82
中华人民共和国国家标准
GB/T 20042.3—2022
代替GB/T 20042.3—2009
质子交换膜燃料电池
第3部分：质子交换膜测试方法Proton exchange membrane fuel cell—
Part 3:Test method for proton exchange membrane
2022-03-09发布2022-10-01实施
国家市场监督管理总局发布
国家标准化管理委员会
GB/T 20042.3—2022
质子交换膜燃料电池第3部分：质子交换膜测试方法
1 范围
本文件描述了质子交换膜燃料电池用质子交换膜的厚度均匀性测试、质子传导率测试、离子交换当量测试、透气率测试、拉伸性能测试、溶胀率测试和吸水率测试。
本文件适用于各种类型的质子交换膜。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T1040.3——2006 塑料 拉伸性能的测定 第3部分：薄膜和薄片的试验条件（ISO527-3：1995,IDT)
GB/T 1446—2005 纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T 20042.1——2017 质子交换膜燃料电池 第1部分：术语
3 术语和定义
GB/T 20042.1——2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
质子传导率 proton conductivity 膜传导质子的能力，是电阻率的倒数。
注1：质子传导率是衡量膜的质子导通能力的一项电化学指标，它反映了质子在膜内迁移能力的大小。注2：质子传导率的单位为西门子每厘米（S/cm）。3.2
离子交换当量 equivalent weight；EW 含有1mol质子的干态膜质量。
注1：它与表示离子交换能力大小的离子交换容量IECCllon Exchange Capacity）成倒数关系，体现了质子交换膜内
的酸浓度。
注2：离子交换当量的单位为克每摩尔（g/mol）。3.3
拉伸强度 tensile strength
在给定温度、湿度和拉伸速度下，在标准膜试样上施加拉伸力，试样断裂前所承受的最大拉伸力与试样的横截面面积的比值。
注1：横向拉伸强度：表示平行于膜卷轴向的膜的拉伸强度，用σm表示。注2：纵向拉伸强度：表示垂直于膜卷轴方向的膜的拉伸强度，以σsap表示。3.4
弹性模量 modulus of elasticity in tension
质子交换膜中，应力应变曲线上初始直线部分的斜率。
注1：横向拉伸弹性模量：表示平行于膜卷轴向的膜的拉伸弹性模量，用Em表示。注2：纵向拉伸弹性模量：表示垂直于膜卷轴方向膜的拉伸弹性模量，以Esm表示。注3：推荐应力应变曲线上应变分别为c=0.5%和ε=2.5%的两个点的斜率为弹性模量。注4：弹性模量用E表示，单位为兆帕（MPa）。3.5
断裂拉伸应变 tensile strain at break 试样发生断裂时，原始标距单位长度的增量。
注1：横向断裂拉伸应变：表示平行于膜卷轴向的膜的断裂拉伸应变，用*m表示。注2：纵向断裂拉伸应变：表示垂直于膜卷轴方向膜的断裂拉伸应变，以 two表示。注3：断裂拉伸应变用ε表示，单位为无量纲的比值或百分数（%）。3.6
180°剥离强度 peeling force at 180°angle
在剥离角度为180°的剥离条件下，一定宽度测试样条以一定速度连续剥离时所需要的载荷。注：180°剥离强度的单位为牛每毫米（N/mm）。3.7
气体透过率 gas permeation rate
在恒定温度和单位压力差下，稳定透过时，单位时间内透过试样单位面积的气体的体积。注：气体透过率用标准温度和压力下的体积值表示，单位为立方厘米每平方米天帕【cm²/（m²dPa）】。3.8
气体透过系数 gas permeation coefficient
在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的气体的体积。
注：气体透过系数用标准温度和压力下的体积值表示，单位为立方厘米厘米每平方米秒帕【cm²·cm/（cm²·s·Pa】 ，3.9
吸水率 water uptake
在给定温度下单位质量干膜的吸水量。注：吸水率以%表示。3.10
溶胀率 swelling rate
在给定温度下相对于干膜在横向、纵向和厚度方向的尺寸变化。注1：横向、纵向和厚度方向的尺寸变化，分别记为TD、MD和Z轴。注2：溶胀率以%表示。
4 厚度均匀性测试4.1 测试仪器
4.1.1 测厚仪：精度不低于0.1μm。