近日，廣東皓天檢測儀器有限公司與中國達成重要合作，雙方共同開展恒溫恒濕彎折測試項目，旨在破解氫燃料電池質子交換膜在彎折疲勞方面的關鍵技術難題，為提升氫燃料電池的性能與穩(wěn)定性提供技術支撐。
氫燃料電池作為一種高效、清潔的能源轉換裝置，在汽車、分布式發(fā)電等領域具有廣闊的應用前景。其中，質子交換膜是燃料電池的核心部件，它不僅承擔著傳導質子的關鍵作用，還需隔離正負極的反應氣體。然而，在實際應用中，質子交換膜常因電池內部結構的微小形變、振動等因素承受彎折應力，加之燃料電池工作環(huán)境的溫濕度變化，加速了質子交換膜的疲勞失效，嚴重影響了電池的使用壽命與性能。
廣皓天憑借在材料測試設備領域的深厚技術積累，為此次合作提供了定制化的恒溫恒濕彎折試驗機。該設備具備性能指標，溫度控制范圍可達 - 40℃至 150℃，濕度控制精度在 20% 至 98% RH 之間，誤差僅為 ±3%，能夠精準模擬氫燃料電池在不同工況下的復雜環(huán)境。在彎折測試方面，設備的彎折角度可在 0° 至 180° 之間連續(xù)調節(jié)，彎折半徑涵蓋 R1 至 R20 多種規(guī)格，彎折測試速率為每分鐘 10 至 60 次，循環(huán)次數(shù)可達 9999 萬次，充分滿足質子交換膜在不同使用場景下的彎折壽命測試要求。 中科院的科研團隊則利用其在材料科學領域的前沿研究成果與豐富的科研經驗，對質子交換膜在恒溫恒濕彎折條件下的失效機理展開深入研究。通過微觀檢測技術，如原子力顯微鏡、掃描電鏡等，科研人員實時監(jiān)測質子交換膜在彎折過程中的微觀結構變化，結合設備采集的應力、應變、溫度、濕度等多參數(shù)數(shù)據(jù)，構建質子交換膜彎折疲勞的失效模型。
在合作過程中，雙方發(fā)現(xiàn)質子交換膜在高溫高濕環(huán)境下，由于水分子的溶脹作用，其力學性能會發(fā)生顯著變化，在彎折應力下更易出現(xiàn)裂紋與破損。針對這一問題，中科院團隊提出通過優(yōu)化質子交換膜的材料配方與結構設計，引入具有自修復功能的納米材料，增強質子交換膜在復雜環(huán)境下的抗彎折能力。廣皓天則基于測試數(shù)據(jù)，對試驗機的控制算法進行優(yōu)化，進一步提升設備在模擬復雜工況時的精度與穩(wěn)定性。
目前，該合作項目已取得階段性成果。通過對多種新型質子交換膜材料的測試與分析，科研團隊成功篩選出數(shù)種抗彎折性能優(yōu)異的材料方案，有望將質子交換膜的彎折疲勞壽命提升 50% 以上。這一成果不僅為氫燃料電池的產業(yè)化發(fā)展提供了關鍵技術突破，也為雙方在材料測試與科研創(chuàng)新領域的深度合作積累了寶貴經驗。
廣皓天相關負責人表示：“與中科院的合作，是廣皓天在技術創(chuàng)新道路上的重要里程碑。未來，我們將繼續(xù)加大研發(fā)投入，與科研機構緊密合作，為更多行業(yè)的技術升級提供優(yōu)質的測試設備與解決方案。" 中科院項目負責人也指出：“此次合作充分發(fā)揮了雙方的優(yōu)勢，通過產學研結合，我們有信心在氫燃料電池關鍵技術領域取得更多突破，推動我國新能源產業(yè)的高質量發(fā)展。" 隨著項目的持續(xù)推進，預計在未來一年內，將形成一套完整的質子交換膜彎折疲勞測試標準與優(yōu)化方案，為氫燃料電池產業(yè)的規(guī)模化應用奠定堅實基礎。
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