标准搜索结果: 'GB/T 20042.1-2017'
| 标准编号 | GB/T 20042.1-2017 (GB/T20042.1-2017) | | 中文名称 | 质子交换膜燃料电池 第1部分：术语 | | 英文名称 | Proton exchange membrane fuel cell -- Part 1: Terminology | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K82 | | 国际标准分类 | 27.070 | | 字数估计 | 33,389 | | 发布日期 | 2017-05-12 | | 实施日期 | 2017-12-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 20042.1-2005 | | 起草单位 | 中国科学院大连化学物理研究所、武汉众宇动力系统科技有限公司、武汉理工大学、新源动力股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、上海神力科技有限公司、深圳市标准技术研究院、南京大学昆山创新研究院、航天新长征电动汽车技术有限公司、宁波拜特测控技术有限公司 | | 归口单位 | 全国燃料电池及液流标准化技术委员会(SAC/TC 342) | | 提出机构 | 中国电器工业协会 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本部分界定了质子交换膜燃料电池技术及其应用领域内使用的术语和定义。本部分适用于各种类型的质子交换膜燃料电池。 | GB/T 20042.1-2017
Proton exchange membrane fuel cell -- Part 1: Terminology
ICS 27.070
K82
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 20042.1-2005
质子交换膜燃料电池 第1部分:术语
2017-05-12发布
2017-12-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 实物及抽象 1
3 物理量及参数 7
4 反应过程及现象、性质 13
5 实验方法及状态 16
索引 20
前言
GB/T 20042《质子交换膜燃料电池》分以下7个部分:
---第1部分:术语;
---第2部分:电池堆通用技术条件;
---第3部分:质子交换膜测试方法;
---第4部分:电催化剂测试方法;
---第5部分:膜电极测试方法;
---第6部分:双极板特性测试方法;
---第7部分:炭纸特性测试方法。
本部分为GB/T 20042的第1部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分代替GB/T 20042.1-2005《质子交换膜燃料电池 术语》,与GB/T 20042.1-2005相比主
要技术变化如下:
---对术语的类别进行调整,由原来的七大类调整为五大类十一小类;
---术语和定义由原来的93个增补至219个。
本部分由中国电器工业协会提出。
本部分由全国燃料电池及液流标准化技术委员会(SAC/TC342)归口。
本部分负责起草单位:中国科学院大连化学物理研究所、武汉众宇动力系统科技有限公司、武汉理
工大学、新源动力股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、上海神力科技有限公司、深圳市标
准技术研究院、南京大学昆山创新研究院、航天新长征电动汽车技术有限公司、宁波拜特测控技术有限
公司。
本部分主要起草人:梁栋、齐志刚、侯明、李赏、陈晨、张若谷、衣宝廉、潘牧、杜超、黄曼雪、刘建国、
卢琛钰、靳殷实、黄平、王益群。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 20042.1-2005。
质子交换膜燃料电池 第1部分:术语
1 范围
本部分界定了质子交换膜燃料电池技术及其应用领域内使用的术语和定义。
本部分适用于各种类型的质子交换膜燃料电池。
2 实物及抽象
2.1 材料及物料
2.1.1
在一定条件下能够吸收、存储,并能够在需要时释放氢气的材料。
2.1.2
电催化剂 electrocatalyst
加速电极反应过程但本身不被消耗的物质。
2.1.3
不含任何贵金属成分的催化剂。
注:贵金属元素包括:锇(Os),铱(Ir),钌(Ru),铑(Rh),铂(Pt),钯(Pd),金(Au),银(Ag)。
2.1.4
合金催化剂 aloycatalyst
由两种或两种以上金属形成的合金构成的催化剂。
2.1.5
核壳催化剂 core-shelcatalyst
含有一个核和一个包覆在该核上的壳组成的催化剂。
2.1.6
作为电极的组成部分用于担载电催化剂的物质。
2.1.7
电解质 electrolyte
含有可移动离子因而具有离子传导能力的液态或固态物质。
2.1.8
聚合物电解质 polymerelectrolyte
含有可移动离子因而具有离子传导能力的聚合物。
2.1.9
以质子为导电电荷的聚合物电解质膜。
2.1.10
非氟质子交换膜 non-fluorinatedPEM
不含有任何氟原子的质子交换膜。
2.1.11
磺酸质子交换膜 sulfonatedPEM
通过磺酸基团传导质子的质子交换膜。
2.1.12
全氟质子交换膜 perfluorinatedPEM
高分子链上的氢原子全部被氟原子取代的质子交换膜。
2.1.13
复合膜 compositemembrane
由两种或两种以上材料组成的膜。
2.1.14
炭布 carboncloth
由炭纤维织成的多孔布。
2.1.15
炭纸 carbonpaper
(以可碳化的粘结剂)把均匀分散的炭纤维粘结在一起后而形成的多孔纸状型材。
2.1.16
燃料 fuel
能够在阳极被氧化产生自由电子的物质。
2.1.17
原燃料 rawfuel
从外部源供给燃料电池发电系统的未经过重整的燃料。
2.1.18
重整气 reformate
原燃料通过燃料重整系统转化得到的富氢气体。
2.1.19
氧化剂 oxidant
能够在阴极得到电子被还原的物质。
2.1.20
洁净反应气 cleangaseousreactant
不含气体污染物或其含量低到不会对燃料电池性能和寿命带来任何影响的反应气。
2.1.21
污染物 contaminant
存在于反应气或电解质中(除水以外的)以很低的浓度便可对电极的氢氧化或氧还原催化活性或电
解质的质子传导能力造成影响,进而影响电池性能或寿命的物质。
2.2 部件及功能区域
2.2.1
端板 endplate
位于燃料电池堆电流流动方向的两端,用于给叠在一起的电堆组件传送所需压紧力的部件。
2.2.2
集流板 currentcolector
位于电堆两端用来传导电堆所产生电流的导电板。
2.2.3
极板 polarplate
电池堆中隔离单电池、引导流体流动、传导电子的导电板。
2.2.4
单极板 monopolarplate
仅一侧含有反应物(燃料或氧化剂)供应、分布和生成物排出的流场(也可能包含传热介质流场)的
极板。
2.2.5
双极板 bipolarplate
两侧均有为反应物(一侧为燃料和另一侧为氧化剂)供应、分布和生成物排出的流场(也可能包含传
热介质流场)的极板。
2.2.6
流场 flowfield
为反应物、反应产物或冷却介质的进出及(合理)分布而在极板上加工的各种形状的流道的组合。
2.2.7
电极 electrode
和电解质相接触,提供电化学反应区域,并将电化学反应产生的电流导入或导出电化学反应池的电
子导体(或半导体)。
2.2.8
阳极 anode
燃料的氧化反应发生所在电极。
2.2.9
阴极 cathode
氧化剂的还原反应发生所在电极。
2.2.10
催化层 catalystlayer
含有电催化剂的薄层,通常具有离子和电子传导性。
注:在燃料电池中,催化层一面和电解质膜相邻,构成了可发生电化学反应的空间区域。
2.2.11
气体扩散层 gasdiffusionlayer;GDL
放置在催化层和极板之间形成电接触的多孔基层,该层允许反应物进入催化层和反应产物离开催
化层。
2.2.12
支撑层 supportinglayer
气体扩散层中具有机械支撑作用的多孔基层。
2.2.13
微孔层 microporouslayer;MPL
处于催化层和支撑层之间,促进反应气及反应产物有效传递和分配的多孔薄层。
2.2.14
将催化层直接制备在气体扩散层上而得到的多孔电极。
2.2.15
催化剂涂覆膜 catalyst-coatedmembrane;CCM
双表面带有催化层分别形成阴极和阳极反应区的质子交换膜。
2.2.16
膜电极组件 membrane-electrodeassembly;MEA
由电解质膜和分别置于其两侧的气体扩散电极或由催化剂涂覆膜和分别置于其两侧的气体扩散层
通过一定的工艺组合在一起构成的组件。多被简称为膜电极。
2.2.17
三相界面 three-phaseboundary
催化层内电子、离子、反应物能同时达到的微型结构空间区域,在此区域电化学反应可能发生。
2.2.18
电堆接线端子 stackwiringlead
燃料电池堆向外供应电力的输出接线端,也称为电池堆电端。
2.2.19
歧管 manifold
为燃料电池或燃料电池堆输送流体或从中收集流体并排出的管道。
注1:外部歧管的设计是针对摞在一起的单电池,气体混合物从一个中央源被送往大的燃料和氧化剂的进口,该进
口覆盖紧邻的电池堆端并用恰当设计的密封垫密封。类似的系统在对面端收集废气。
注2:内部歧管是由双极板、MEA及密封垫经组装后形成的电堆内部通道,用于为每节单电池输送和/或排出反应
物和/或反应产物,某些结构的电堆还包括输送和排出冷却液的内部歧管。
2.3 电池/系统
2.3.1
单电池 singlecelorunitcel
燃料电池的基本单元,由一组膜电极组件及相应的单极板或双极板组成。
注:通常,处于电堆中的某一节单电池称为unitcel,具有独立结构的一个单电池称为singlecel。
2.3.2
燃料电池 fuelcel
将外部供应的燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能(直流电)及生成热和反应产物的电化学
装置。
2.3.3
可再生燃料电池 regenerativefuelcel
能够通过使用燃料和氧化剂产生电能和产物,又可通过使用外部电能对前述产物进行电解而产生
该燃料和该氧化剂的电化学装置。
2.3.4
直接醇燃料电池 directalcoholfuelcel
在电堆阳极直接氧化醇类物质的燃料电池。
2.3.5
在电堆阳极直接氧化甲醇的燃料电池。
2.3.6
用质子交换膜做电解质的燃料电池。
2.3.7
电堆/燃料电池堆 stack/fuelcelstack
由两个或多个单电池和其他必要的结构件组成的、具有统一电输出的组合体。
注:必要结构件包括:极板、集流板、端板、密封件等。
2.3.8
短堆 shortstack
具有额定功率电堆的结构特征但其中单电池数量显著小于按额定功率设计的电堆中单电池数量的
电堆。
2.3.9
燃料电池模块 fuelcelmodule
一个或多个燃料电池堆和其他主要及适当的附加部件构成的集成体。
注:一个燃料电池模块可由以下几个主要部分组成:一个或多个燃料电池堆、输送燃料、氧化剂和废气的管路系统、
电池堆输电的电路连接、监测和/或控制手段。此外,燃料电池模块还可包括:额外流体(如冷却介质,惰性气
体)的输送部件,检测正常或不正常运行条件的部件,外壳或压力容器,和模块的通风系统。
2.3.10
燃料电池发电系统 fuelcelpowersystem
由燃料电池模块和必要的辅助部件组成的一个完整的可稳定运行的发电系统,通常简称为燃料电
池系统。
2.3.11
不被永久紧固或其他形式固定在一个特定位置使用的燃料电池发电系统。
2.3.12
固定在移动交通工具上,但不作为其动力电源的燃料电池发电系统。
2.3.13
便于携带且带有燃料容器的燃料电池发电系统。
注:微型燃料电池发电系统直流输出电压不超过60V,输出功率不超过240W。
2.3.14
连接并固定于某一位置的燃料电池发电系统。
2.3.15
向外部用户提供电能和热能的燃料电池系统。
2.3.16
以燃料电池发电系统为主要电力源直接或间接给驱动电机提供驱动电力的电动汽车。
2.4 控制系统及辅助功能部件
2.4.1
通风系统/模块 ventilationsystem/module
通过机械或者自然方式实现燃料电池系统的机壳内外空气交换的系统或模块。
2.4.2
由检测器件、执行器件和控制单元等组成的系统或模块,用以使燃料电池发电系统在无需人工干预
时自动启动、运行和关机。
2.4.3
排气系统/模块 exhaustsystem/module
负责把燃料电池系统产生的尾气和废气排到外界环境中的系统或模块。
2.4.4
把电堆发出的直流电转变成满足负载所需的直流电或交流电的系统或模块。
2.4.5
将原燃料转化为燃料电池电堆可用燃料及必要时对其加压、由化学和/或物理处理设备以及相关的
热交换器和控制器所组成的系统或模块。
2.4.6
燃料供应系统/模块 fuelsupplysystem/module
为燃料电池系统提供燃料贮存、供给和调节功能的系统或模块。
2.4.7
为保持燃料电池系统在工作时,内部各模块的温度在正常范围内而提供冷却、散热和/或加热、也可
能提供对过剩热再利用功能的系统或模块。
2.4.8
为保持燃料电池系统内部相关模块所需的水满足其正常运行要求、也可能为实现水的再利用而进
行管理的系统或模块。
2.4.9
用以对燃料电池系统所用的回收水或补充水进行必要处理的系统或模块。
2.4.10
用于把从电堆中排放出的尾气进行处理以达到相关排放标准的系统或模块,主要为去除或稀释阳
极尾气中没有反应的燃料。
2.4.11
对输入的氧化剂进行计量、调控、处理以便供燃料电池发电系统使用的系统或模块。
2.4.12
辅助系统 balanceofplant;BOP
燃料电池系统中除了燃料电池堆或燃料电池模块的其他所有组件的总称,其功能为保障燃料电池
堆或燃料电池模块的正常运行。
2.4.13
内电源模块 internalpowermodule
燃料电池系统中用来启动燃料电池、或帮助燃料电池为负载供电、或在燃料电池待机时为寄生负载
提供电能的模块。
2.4.14
通信模块 communicationmodule
负责燃料电池系统内部模块间或燃料电池系统和外部系统(如氢源系统)进行信息交流的模块。
2.4.15
水气转换反应器 water-gasshiftreactor
用于使重整反应产生的一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的反应器。
2.4.16
增湿器 humidifier
提升燃料和/或氧化剂气体湿度的装置。
2.4.17
重整器 reformer
由原燃料制备富氢气体混合物的反应装置。
注:有几种类型的重整器,如平板式、单管式、多管式、多双管式和多管环式。
2.4.18
燃料加注耦合器 fuelingcoupler
加注燃料时燃料电池汽车或其他燃料接受系统和燃料供应站之间的连接组件。
注:燃料加注耦合器也可以提供冷却水,以及跟燃料供应有关的通信信息。燃料加注耦合器包括加注口和加注枪。
2.4.19
脱硫器 desulfurizer
除去原燃料中硫化物或其中硫元素的装置。
2.4.20
再循环器 recirculator
把电堆的排出尾气送回到反应气流中的装置。也称作回流器。
3 物理量及参数
3.1 实物特性相关
3.1.1
Pt担载量 Ptloading
燃料电池(电极)单位活性面积上Pt的量。
注:要明确是单独阳极或单独阴极Pt担载量,或者阳极和阴极Pt担载量的总和。
3.1.2
催化剂担载量 catalystloading
燃料电池(电极)单位活性面积上催化剂的量。
注:要明确是单独阳极或单独阴极担载量,或者阳极和阴极担载量的总和。
3.1.3
催化剂面积比活性 catalystareaactivity
燃料电池在给定电压下电极中单位电化学表面积的电催化剂所输送的电流。
3.1.4
燃料电池在给定电压下电极上单位质量的电催化剂所输送的电流。
3.1.5
电极活性/有效面积 electrodeactive/effectivearea
垂直于电流流动方向的电极的几何面积。
3.1.6
电极中能够参与电化学反应的电催化剂表面的面积总和。
注:电化学表面积表示为 m2。
3.1.7
极板的流场部分的平面投影面积与极板总平面投影面积的比值。
注:流场部分面积指可与膜电极活性区域相对应的面积。
3.1.8
质子交换膜中平均到每个传导质子的基团所带有的水分子数。
3.1.9
每摩尔离子基团所对应的干膜的质量,单位为g/mol。
了膜的酸浓度。
3.1.10
在给定温度和湿度下相对于干膜在横向、纵向和厚度方向的尺寸变化比例,用%表示。
3.1.11
质子传导率 protonconductivity
膜的质子传导能力,表征为膜在单位电场强度下所能传导的电流密度,单位是S/cm。
3.1.12
透气率 gaspermeability
在单位压力下单位时间内透过单位面积和单位厚度物体的气体量。
3.1.13
孔隙率 porosity
一个物件中所有孔的体积和该物件几何体积的比值。
注:在质子交换膜燃料电池中,孔隙率是催化层、微孔扩散层、气体扩散层的表征参数之一。
3.1.14
由电子和离子电阻造成的燃料电池内部的欧姆电阻。
注:欧姆意指电压降和电流的关系服从欧姆定律。
3.1.15
低可燃极限 lowerflammablelimit
可燃气体或蒸汽在与助燃气体形成的均匀混合系中能够被点燃并能转播火焰时的最低浓度(体积
分数)。
3.1.16
再循环率 recirculationratio
再循环反应物所占输入反应物的量的比例,也称回流比。
3......
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