中华人民共和国国家标准
GB/T 31886.1-2015
反应气中杂质对质子交换膜燃料 电池性能影响的测试方法 第1部分：空气中杂质
Test method about the influence of gaseous contaminants inreaction gas on the performance of proton exchange membrane fuel cells-Part 1:Gaseous contaminants in air
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
GB/T31886（反应气中杂质对质子交换膜燃料电池性能影响的测试方法》分为以下2个部分：
第1部分：空气中杂质；
第2部分：氢气中杂质.
本部分为GB/T31886的第1部分.
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.
本标准由中国电器工业协会提出.
本标准由全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会（SAC/TC342）归口.
本标准负责起草单位：中国科学院大连化学物理研究所、机械工业北京电工技术经济研究所、新源动力股份有限公司、武汉邮电科学研究院、同济大学、清华大学、武汉理工大学.
本标准主要起草人：梁栋、田超贺、肖宇、侯明、侯中军、齐志刚、石伟玉、侯永平、衣宝廉、裴普成、李赏、尹航.
反应气中杂质对质子交换膜燃料 电池性能影响的测试方法 第1部分：空气中杂质
1范围
本标准规定了空气中的SO、NO.杂质气体对质子交换膜燃料电池性能影响方面的相关术语和定义、测试平台及仪器仪表要求、测试前的准备、测试方法及测试报告.
本标准适用于燃料为纯氢（>99.9%）、氧化剂为空气的质子交换膜燃料电池单电池（以下简称“燃料电池"）.
适用本标准所述测试方法的空气中杂质气体的体积分数不低于1μL/L.
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本文件.
GB3095-2012环境空气质量标准GB/T5274气体分析校准用混合气体的制备称量法GB/T3634.22011氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢GB/T20042.12005质子交换膜燃料电池术语 GB/T20042.5质子交换膜燃料电池第5部分：膜电极测试方法GB/T28816-2012燃料电池术语
3术语和定义
GB/T20042.1-2005、GB/T28816-2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件.
3.1
洁净空气clean air
注1：本标准中洁净空气的定文仅针对其作为燃料电池氧化剂的用途方面. 所含各种污染物浓度均不超过GB3095-2012中4.2所规定的年平均一级浓度限值的空气.注2：本标准推荐采用的洁净空气为配制气体，氧浓度为21%，平衡气为氮气.
3.2
空气中杂质气体gaseous contaminantsin air
空气中所含的极少量（体积分数不超过0.1mL/L）便可造成燃料电池性能明显降低的气体组分.注：本标准适用空气杂质气体为SO：和NO
燃料电池中毒fuel cell poisoning
由反应气中含有的杂质气体所造成的燃料电池电压衰减的现象.注：本标准中的“中毒”均指“燃科电池中毒”.
3.4
毒化操作poisoning operation
使燃料电池采用含杂质气体的反应气运行的过程.
注1：本标准中毒化的定文仅针对燃料电池.注2：本标准中杂质特指空气中杂质.
4测试平台及仪器仪表要求
4.1燃料电池测试平台
本标准中所采用的测试平台如图1所示，测试平台中的部件包括：
燃料电池温度控制单元：对燃料电池进行精确的温度控制：反应气流量、压力控制单元及温度、湿度控制单元：对输人燃料电池的燃料及氧化剂的流量、压尾气处理单元：实现尾气的安全排放： 力及湿度、温度进行精确控制：恒电流电子负载：对燃料电池进行恒电流加载运行.数据采集单元：采集并记录试验参数及测量数据，其采样能力可实现对每一参数的连续采样间隔不超过1s.
于A点（从A点至燃料电池空气人口段管路长度不超过10cm）接人的洁净空气主流路，杂质空气支 测试平台流程示意图中，其氧化剂流路由洁净空气主流路及杂质空气支流路构成，杂质空气支流路流路管路应选用对SO、NO，等气体组分无吸附或改性作用的材质，或通过对其他材质管路内壁进行一定的表面涂层处理以避免对SO、NO，等气体组分的吸附或改性.
测试平台流程示意图中燃料电池指燃料电池单池.
图1测试平台流程示意图
4.2测试用仪表精度要求
测试中（实验输出）参数测量值的精度要求应该满足表1的要求.
表1测量精度要求
测试项目 精度要求 备注电压（V) 《±1% 按最大预期值计电流（A) ≤±0 5% 按最大预期值计压力（kPs) 流量（mL/min） 《士2 ≤±3% 按最大预期值计 按最大预期值计温度（℃） <±1℃相对湿度（%） ≤±3% 按相对误差计 5测试前准备 5.1待测燃料电池的基本信息 依据GB/T20042.5-2009中6.1样品制备及6.2测试仪器和设备的规定，提供待测燃料电池基本信息如下： -流场板采用蛇形流场的纯石墨板： 样品膜电极有效面积为50cm²，并对有效面积之外的四周进行密封处理：一集流板采用镀银或镀金处理的不锈钢板；一燃料电池制造商提供阴阳极催化层铂担量. 5.2测试条件的确定 依据GB/T20042.5-2009中6.7规定的常压测试方法，需确定以下测试条件： 所采用杂质的种类（X）及目标杂质浓度（cx）：燃料电池的运行温度：75C；测试电流密度分别为：200mA/em²、500mA/cm²和800mA/cm²; 燃料电池测试过程中的最低电压（U）：0.3V；最长毒化时间（tax）：10h；一氢气化学计量比为1.2，相对湿度为100%，出口背压为0MPa；测试过程中每一参数连续采样间隔不超过1min.其中电压及电流连续采样间隔不超过10s. 一空气化学计量比为2.5，相对湿度为100%，出口背压为0MPa； 5.3反应气体准备 本标准采用稀释的方法得到杂质气体体积分数为cx的空气，通过配制杂质气体体积分数为（x的空气，并将其按一定的稀释比例与洁净空气相混合，从而达到燃料电池制造商指定的测试所采用的含 杂质气体的体积分数.含杂质气体的空气稀释后，其杂质的体积百分比为稀释前的1%～5%. 稀释前空气中杂质气体的体积分数（cx）的计算如式（1）： 式中： （x燃料电池制造商指定的测试所采用的杂质气体的体积分数；d一稀释比例，即稀释后与稀释前杂质体积分数比. cx-一稀释前空气中杂质气体的体积分数；
