质子交换膜电导率测试系统

技术领域

本发明涉及质子交换膜电导率测试技术领域，具体地，涉及一种质子交换膜电导率测试系统。

背景技术

氢燃料电池是一种将氢气和氧气的化学能直接转换为电能的发电装置。质子交换膜是氢燃料电池的重要组成部分，其对氢燃料电池的性能起着关键作用。电导率作为反映质子交换膜通过一定浓度的质子形成电流的能力，是质子交换膜的重要物理参数。相关技术中，质子交换膜的电导率测试装置和测试方法存在测试温度、湿度、压力等不稳定、不准确的问题，电导率的测试结果无法保证。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明实施例提出一种质子交换膜电导率测试系统，该质子交换膜电导率测试系统的温度、湿度等测试工况可自行校正，使得测试样品能够处于稳定的湿度和温度环境下，保证了测试样品电导率测试的准确性。

根据本发明实施例的质子交换膜电导率测试系统包括：测试仓，所述测试仓包括仓体和测试夹具，所述测试夹具设在所述仓体内，所述测试夹具用于夹持质子交换膜；湿度调节装置，所述湿度调节装置包括湿度传感器、氢气储罐、氮气储罐、第一控制器、第二控制器和加湿器，所述湿度传感器设在所述仓体内，所述第一控制器的进口均与所述氢气储罐和所述氮气储罐可连通，所述第二控制器的进口均与所述氢气储罐和所述氮气储罐可连通，所述第一控制器的出口和所述第二控制器的出口均与所述仓体的内腔连通，所述加湿器串联在所述第二控制器和所述仓体之间，所述湿度调节装置用于调节所述仓体内的湿度；温度调节装置，所述温度调节装置包括温度传感器和加热器，温度传感器和所述加热器均设在所述仓体内，所述温度调节装置用于调节所述仓体内的温度；压力调节装置，所述压力调节装置与所述仓体相连，所述压力调节装置用于调节所述仓体内的压力；电化学工作站，所述电化学工作站与所述测试夹具相连；控制终端，所述湿度调节装置、所述温度调节装置、所述电化学工作站均与所述控制终端电性相连，所述控制终端用于控制所述第一控制器和所述第二控制器动作以调整所述仓体内干氢气、干氮气、湿氢气、湿氮气的充入比例。

根据本发明实施例的质子交换膜电导率测试系统，该质子交换膜电导率测试系统的温度、湿度等测试工况可自行校正，使得测试样品能够处于稳定的湿度和温度环境下，保证了测试样品电导率测试的准确性。

在一些实施例中，所述湿度调节装置还包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第一阀组，所述第一阀组具有A口、B口、C口和D口，所述第一管路的一端与所述氢气储罐连通，所述第一管路的另一端与所述第一阀组的A口连通，所述第二管路的一端与所述氮气储罐连通，所述第二管路的另一端与所述第一阀组的B口连通，所述第三管路的一端与所述第一阀组的C口连通，所述第三管路的另一端与所述第一控制器的进口连通，所述第四管路的一端与所述第一阀组的D口连通，所述第四管路的另一端与所述第二控制器的进口连通。

在一些实施例中，所述湿度调节装置还包括第五管路、第六管路、第七管路和第二阀组，所述第二阀组具有E口、F口和G口，所述第五管路的一端与所述第一控制器的出口连通，所述第五管路的另一端与所述第二阀组的E口连通，所述第六管路的一端与所述第二控制器的出口连通，所述第七管路的一端与所述第二阀组的G口连通，所述第七管路的另一端与所述仓体连通，所述加湿器串接在所述第六管路上。

在一些实施例中，所述湿度调节装置还包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀串接在所述第五管路上，所述第二单向阀串接在所述第六管路上，且所述第二单向阀位于所述第二控制器和所述加湿器之间。

在一些实施例中，所述压力调节装置包括卸压阀门和压力显示器，所述卸压阀门用于对所述仓体的内腔进行卸压，所述压力显示器用于显示压力值。

在一些实施例中，所述压力调节装置还包括除水器，所述除水器串接在所述卸压阀门和所述仓体之间。

在一些实施例中，所述测试夹具包括第一夹具、第二夹具、导向杆、安装座和顶压组件，所述第一夹具和所述第二夹具均设在所述仓体内，所述第一夹具上设有第一参比电极和第一工作电极，所述第二夹具上设有第二参比电极和第二工作电极，所述第一夹具和所述第二夹具用于将质子交换膜夹紧在所述第一参比电极和第二工作电极之间、所述第二参比电极和所述第一工作电极之间，所述第一参比电极、所述第一工作电极、所述第二参比电极、所述第二工作电极适于与电化学工作站相连，所述安装座穿设在所述仓体的仓壁上，所述导向杆连接在所述第一夹具和所述安装座之间，所述第二夹具设在所述安装座和所述第一夹具之间并导向滑移装配在所述导向杆上，所述顶压组件穿设在所述安装座上并沿着所述导向杆的延伸方向位置可调，所述顶压组件用于顶推所述第二夹具以使所述第一夹具和所述第二夹具夹紧所述质子交换膜。

在一些实施例中，所述顶压组件包括顶杆、压力表、调节座、弹性件和固定件，所述调节座配合在所述安装座内并沿着所述导向杆的延伸方向位置可调，所述调节座内设有安装孔，所述安装孔沿着所述导向杆的延伸方向延伸，所述顶杆的一端配合在所述安装孔内且沿着所述安装孔可移动，所述顶杆的另一端穿过所述安装座并用于与所述第二夹具止抵，所述弹性件设置所述安装孔内且所述弹性件的一端与所述顶杆止抵，所述压力表的探针适于插入所述安装孔内并与所述弹性件的另一端止抵，所述固定件用于将所述压力表和所述调节座固定。

在一些实施例中，所述第一参比电极和所述第二参比电极为铂柱，所述第一工作电极和所述第二工作电极为铂片，所述第一工作电极和所述第二工作电极均具有重合段和非重合段，在所述导向杆的延伸方向上，所述第一工作电极的重合段与所述第二工作电极的重合段叠压重合，所述第一参比电极与所述第二工作电极的非重合段相对应，所述第二参比电极与所述第一工作电极的非重合段相对应。

在一些实施例中，所述仓体包括第一仓体、第二仓体和紧固件，所述仓体通过所述第一仓体和所述第二仓体密封扣合形成，所述紧固件的一端与所述第一仓体相连，所述紧固件的另一端与所述第二仓体相连，所述紧固件用于将所述第一仓体和所述第二仓体夹紧固定。

附图说明

图1是根据本发明实施例的质子交换膜电导率测试系统的整体结构示意图。

图2是图1中测试仓的整体结构立体示意图。

图3是图2中测试仓的剖视示意图。

图4是图3中质子交换膜布置示意图。

附图标记：

测试仓1；第二仓体11；第一仓体12；导向杆13；安装座14；调节座15；顶杆16；紧固螺母17；紧固螺栓18；湿度传感器19；温度调节装置110；进气孔111；排气孔112；第二夹具113；第一夹具114；压力表115；弹性件116；固定件117；第一参比电极118；第一工作电极119；第二参比电极120；第二工作电极121；质子交换膜122；

湿度调节装置2；氢气储罐21；氮气储罐22；第一管路23；第二管路24；第一阀组25；第四管路26；第三管路27；第二控制器28；第一控制器29；第二单向阀210；第一单向阀211；加湿器212；第五管路213；第六管路214；第七管路215；第二阀组216；

压力调节装置3；除水器31；卸压阀门32；压力显示器33；

电化学工作站4；

控制终端5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图4所示，根据本发明实施例的质子交换膜电导率测试系统包括测试仓1、湿度调节装置2、温度调节装置110、压力调节装置3、电化学工作站4和控制终端5。

测试仓1包括仓体和测试夹具，测试夹具设在仓体内，测试夹具用于夹持质子交换膜122.具体地，如图2和图3所示，仓体可以为方形壳体，测试夹具设在仓体内，仓体能够为测试过程提供相应的测试环境。

湿度调节装置2包括湿度传感器19、氢气储罐21、氮气储罐22、第一控制器29、第二控制器28和加湿器212，湿度传感器19设在仓体内，第一控制器29的进口均与氢气储罐21和氮气储罐22可连通，第二控制器28的进口均与氢气储罐21和氮气储罐22可连通，第一控制器29的出口和第二控制器28的出口均与仓体的内腔连通，加湿器212串联在第二控制器28和仓体之间，湿度调节装置2用于调节仓体内的湿度。

具体地，如图1所示，湿度传感器19设在仓体内，湿度传感器19能够实时监测仓体内的湿度。氢气储罐21用于存储氢气，氮气储罐22用于存储氮气。第一控制器29和第二控制器28均具有流量控制功能和阀门功能，例如，第一控制器29和第二控制器28可以为流量控制器。在一些实施例中，氮气储罐22和氢气储罐21可以均与第一控制器29、第二控制器28连通，由此，第一控制器29和第二控制器28内可以分别流通氮气和氢气。

加湿器212串接在第二控制器28和仓体之间的管路上，从第二控制器28流通的氮气和氢气可以经由加湿器212加湿，由此，经由第一控制器29的管路可以向仓体内供入干燥的氢气或氮气，经由第二控制器28的管路可以向仓体内供入加湿的氢气或氮气。

温度调节装置110包括温度传感器和加热器，温度传感器和加热器均设在仓体内，温度调节装置110用于调节仓体内的温度。具体地，如图2所示，温度传感器和加热器均设在仓体内，温度传感器能够实时感知仓体内的温度，加热器能够对仓体的测试环境加热，从而可以保证仓体内的测试环境始终处于合适的温度范围内。

压力调节装置3与仓体相连，压力调节装置3用于调节仓体内的压力。具体地，如图1所示，压力调节装置3可以为自动卸压，也可以为手动卸压，例如，当压力调节装置3为自动卸压时，压力调节装置3可以包括卸压阀门32和压力传感器，压力传感器设在仓体内并能够实时监测仓体内的压力，当监测的压力较大时，卸压阀门32自行开启并卸压，直至压力传感器所监测的压力调至需要的大小。

电化学工作站4与测试夹具相连。具体地，电化学工作站4与仓体内的测试夹具电性相连，由此，通过电化学工作站4可以实现对质子交换膜122电导率的测试。

湿度调节装置2、温度调节装置110、电化学工作站4均与控制终端5电性相连，控制终端5用于控制第一控制器29和第二控制器28动作以调整仓体内干氢气、干氮气、湿氢气、湿氮气的充入比例。

具体地，如图1所示，控制终端5可以为PC终端，湿度调节装置2的湿度传感器19、第一控制器29、第二控制器28、第一阀组25、第二阀组216均与控制终端5电性相连。控制终端5可以根据湿度传感器19监测的湿度情况控制第一控制器29、第二控制器28、第一阀组25、第二阀组216动作，从而实现对仓体测试环境的湿度的自行调节，确保了仓体内的测试环境始终处于合适的湿度。

温度调节装置110的温度传感器和加热器也分别与控制终端5电性相连，控制终端5可以根据温度传感器监测的温度情况控制加热器动作，从而实现对仓体测试环境的温度的自行调节，确保了仓体内的测试环境始终处于合适的温度。

根据本发明实施例的质子交换膜电导率测试系统，该质子交换膜电导率测试系统的温度、湿度等测试工况可自行校正，使得测试样品能够始终处于稳定的湿度和温度环境下，保证了测试样品电导率测试的准确性。

在一些实施例中，湿度调节装置2还包括第一管路23、第二管路24、第三管路27、第四管路26和第一阀组25，第一阀组25具有A口、B口、C口和D口，第一管路23的一端与氢气储罐21连通，第一管路23的另一端与第一阀组25的A口连通，第二管路24的一端与氮气储罐22连通，第二管路24的另一端与第一阀组25的B口连通，第三管路27的一端与第一阀组25的C口连通，第三管路27的另一端与第一控制器29的进口连通，第四管路26的一端与第一阀组25的D口连通，第四管路26的另一端与第二控制器28的进口连通。

具体地，如图1所示，第一阀组25可以为四通阀，第一阀组25具有A口、B口、C口、D口四个接口，A口、B口可以分别与C口导通，A口、B口也可以分别与D口导通。氢气可以经由A口分别流至C口或D口，进而可以分别流入第一控制器29和第二控制器28内。氮气可以经由B口分别流至C口或D口，进而可以分别流入第一控制器29和第二控制器28内。由此，通过控制第一阀组25动作即可实现对氢气和氮气分别向第一控制器29和第二控制器28内的输送，简化了湿度调节装置2的管路布置形式。

在一些实施例中，湿度调节装置2还包括第五管路213、第六管路214、第七管路215和第二阀组216，第二阀组216具有E口、F口和G口，第五管路213的一端与第一控制器29的出口连通，第五管路213的另一端与第二阀组216的E口连通，第六管路214的一端与第二控制器28的出口连通，第七管路215的一端与第二阀组216的G口连通，第七管路215的另一端与仓体连通，加湿器212串接在第六管路214上。

具体地，如图1所示，第五管路213和第六管路214并联布置，第五管路213和第六管路214均与第二阀组216连通，第二阀组216和仓体之间仅通过第七管路215连通即可。由此，使得仓体上仅设有一个进气孔111即可，有利于保证仓体的密封性。可以理解的是，在其他一些实施例中，第五管路213和第六管路214也可以直接与仓体连通，此时可以不设第二阀组216和第七管路215。

在一些实施例中，湿度调节装置2还包括第一单向阀211和第二单向阀210，第一单向阀211串接在第五管路213上，第二单向阀210串接在第六管路214上，且第二单向阀210位于第二控制器28和加湿器212之间。

具体地，如图1所示，第五管路213和第六管路214上分别设有第一单向阀211和第二单向阀210，由此，可以避免氢气或氮气逆流的情况。

在一些实施例中，压力调节装置3包括卸压阀门32和压力显示器33，卸压阀门32用于对仓体的内腔进行卸压，压力显示器33用于显示压力值，压力调节装置3还包括除水器31，除水器31串接在卸压阀门32和仓体之间。具体地，如图1所示，卸压阀门32通过管路与仓体的排气孔112连通，压力显示器33能够显示气体的压力，从而方便了将仓体内的压力调至合理的大小。除水器31具有除水功能，避免了水分流入卸压阀门32和压力显示器33的情况。

在一些实施例中，测试仓1包括仓体和测试夹具，如图2和图3所示，仓体可以为分体式设计，即仓体可以由两部分密封拼合而成，仓体的内腔用于为质子交换膜122的电导率测试提供测试环境。可以理解的是，在其他一些实施例中，仓体上也可以为一体式设计，例如可以在仓体上设有开门或开窗结构，从而方便质子交换膜122的放入。

测试夹具包括第一夹具114、第二夹具113、导向杆13、安装座14和顶压组件，第一夹具114和第二夹具113均设在仓体内，第一夹具114上设有第一参比电极118和第一工作电极119，第二夹具113上设有第二参比电极120和第二工作电极121，第一夹具114和第二夹具113用于将质子交换膜122夹紧在第一参比电极118和第二工作电极121之间、第二参比电极120和第一工作电极119之间，第一参比电极118、第一工作电极119、第二参比电极120、第二工作电极121适于与电化学工作站4相连，安装座14穿设在仓体的仓壁上，导向杆13连接在第一夹具114和安装座14之间，第二夹具113设在安装座14和第一夹具114之间并导向滑移装配在导向杆13上，顶压组件穿设在安装座14上并沿着导向杆13的延伸方向位置可调，顶压组件用于顶推第二夹具113以使第一夹具114和第二夹具113夹紧质子交换膜122。

具体地，如图3所示，测试夹具的安装座14一体设在仓体的顶壁上，安装座14的一部分位于仓体的外侧，安装座14的另一部分位于仓体内。第一夹具114和第二夹具113均设在仓体的内部，第一夹具114和第二夹具113均大体为扁四棱柱状，其中第一夹具114通过导向杆13与安装座14连接固定，导向杆13可以设有多个，各导向杆13的一端均与第一夹具114连接固定，各导向杆13的另一端均与安装座14的底部连接固定。导向杆13沿着上下方向延伸，第二夹具113上设有供各导向杆13穿过的导向孔，第二夹具113设在第一夹具114和安装座14之间并沿着各导向杆13的延伸方向可上下移动，第一夹具114和第二夹具113之间用于放置质子交换膜122。

顶压组件可以为一根顶推杆，且顶推杆可以与安装座14螺纹装配，顶推杆的底端伸入仓体内。由此，当顶推杆向下移动时，顶推杆能够与第二夹具113止抵，通过顶推杆的顶压可以实现第一夹具114和第二夹具113的夹紧固定，从而可以实现对质子交换膜122的夹紧固定。

如图4所示，第一夹具114上设有第一工作电极119和第一参比电极118，第二夹具113上设有第二工作电极121和第二参比电极120。需要说明的是，第一工作电极119和第二工作电极121之间、第一参比电极118和第二参比电极120之间均通过软导线电性相连，然后第二夹具113上的所有电极均通过导线连接至仓体外侧并与电化学工作站4相连。其中第一工作电极119和第二工作电极121在宽度方向上部分重合，第一工作电极119和第二工作电极121在上下方向的重叠部分即为质子交换膜122测试的有效面积。本实施例中第一参比电极118和第二工作电极121在上下方向上正对，第二参比电极120和第一工作电极119在上下方向上正对。

需要说明的是，为了保证仓体内的密封性，导线和仓体之间、安装座14和仓体之间均需要具有较好的密封性。

根据本发明实施例的测试仓1，测试夹具采用二电极四端口的设计思路，测试过程中，质子交换膜122的测试放置位置与质子交换膜122实际使用中的摆放位置一致，使得测试的电导率方向为电池真实工作时质子传导方向，并且有效地减弱了由于膜较薄而带来的电感效应影响。由此，可有效模拟燃料电池质子传导方向，避免了相关技术中采用平面测试的测试仓1存在质子交换膜122阻抗测试方向与实际质子传输方向不一致的问题，尤其针对复合增强型质子交换膜122，通过采用本实施例的测试仓1测试可以有效表征复合增强型质子交换膜122在实际使用方向上的电导率值，进而能够评估质子交换膜122在横截面方向上传输质子的能力，为后续质子膜的研发和生产提供理论和数据支撑，提高了质子交换膜122电导率的测试精度。

另外，本实施例的测试仓1所需要的样品量较小，可有效节省测试成本，提高测试效率，减少测试系统误差；相较单电池测试质子交换膜122阻抗，该测试仓1可有效除去制作膜电极过程，很大程度上节约测试时间，提高了测试效率。

在一些实施例中，顶压组件包括顶杆16、压力表115、调节座15、弹性件116和固定件117，调节座15配合在安装座14内并沿着导向杆13的延伸方向位置可调，调节座15内设有安装孔，安装孔沿着导向杆13的延伸方向延伸，顶杆16的一端配合在安装孔内且沿着安装孔可移动，顶杆16的另一端穿过安装座14并用于与第二夹具113止抵，弹性件116设置安装孔内且弹性件116的一端与顶杆16止抵，压力表115的探针适于插入安装孔内并与弹性件116的另一端止抵，固定件117用于将压力表115和调节座15固定。

具体地，如图3所示，安装座14内设有螺纹孔，螺纹孔沿着上下方向延伸，调节座15螺纹配合在螺纹孔内，本实施例中顶杆16、弹性件116、压力表115、固定件117均设在调节座15上，调节座15内设有安装孔，顶杆16的顶端配合在安装孔内，且顶杆16可以在安装孔内上下移动，需要说明的是，顶杆16的顶端从安装孔内不可脱出，例如，顶杆16的顶端周侧可以设有凸起，安装孔的底端孔口可以与凸起挡止，从而限制了顶杆16从安装孔的底部端口脱出。

弹性件116可以为弹簧，弹性件116装配在安装孔，且弹性件116位于顶杆16的上侧。压力表115具有探针（接触探头），安装压力表115时，将压力表115的探针插入安装孔内并使得压力表115的探针与弹性件116的顶端止抵，然后通过上下调整压力表115的位置即可实现对压力表115的校正归零，需要说明的是，弹性件116的设置使得压力表115的探针能够受到作用力，从而方便了压力表115的校正归零。当压力表115校正归零后，可以通过固定件117将压力表115与调节座15固定，固定件117可以为环形堵头，固定件117可以套设在压力表115探针的外周侧并配合在安装孔内，当压力表115校正归零后，可以将固定件117楔入探针和安装孔之间。

当需要夹紧第一夹具114和第二夹具113时，通过旋转调节座15，调节座15能够上下移动，从而可以带动顶杆16上下移动，移动的顶杆16会止抵在第二夹具113的上表面上，从而可以实现第一夹具114和第二夹具113的夹紧固定。另外，由于顶杆16可以在安装座14内上下移动，顶杆16施加在第二夹具113上的作用力会通过弹性件116传递给压力表115，压力表115会显示处顶杆16和第二夹具113之间的作用力大小，由此，当需要进行多次试验时，可以通过压力表115使得每次施加在第二夹具113上的作用相一致。

在一些实施例中，固定件117螺纹配合在调节座15上，且固定件117的一端伸入安装孔内并用于与压力表115的探针止抵配合。具体地，如图3所示，固定件117可以为顶丝，固定件117螺纹配合在调节座15上，固定件117的内端伸入安装孔内，由此，当压力表115校正归零后，可以通过旋转固定件117并使得固定件117的内端与压力表115上的探针顶死，从而可以实现对压力表115的固定。使得压力表115的固定简单便捷，方便了操作。

在一些实施例中，导向杆13包括第一导向杆和第二导向杆，第一导向杆和第二导向杆并行间隔布置，质子交换膜122放置在第一导向杆和第二导向杆之间。具体地，如图3所示，导向杆13可以沿着左右方向间隔布置，第一导向杆和第二导向杆之间的第一夹具114部分和第二夹具113部分形成用于放置质子交换膜122的放置区。由此，避免了质子交换膜122与第一导向杆和第二导向杆干涉的情况，方便了质子交换膜122的放置。

在一些实施例中，第一参比电极118和第二参比电极120为铂柱，第一工作电极119和第二工作电极121为铂片，第一工作电极119和第二工作电极121均具有重合段和非重合段，在导向杆13的延伸方向上，第一工作电极119的重合段与第二工作电极121的重合段叠压重合，第一参比电极118与第二工作电极121的非重合段相对应，第二参比电极120与第一工作电极119的非重合段相对应。

具体地，如图4所示，第一参比电极118和第二参比电极120均为长圆柱状的铂柱，第一工作电极119和第二工作电极121可以均为矩形铂片。第一工作电极119和第二工作电极121在上下方向上具有重合段，即第一工作电极119的右侧一部分与第二工作电极121的左侧一部分在上下方向叠压在一起。第一工作电极119不与第二工作电极121上下叠压的部分形成第一工作电极119的非重合段，第二工作电极121不与第一工作电极119上下叠压的部分形成第二工作电极121的非重合段。第一参比电极118位于第二工作电极121的非重合段的下方，第二参比电极120位于第一工作电极119的非重合段的上方。

改进了传统四电极法测膜内阻和燃料电池EIS测试电导率方法的一些缺陷并将两者的优势相结合，夹具采用采用二电极四端口的设计思路，使得测试的电导率方向为电池真实工作时质子传导方向，进一步提升了测试的准确性。

优选地，第一夹具114和第二夹具113均为长方体状，且第一夹具114和第二夹具113的长、宽、高分别为50毫米、50毫米、10毫米。第一参比电极118和第二参比电极120的直径为2毫米。第一工作电极119和第二工作电极121重合段的接触面积可以为50 平方毫米。

在一些实施例中，仓体包括第一仓体12、第二仓体11和紧固件，仓体通过第一仓体12和第二仓体11密封扣合形成，紧固件的一端与第一仓体12相连，紧固件的另一端与第二仓体11相连，紧固件用于将第一仓体12和第二仓体11夹紧固定，紧固件包括紧固螺栓18和紧固螺母17，紧固螺栓18的一端与第一仓体12相连，紧固螺栓18的另一端穿过第二仓体11，紧固螺母17螺纹配合在紧固螺栓18的外周侧，第二仓体11夹紧固定在第一仓体12和紧固螺母17之间。

具体地，如图2所示，仓体分体设置，仓体包括上下设置的第一仓体12和第二仓体11，第一仓体12和第二仓体11均为方盒状，且第一仓体12和第二仓体11的敞口相对。紧固件设有四个，四个紧固件分别设在仓体的四个边角位置处，四个紧固件的紧固螺栓18的底端均与第一仓体12的四个边角位置焊接固定，四个紧固螺栓18的顶端均穿过第一仓体12，每个紧固螺栓18的顶端均螺纹装配有紧固螺母17，四个紧固螺母17均位于第二仓体11的上侧，由此，通过旋拧四个紧固螺母17可以将第一仓体12和第二仓体11夹紧固定。由此，方便了质子交换膜122的放置和取出。

需要说明的是，如图3所示，第一夹具114和仓体顶壁之间的间距小于仓体的高度。由此可以避免第一夹具114和仓体的底壁碰触的情况。

在一些实施例中，第一仓体12上设有进气孔111，进气孔111适于与湿度调节装置2连通，第二仓体11上设有排气孔112，排气孔112适于与压力调节装置3相连。

具体地，如图2所示，进气孔111设在第一仓体12上，排气孔112设在第二仓体11上有利于仓体内气体的排入和排出。

根据本发明实施例的质子交换膜电导率测试系统在使用过程中可以包括以下步骤：

利用酒精擦拭第一工作电极119和第二工作电极121。

具体地，可以利用一次性棉签蘸取95%乙醇擦拭第一工作电极119和第二工作电极121的表面，从而使得第一工作电极119和第二工作电极121的表面干净无杂质。由此，可以提高测试精度。需要说明的是，第一参比电极118和第二参比电极120也可以通过酒精进行擦拭。

待酒精挥发后，在第一工作电极119上涂抹碳导电胶并在第一工作电极119上粘贴气体扩散材料，在第二工作电极121上涂抹碳导电胶并在第二工作电极121上粘贴气体扩散材料。

具体地，待第一工作电极119、第二工作电极121、第一参比电极118、第二参比电极120上的酒精完全挥发后，可以在第一工作电极119上涂抹SPI碳导电胶，然后在第一工作电极119上粘贴上一层气体扩散材料，气体扩散材料可以为碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布及炭黑纸等，优选地，气体扩散材料为GDL。由此，使得质子交换膜122的测试更加接近燃料电池的真实运行状态。

将裁切后的质子交换膜122放置在第一夹具114和第二夹具113之间，并使得第一参比电极118、第一工作电极119、第二参比电极120、第二工作电极121位于质子交换膜122的外周轮廓内。

具体地，首先参照第一夹具114、第二夹具113、第一工作电极119、第二工作电极121的对应尺寸裁切出相应大小的质子交换膜122。然后将质子交换膜122放置在第一夹具114和第二夹具113之间，在上下方向上，第一参比电极118、第一工作电极119、第二参比电极120、第二工作电极121均位于质子交换膜122外周轮廓边界的范围内。由此，使得质子交换膜122能够完全覆盖所有的电极并富有一定的余量，确保了测试的准确性。

按压第二夹具113以使第一夹具114和第二夹具113预夹紧质子交换膜122。具体地，可以通过手指轻轻按压第二夹具113，从而使得质子交换膜122初步夹紧固定在第一夹具114和第二夹具113之间。

调节顶压组件并使顶压组件向第二夹具113施加设定作用力以夹紧固定质子交换膜122。具体地，通过调整顶压组件的位置并使得顶压组件与第二夹具113顶压接触，从而实现质子交换膜122的夹紧固定，设定作用力即为顶压组件施加在第二夹具113上的作用力，由此，可以确保每次试验施加的作用力相一致，减小测量误差。

需要说明的是，调节过程中，可以将压力表115的探针插入调节座15的安装孔内，然后上下抽动压力表115将压力表115的指针调至零点后通过固定件117将压力表115固定。然后旋转调节座15并使得压力表115的示数显示至设定数值，对第二夹具113预紧完成后拔出压力表115。

最后，将各电极引线按顺序连接电化学工作站4，将湿度传感器19、温度调节装置110与PC终端电性相连，然后从进气孔111通入氛围气氮气，通过高精度湿度传感器19提供的实时数据对仓体内的湿度进行控制，来维持仓体内湿度的恒定，通过温度调节装置110控制温度以控制仓体内温度的恒定。排气孔112为氛围气出气口并连接背压阀（卸压阀门32）。最后将电化学工作站4连接PC终端，运用相应软件测试阻抗并折算穿透电导率。在该膜测试系统的测试方法下，穿透电导率σ⊥由穿透内电阻R⊥（Ω）、膜厚L（cm）和电导率测试的有效面积0.5平方厘米决定：

以戈尔18 业膜（质子交换膜122）为例，最终测试并拟合的戈尔18 业膜内阻如表1所示。

表1 阻抗测试结果

从上述表格中可获知，通过采用本实施例的测试仓1和对应的测试方法，质子交换膜122的测量结果和官方给出的数据具有较高的重合度，本实施例的测试仓1和对应的测试方法对质子交换膜122电导率的测量精度较高。

其次，本实施例中基于测试系统的穿透式阻抗测试方法引入了非质子交换膜122阻抗值的影响，相较平面阻抗测试方法，本实施例的穿透式阻抗测试方法在测试和分析过程中需要考虑非质子交换膜122部分引起的阻抗来源，而该部分阻抗来源与温度和湿度均有紧密联系，由于温度、湿度等因素可以保持恒定，从而提高了测试的精确度和关联度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。