GB/T 45092-2024 电解水制氢用电极性能测试与评价

ICS27010

CCSF.19

中华人民共和国国家标准

GB/T45092—2024

电解水制氢用电极性能测试与评价

Testingandevaluationofelectrodesperformanceforhydrogenproduction

bywaterelectrolysis

2024-11-28发布2025-03-01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/T45092—2024

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

测试与评价指标

4…………………………2

超声失重量测试

5…………………………2

原理

5.1…………………2

试剂

5.2…………………2

设备

5.3…………………2

样品

5.4…………………2

测试条件

5.5……………2

测试步骤

5.6……………3

数据处理

5.7……………3

过电位测试

6………………3

原理

6.1…………………3

试剂

6.2…………………4

设备

6.3…………………4

样品

6.4…………………5

参比电极

6.5……………5

对电极

6.6………………5

测试条件

6.7……………6

测试步骤

6.8……………6

数据处理

6.9……………6

正反极化稳定性测试

7……………………6

原理

7.1…………………6

试剂

7.2…………………7

设备

7.3…………………7

样品

7.4…………………7

参比电极和对电极

7.5…………………7

测试条件

7.6……………7

测试步骤

7.7……………7

数据处理

7.8……………7

小室平均电压与小室平均电压变化率测试

8……………7

Ⅰ

GB/T45092—2024

原理

8.1…………………7

试剂

8.2…………………8

设备

8.3…………………8

样品

8.4…………………9

测试条件

8.5……………9

测试步骤

8.6……………9

数据处理

8.7……………9

波动电流电解测试

9………………………10

原理

9.1…………………10

试剂设备样品和测试条件

9.2、、………………………10

测试步骤

9.3……………10

数据处理

9.4……………11

试验报告

10………………12

附录规范性参比电极的电极电位校正

A()……………13

附录资料性电位转换电流密度电位补偿计算

B()、、…………………15

附录资料性单池电解槽

C()……………16

参考文献

……………………20

Ⅱ

GB/T45092—2024

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国氢能标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC309)。

本文件起草单位北京化工大学中国标准化研究院国家电投集团科学技术研究院有限公司无锡

:、、、

隆基氢能科技有限公司中国科学院上海应用物理研究所三一氢能有限公司天津市大陆制氢设备有

、、、

限公司保时来新材料科技苏州有限公司上海莒纳新材料科技有限公司中船邯郸派瑞氢能科技

、()、、()

有限公司同济大学北京众和青源科技有限公司国网浙江省电力有限公司电力科学研究院清华四川

、、、、

能源互联网研究院中国科学院大连化学物理研究所中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

、、、

清华大学北京国氢中联氢能科技研究院有限公司有研工程技术研究院有限公司合肥盈锐高科新材

、、、

料科技有限公司苏州热工研究院有限公司国华赤城风电有限公司江苏双良氢能源科技有限公司

、、()、。

本文件主要起草人唐阳杨燕梅刘伟许卫马军王建强袁丹张维涛王现英张存满修凯

:、、、、、、、、、、、

杨鑫万燕鸣俞红梅周鲁立唐城刘敏张信真任志博于庆和谢鳌庄姝娴饶宏宇焦乐林逍

、、、、、、、、、、、、、、

张洳菲李峰崔元帅金黎明肖文涛宋邦洪赵万祥贾永卿王钢

、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T45092—2024

电解水制氢用电极性能测试与评价

警告本文件不涉及与其应用有关的所有安全问题在使用本文件时使用者有责任制定相应的安

:。,

全和保护措施明确其限定范围并保证符合国家有关法律法规强制性国家标准的规定

,,、。

1范围

本文件描述了电解水制氢用电极超声失重量过电位正反极化稳定性小室平均电压与小室平均

、、、

电压变化率波动电流电解的测试评价方法

、。

本文件适用于碱性电解水制氢用电极的性能测试与评价氢氧根离子交换膜电解水制氢用的析氢

,

电极析氧电极参照执行

、。

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

。

化学试剂乙醇无水乙醇

GB/T678()

化学试剂氢氧化钾

GB/T2306

电工术语电化学

GB/T2900.98

氢气第部分纯氢高纯氢和超纯氢

GB/T3634.22:、

分析实验室用水规格和试验方法

GB/T6682

纯氧高纯氧和超纯氧

GB/T14599、

实验室玻璃仪器烧杯

GB/T15724

金属丝编织密纹网

GB/T21648

聚合物电解质燃料电池单电池测试方法

GB/T28817

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T2900.98。

31

.

过电位overpotential

电极上发生电极反应时工作电位与理论电位之差的绝对值

,。

注过电位需注明对应电流密度工作电位和理论电位是相对于同一参比体系的数值

:,。

32

.

小室平均电压averagecellvoltage

在一定电流密度下进行电解时一定时间段内的小室电压的平均值

,。

注对于单池电解槽小室平均电压是在一定时间段内电解槽电压的平均值对于多池电解槽则是一定时间段内

:,;,

的电解槽电压平均值除以串联小室数目后的数值

。

33

.

可逆氢电极reversiblehydrogenelectrode

一定溶液中通入氢气达到饱和状态时铂电极上氢气与氢离子的氧化还原反应达到平衡建立

pH,,

了平衡电极电势的电极

。

注可逆氢电极的电势和有关下可逆氢电极的电势为E

:pH,25℃=-0.0592pH。

1

GB/T45092—2024

4测试与评价指标

电极性能测试与评价要求见表

1。

表1电极性能测试项目

序号测试项目测试方法对应章编号评价指标

超声失重量超声处理符合产品设计要求

15

过电位计时电位法符合产品设计要求

26

正反极化稳定性电流阶跃法符合产品设计要求

37

小室平均电压及小室平均电压变化率恒电流电解法符合产品设计要求

48

波动电流电解电流阶跃法计时电位法符合产品设计要求

5、9

5超声失重量测试

51原理

.

将测试电极放置在超声失重量测试系统中在一定的频率和功率下进行一段时间的超声振荡处理

,,

测量超声振荡前后电极的质量并计算超声失重量

,。

52试剂

.

测试液为纯水并应符合中一级水的规定

,GB/T6682。

53设备

.

531真空烘箱

..

具有抽真空功能最小真空度具有恒温功能温度应符合测试需求

,133Pa;,。

532超声波清洗机

..

超声波清洗机的超声波频率宜为超声换能器可施加电功率为其产生的声辐射水

40kHz,300W,

平波束角为垂直波束角不低于超声波清洗机应具有恒温效果超声波清洗机内槽尺寸宜

360°、180°,。

为

300mm×240mm×180mm。

54样品

.

541规格尺寸

..

测试电极为的矩形一组测试电极数量为片片应来自同一批电极对于需

40mm×40mm。3,3。

要活化的电极应选用活化处理后的电极进行测试

,。

542样品制备

..

应按照测试电极的规格尺寸裁剪尺寸误差小于剪裁后保持电极平整并圆滑处理电极边缘

,2%,,

毛刺锯齿或尖锐凸起

、。

55测试条件

.

超声波清洗机中测试液的温度为

30℃±1℃。

2

GB/T45092—2024

56测试步骤

.

电极超声失重量测试步骤如下

。

处理用纯水对电极进行反复冲洗至少次再用无水乙醇本文件中除另有规定外无水乙醇

a):3,(,

应符合中分析纯的规定对电极进行反复冲洗至少次并将电极在真空度

GB/T678)3;70℃、

不大于的真空烘箱中干燥处理以上

200Pa2h。

称重依次称量片电极分别记录片电极的初始质量mi精度为

b):3,3,0,0.1mg。

超声处理每次处理片电极将电极水平置于盛有测试液的玻璃烧杯容器

c):1,200mL250mL

底部本文件中除另有规定外玻璃烧杯应符合中标称容量的规格将

(,GB/T15724250mL),

烧杯置于超声波清洗机最中间底部并固定超声波清洗机中加入水至内槽水面高度为

,

然后在温度为条件下连续处理超声失重量测试时样品放置位置

50mm,30℃±1℃60min。

见图

1。

取出测试电极按和所述步骤对超声后电极进行处理和称重分别记录片电极的终止质

d)a)b),3

量mi

。

标引序号说明

:

超声波换能器烧杯

1———;5———;

测试电极超声波清洗机

2———;6———;

水塞子

3———;7———。

测试液

4———;

图1超声失重量测试样品放置位置示意图

57数据处理

.

按公式计算测试电极的超声失重量

(1):

3

i=|mi-mi|

m=∑1(,0)

3

Δi=Ai