ГОСТ IEC/TS 62282-7-1-2016

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ТОПЛИВНЫХ БАТАРЕЙ

Часть 7-1

Топливные элементы с полимерным электролитом. Методы испытаний единичного элемента

Fuel cell technologies. Part 7-1. Single cell test methods for polymer electrolyte fuel cell

     

МКС 27.070
ОКП 31 1000

Дата введения 2017-09-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "КВТ" (ООО "КВТ") и Некоммерческим партнерством "Национальная ассоциация водородной энергетики" (НП "НАВЭ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 5 международного стандарта

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 029 "Водородные технологии"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 октября 2016 г. N 92-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 августа 2017 г. N 778-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC/TS 62282-7-1-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2017 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC/TS 62282-7-1:2010* "Технологии топливных элементов. Часть 7-1. Методы испытания простых топливных элементов с полимерным электролитом" ("Fuel cell technologies. Part 7-1. Single cell test methods for polymer electrolyte fuel cell (PEFC)", IDT).

________________

     * Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.     

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации "Водородные технологии" ISO/TS 197 Международной организации по стандартизации (ISO).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных документов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Международная электротехническая комиссия (МЭК) - всемирная организация по стандартизации, объединяющая национальные технические комитеты (национальные комитеты МЭК). Основная задача МЭК - продвижение международного сотрудничества по вопросам стандартизации в областях электротехники и электроники. С этой целью МЭК публикует международные стандарты, технические условия, технические отчеты, общедоступные спецификации и руководства (именуемые в дальнейшем "документы МЭК"). Подготовка этих документов поручена техническим комитетам. Национальный комитет МЭК, заинтересованный в разработке стандарта, может принять участие в подготовительной работе. Международные, правительственные и неправительственные организации, поддерживающие связь с МЭК, могут также принять участие в этой работе. МЭК тесно сотрудничает с Международной организацией по стандартизации (ИСО) в соответствии с условиями, установленными в соглашении между двумя организациями. Официальные решения или соглашения МЭК по техническим вопросам выражают, насколько это возможно, мнение, выработанное совместными усилиями по соответствующим вопросам, поскольку в каждом техническом комитете присутствуют представители от всех заинтересованных национальных комитетов МЭК.

Публикации МЭК носят характер рекомендаций для международного использования и принимаются национальными комитетами МЭК с учетом этого факта. Хотя делается все возможное для того, чтобы обеспечить точность технического содержания публикаций, МЭК не может нести ответственность за способ использования этих публикаций или за их неправильное толкование конечным пользователем. Для обеспечения единообразия международных документов национальные комитеты МЭК предпринимают все возможные усилия для прозрачного использования документов МЭК в национальных и региональных публикациях.

Перечень всех частей комплекса документов МЭК 62282 под общим заголовком "Технологии топливных элементов" можно найти на сайте МЭК.

Технический комитет ТК 105 принял решение о том, что содержание публикации будет оставаться неизменным до наступления даты, указанной на веб сайте МЭК (http://webstore.iec.ch) в разделе данных, относящихся к этой конкретной публикации.

Подготовка настоящего стандарта, идентичного IEC/TS 62282-7-1:2010, осуществлялась Техническим комитетом по стандартизации ТК 029 "Водородные технологии" в обеспечение Технического регламента Таможенного союза "О безопасности машин и оборудования" (ТР ТС 010/2011).

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на соединения элементов, испытательную аппаратуру, измерительные приборы, методы измерений, методы проверки технических характеристик, протоколы (отчеты) испытаний единичных топливных элементов с полимерным электролитом (далее - ТЭПЭ) и может быть использован для оценки:

a) рабочих характеристик мембранно-электродного блока (МЭБ) для ТЭПЭ;

b) материалов или конструкций других компонентов ТЭПЭ;

c) влияния примесей, находящихся в топливе и/или в воздухе, на работу топливных элементов.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы следующие международные стандарты*. Для датированных ссылок применяются только указанные издания ссылочного документа.

 ________________

* Таблицу соответствия международных стандартов межгосударственным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

IEC/TS 62282-1:2010, Fuel cell technologies - Part 1: Terminology (Технологии топливных элементов. Часть 1. Терминология).

ISO/TS 14687-2:2008, Hydrogen fuel - Product specification - Part 2. Proton exchange membrane (РЕМ) fuel cell applications for road vehicles (Топливо водородное. Технические условия. Часть 2: Применение водорода для топливных элементов с протонообменной мембраной (ПОМ) дорожных транспортных средств).

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 анод (anode): Электрод, на котором происходит окисление топлива посредством движения электронов по внешней электрической цепи одновременно сдвижением протонов (Н) через полимерный электролит.

3.2 катализатор (catalyst): Вещество, которое ускоряет (увеличивает скорость) реакцию, но само не входит в состав продуктов реакции и не расходуется. Катализатор снижает энергию активации реакции, что приводит к увеличению ее скорости. Это также относится к электрокатализатору, который определен в IEC/TS 62282-1.

3.3 мембрана с нанесенным катализатором (catalyst-coated membrane, ССМ): Мембрана в топливном элементе с ТЭПЭ, поверхность которой покрыта слоем катализатора, с образованием зоны реакции электрода.

3.4 катод (cathode): Электрод, на котором происходит восстановление окислителя, обусловленное движением электронов во внешней цепи и протонов (Н) через полимерный электролит, сопровождаемое выделением продуктов восстановления окислителя (воды).

3.5 прижимная пластина (clamping plate or pressure plate): Несущая конструкция, используемая для прижатия компонентов топливного элемента друг к другу для обеспечения электропроводности и герметичности.

3.6 коллектор тока (current collector): Электропроводящий элемент, состоящий из металла, графита или композитных материалов, обеспечивающий движение электрического тока от анода к катоду.

3.7 электрод (electrode): Электрический проводник с каталитическим слоем, который способствует протеканию либо реакции окисления, либо реакции восстановления и имеет как электронную, так и ионную проводимость.

3.8 газораспределительная пластина (flow plate): Электропроводящая пластина, изготовленная из металлов, материалов, таких как графит или электропроводящий полимер, например углеродонаполненный композит, встраиваемая в тракты подачи газообразного топлива или окислителя и имеющая электрический контакт с электродом.

3.9 топливо (fuel): Водород или водородосодержащий газ, который вступает в реакцию на аноде.

3.10 топливный элемент; ТЭ (fuel cell): Электрохимический источник тока, который преобразует химическую энергию топлива и окислителя в электрическую энергию (постоянный ток), тепло и продукты реакции. Топливо и окислитель обычно хранятся снаружи топливного элемента и подаются в топливный элемент по мере потребления реагентов.

3.11 газодиффузионный электрод; ГДЭ (gas diffusion electrode; GDE): Элемент со стороны анода или катода, содержащий все электронные проводящие элементы электрода, такие как газодиффузионный слой и слой катализатора.

3.12 газодиффузионный слой; ГДС (gas diffusion layer; GDL): Пористый электропроводящий элемент, который расположен между электродом и газораспределительной пластиной, служит электрическим контактом и обеспечивает доступ.

3.13 прокладка (gasket): Герметизирующий элемент конструкции, который предотвращает утечку газа из элемента.

3.14 предельная плотность тока (limiting current density): Плотность тока, при которой напряжение элемента резко снижается до значения, близкого к нулю.

3.15 максимальная плотность тока (maximum current density): Наивысшее значение плотности тока, указанное производителем как допустимое в течение короткого периода времени.

3.16 мембранно-электродный блок; МЭБ (membrane electrode assembly; МЕА): Компонент топливного элемента (см. 3.10), состоящий из электролитной мембраны с газодиффузионными электродами (см. 3.11) на каждой из сторон.

3.17 минимальное напряжение элемента (minimum cell voltage): Наименьшее значение напряжения элемента, указанное производителем.

3.18 напряжение разомкнутой цепи (open circuit voltage; OCV): Напряжение элемента при нулевой плотности тока в рабочих условиях.

3.19 окислитель (oxidant): Кислород или кислородосодержащий газ (например, воздух), который вступает в реакцию на катоде.

3.20 полимерный электролит (polymer electrolyte): Мембрана из полимерной смолы, обладающая протонообменными характеристиками, в которой ток создается движением протонов от анода к катоду.

3.21 топливный элемент с полимерным электролитом; ТЭПЭ (polymer electrolyte fuel cell; PEFC): Топливный элемент, в котором в качестве электролита используется мембрана из полимерного электролита, который также называется топливным элементом с протонообменной мембраной (ТЭПОМ).

3.22 мощность (power): Величина, вычисляемая путем умножения значения напряжения на значение тока на установившемся режиме ().

3.23 удельная мощность (power density): Величина, вычисляемая путем деления значения мощности на геометрическую площадь электрода.

3.24 номинальная плотность тока (rated current density): Максимальная плотность тока, указанная производителем МЭБ, или единичного элемента для работы в непрерывном режиме.

3.25 номинальная удельная мощность (rated power density): Максимальная удельная мощность, указанная производителем МЭБ, или единичного элемента для работы в непрерывном режиме.

3.26 номинальное напряжение (rated voltage): Минимальное напряжение элемента, указанное производителем МЭБ, или единичного (простого) элемента для работы в непрерывном режиме.

3.27 единичный (простой) элемент (single cell): Элемент, состоящий, как правило, из газораспределительной пластины анода, МЭБ, газораспределительной пластины катода и герметизирующих прокладок (для получения дополнительной информации см. приложение В).

3.28 испытание единичного (простого) элемента (single cell test): Проверка рабочих характеристик единичного топливного элемента.