前言：随着全球对环保和可持续发展的重视程度不断提高，燃料电池作为一种清洁能源技术，其环保优势将愈发凸显。燃料电池在发电过程中产生的排放物相对较少，具有极高的能源利用率，将成为未来能源体系中的重要组成部分。燃料电池使用过程中反极现象的出现严重影响燃料电池的性能体现及使用寿命，反极是伴随对燃料电池的寿命、稳定性和耐久性问题的研究不断深入而逐渐重视的。《质子交换膜燃料电池单电池抗反极性能测试方法》标准经过编制组两年半的努力在2024年12月正式诞生，形成标准号T/CSAE 368-2024的团体标准。

燃料电池是一种电化学能源转换系统，其主要原理是将燃料和氧化剂中的化学能经氧化还原反应直接转化为电能。质子交换膜燃料电池作为燃料电池领域的重要分支，除了拥有燃料电池一般性特点之外，还具有比功率高、室温下启动速度快和寿命长等突出优点。

车用质子交换膜燃料电池在运行期间，会有如下的运行工况：启停、怠速、高功率运行、频繁加减载。这些运行工况容易导致质子交换膜燃料电池局部发生氢气供给不足，导致阳极电位局部电压升高并超过阴极电位，发生质子交换膜燃料电池电极反极现象，容易造成催化剂碳载体腐蚀，铂纳米颗粒长大等后果，会严重破坏催化层的结构，导致质子交换膜燃料电池性能衰减或者失效，严重时甚至会发生烧毁爆炸。

催化层铂纳米颗粒长大、团聚

燃料电池反极的电压变化实质为阳极电势的变化，阳极气体由氢气更改为氮气后，保持电池输出电流不变。随着电池内部氢气逐步消耗，阳极电势不断升高，电池电压逐渐降低，水开始电解时，电池电压迅速降到-0.6V，电池电压缓慢降到-0.9V，形成水电解平台，对应的阳极电势为1.4V-1.7V。水电解平台结束后，电池电压快速下降到-1.5V左右，进入碳腐蚀平台。阳极的高电势会引发阳极其他组件的氧化反应，例如离聚物，反极过程会有大量的水被消耗，电解质会显著脱水，会产生比较大的离子电阻和欧姆热，反应产生的热量会加快质子交换膜的老化，碳载体腐蚀，不可逆的损伤，电堆极高的电势差有可能会击穿膜电极，造成短路。

燃料电池反极过程

相关推荐指导标准较少，目前国内无质子交换膜燃料电池抗反极相关国标，只有一项中国汽车工业协会团体标准《T/CAAMTB 12-2020》，团标中规定了停机反极连续时间测试方法和无损反极连续运行时间测试方法，国外标准公开资料中暂无质子交换膜燃料电池抗反极相关测试标准。

2022年6月进行抗反极测试项目总结，完成立项材料及标准的编制，7月提交了立项评审并通过立项评审。在中国汽车工程学会指导下，由特嗨请能检测牵头，成立了标准编制组，并在短短的半年中，扩大到了11家支持单位的规模，辐射燃料电池关键材料厂家、燃料电池生产厂家、燃料电池系统厂家及氢能检测单位。2022年10月及12月与燃料电池生产厂家、燃料电池检测单位进行两次起草组会议沟通，编制过程汇聚了多家单位研发、测试智慧。

本标准以质子交换膜燃料电池单电池为试验对象，主要规定了质子交换膜燃料电池单电池抗反极性能测试方法和抗反极前后膜电极性能评价方法。标准的提出不仅为行业提供了更加详细规范的质子交换膜燃料电池抗反极测试方法，使测试标准多样化具体化，对于评估电池性能、提高电池可靠性、指导研发方向以及保障应用安全等方面都具有重要意义。

标准包括7个部分：范围、规范性引用文件、术语和定义、测试仪器和设备、测试样品、测试方法和数据处理。主要规范了质子交换膜燃料电池抗反极测试方法和反极前后性能测试方法和数据处理方法。具体测试流程如下：

燃料电池抗反极性能测试流程

标准中的气密性测试、活化测试、阴极极化测试、阴阳极催化剂电化学活性面积测试统一参考GB/T20042.5-2009测试标准的相应测试步骤。除此之外，还详细规定了阳极极化、抗反极测试、反极前后极化性能衰减计算处理、反极前后阴阳极催化剂电化学活性面积衰减计算处理、抗反极时长，综合评判燃料电池阳极催化剂的抗反极能力。

本标准对于抗反极性能测试步骤进行了细化规定，有利于大家使用统一测试方法对产品进行抗反极时长判断，结合标准中抗反极前后性能测试方法对产品的极化性能衰减率、催化剂电化学活性面积衰减率及透氢电流密度变化情况进行综合评估，能够真实反应产品的抗反极性能。诚然，标准内容无法覆盖所有细节，后续期待与研究者们基于标准实体，不断实践和创新！

质子交换膜燃料电池单电池抗反极性能测试方法作为综合性测试规范，涵盖了适用范围、设备要求、测试过程、数据处理等方面。该标准的实施将有助于提高燃料电池产品的可靠性和安全性，促进燃料电池技术的进一步发展和应用，欢迎各位业内人士一起交流分享关于抗反极性能测试方法的使用心得。