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界面接觸電阻（Interfacial Contact Resistance, ICR）是指在兩個接觸表面之間的電阻，界面接觸電阻的測量對于提高系統的效率和性能至關重要。在電解水和燃料電池等能源技術領域，材料及其界面的電阻特性對設備的性能有著決定性影響。為了確保這些高效能源轉換系統能達到最優性能，界面電阻測試儀應運而生，成為材料以及材料界面阻抗電性能表征的關鍵儀器。

一、產品介紹：

該系列產品搭載了先進的日置微電阻計和閉環伺服控制系統，使其在界面電阻測量上達到了前所未有的精確度。具備1納歐（nΩ）的電阻分辨率和0.01毫米的位移分辨率，這一精密程度保證了測量結果的高可靠性和重復性，為研究提供了堅實的數據支持。

二、應用范圍：

該測試儀能夠適應多種材料和結構的界面電阻測量需求。無論是電解槽中的極板/鈦氈（泡沫鎳）界面，還是燃料電池中的雙極板/碳紙界面，都能通過該設備得到精確的電阻值測量。此外，它還能測量碳氈電極、鈦氈電極和泡沫鎳電極在不同壓縮率和不同壓力下的本體電阻，進一步擴展了其應用領域。

典型的測試對象如下：

補充說明：電化學裝置的能源效率極大地受內阻問題的影響，內阻主要由材料本阻、界面阻抗和極化阻抗三部分組成。其中，材料本阻關乎材料選擇，界面阻抗涉及電池的生產與裝配，而極化阻抗主要是系統運行和調試的問題。降低界面阻抗是提升能源效率的關鍵。

電池界面阻抗分為電子阻抗和離子阻抗兩大類。電子阻抗主要發生在極板與擴散層的接觸界面，涉及金屬板、石墨板和復合板等材質。擴散層可能是金屬或石墨的氈、布、網。離子阻抗則發生在隔膜通道界面，與表面的質子、陰離子、高價礬離子傳遞有關，形成不同的通道界面阻抗，如氫離子/全氟磺酸膜、氫氧根/聚苯硫醚通道，以及高價礬離子/聚偏氟乙烯的陽離子交換膜通道。

1.  作用于制氫裝置的電解槽

電解水制造氫分主流技術分兩類一類是 PEM 制氫（鈦氈、鈦板），另一類 的堿水制氫（鍍鎳板）。以鈦板或鍍鎳板作為極板，以鈦氈或泡沫鎳作為擴散層， 形成板/氈界面，PEM制氫的過程中一般以鈦板/鈦氈作擴散電極，堿槽制氫采用鍍鎳板/泡沫鎳或石棉氈的界面。

泡沫鎳 燒結多孔鈦

該工況的阻抗是光板對多孔材料的剛體/彈體接觸模型，針對該工況公司采用分段式加壓系數，超高壓力精度傳感，軟硬件自主協同開發，改良了接觸與施壓壓力曲線，有效地避免了氈體材料的壓潰與脆斷問題。

電解槽關鍵材料典型電阻參數

鍍鎳極板與泡沫鎳的典型接觸電阻

2.  作用于發電裝置的燃料電池 

碳紙 涂層不銹鋼板 涂層鈦合金板 鈦金屬極板 

燃料電池的界面阻抗主要是雙極板的流道板與碳紙之間的阻抗。

2.1金屬雙極板

金屬板阻抗的根源由兩方面構成一個是鍍膜金屬板與碳紙之間的配合，另一個是脊/槽比的結構強度影響的接觸壓力。IS-ONE 在設計原理和測試算法上有效地避免了兩個阻抗帶來的精度問題。極大的提高了極板研發效率和生產裝配精度。

金屬雙極板典型接觸電阻值

金屬極板與碳紙之間的典型接觸電阻

2.2石墨雙極板

石墨雙極板可分為石墨雕刻雙極板、硬質石墨模壓板、柔性石墨雙極板和復合石墨雙極板。直接模壓硬石墨極板由環氧、酚醛、或是雙馬來酰亞胺等熱固性樹脂與熱固性樹脂混，然后將碳納米管、碳纖維等復合石墨粉末共混，得到模壓混合物，在 T=100-300 ℃，P=8-35 MPa 條件下的混合材料模壓成型。 材料共混的不均勻導致表面有機物多，表面電阻和界面電阻過大。柔性石墨直接模壓比硬石墨直接模壓工藝類更為簡單，采用預制柔性石墨板成形后通過浸 漬封孔即可成板，不需要二次石墨化處理，但其缺陷也十分明顯，導電性與氣密性的矛盾十分突出。柔性石墨板的界面阻抗與真空浸漬關系十分密切。復合板在復合材料中主要選擇了金屬/石墨/樹脂三種材料，根據制備原理分為結構復合電極、材料復合電極和工藝復合電極三個，測試方法更為不同。針對石墨板的特殊狀況，通過改良測試和加壓算法，精確地表征石墨板的界面電阻。

石墨極板典型接觸電阻值

石墨極板與碳紙之間的典型接觸電阻

燃料電池相關標準：GB_T 20042.6-2011 質子交換膜燃料電池 第 6 部分 雙極板特性測試方法

隨著能源轉換技術的不斷進步，對材料性能的要求也越來越高。界面電阻測試儀的出現，為電解水和燃料電池等領域的材料研究與開發提供了強大的技術支持。它的高精度測量能力不僅能幫助科研人員深入理解材料的電性能，也為工業應用中的質量控制提供了可靠的解決方案。隨著該技術的進一步普及和應用，有望推動能源技術向更高效、更環保的方向發展。

來源：浙江信普界面裝備科技有限公司

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原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：界面接觸電阻測量儀在氫能領域的應用