GDL性質的表征與測試
在GDL中主要進行著反應氣體的傳遞、反應產(chǎn)物的轉移以及電子的傳輸。因此，考察GDL的性質即主要考察這三方面的傳遞能力。目前建立了一-些物理手段來表征GDL的性質，主要包括GDL的流體傳輸特性、導電性、孔結構以及親疏水特性等。
1：流體傳輸特性
GDL中的流體主要是反應氣體、水蒸汽和液態(tài)水。氣體在擴散層中的主要傳遞方式為擴散，還包括部分的對流傳質。 采用液體滲透率可以用來表征液體的流動阻力，將一定的液體放在多孔的GDL表面，施加一-定壓力使液體流過GDL, 關聯(lián)流率與壓力降之間的關系就可以表征液體在GDL的傳遞能力。
2：孔結構
孔隙率、孔分布和孔體積是衡最擴散層孔結構的重要參數(shù)。常用的孔結構測量儀器有壓汞儀和毛細管流動孔隙儀。
前者以汞作潤濕液，應用一定的壓力將汞壓入待測樣品的孔中。后者采用低表面能的硅樹脂為介質，在毛細力的作用下潤濕待測樣品后再加壓迫使其流出孔道。
但是兩種方法都不能反映電池運行時擴散層內(nèi)的真實物質傳輸通道，因為氣體擴散層材料里的非連通孔是對物質傳輸沒有意義的，而在采用壓汞法或毛細管流動孔隙儀測量時斷孔、死孔都是包含在內(nèi)的。
3:親/疏水性質
GDL的液體潤濕性即其親疏水性質也是影響燃料電池性能的重要因素之一。適宜的親/疏水孔比例有利于改善傳質、 提高極限電流密度。表征GDL的親/疏水性質有兩種方法:一是浸漬法，直接表征其親水孔和疏水孔孔體積;二是測 量接觸角法，間接表征親/疏水性質。
浸漬法采用總孔體積減去親水孔孔體積即為憎水孔孔體積，這種方法的測量精度低，實驗誤差較大。接觸角的大小只反應了氣體擴散層的表 面性質，由于擴散層表面的憎水性都比較強，但其內(nèi)部憎水劑的分布又不一定很均勻，所以通過測量接觸角來判斷擴散層的親疏水性質是 不準確的。
4：導電性
擴散層的導電性,根據(jù)測量方向的不同,一般有兩種測量方式。
對through-plane方向即GDL的厚度方向，-般采用加壓測量接觸電阻的方法，而對于in-plane方向的電阻多采用四點探針法。
一般through-plane?方向的電阻要比in-plane方向的電阻大-個數(shù)量級，這是由于在碳紙制備過程中纖維的排列方向造成的碳紙的各向異性。
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