在燃料电池研发与性能测试中，气压式燃料电池测试池作为核心实验装置，其密封结构的可靠性直接关系到测试数据的准确性、气体安全性及设备使用寿命。一旦发生氢气或氧气泄漏，不仅会导致反应气体比例失衡、极化曲线失真，还可能引发安全隐患。因此，对密封结构进行系统性分析与优化至关重要。
一、常见密封失效模式分析
气压式测试池通常在0.1–0.5 MPa工作压力下运行，密封失效主要表现为：(1)界面泄漏——密封圈压缩不足或表面粗糙度不匹配；(2)材料老化——长期接触湿热氢氧环境导致橡胶硬化、开裂；(3)热-机械应力疲劳——频繁升降温或压力波动引起密封预紧力衰减；(4)装配偏差——螺栓预紧力不均造成端板变形，局部密封失效。
二、关键优化措施
密封材料优选：采用全氟醚橡胶(FFKM)或改性PTFE包覆O型圈，兼具优异的耐氢性、耐氧化性和宽温域弹性(-30℃至+200℃)，显著优于传统丁腈橡胶(NBR)或硅胶。
密封槽与压缩率设计：依据ASTM D2000标准，合理设计密封槽截面尺寸，确保O型圈静态压缩率控制在15%–30%，既保证初始密封力，又避免过度压缩加速老化。
端板刚性与螺栓布局优化：通过有限元分析(FEA)模拟端板在预紧力下的变形，采用高刚性铝合金或不锈钢端板，并采用多点均匀分布的螺栓阵列(如8–12颗)，配合扭矩扳手按十字交叉顺序分步拧紧，确保压紧力均匀分布。
集成泄漏检测接口：在密封腔外侧设置微泄漏检测通道，可连接氢气传感器或皂泡测试口，实现早期泄漏预警。
此外，在测试循环中引入“保压验证”步骤(如加压后稳压30分钟观察压降)，可有效筛查潜在密封缺陷。
综上所述，通过材料升级、结构精细化设计与标准化装配流程，可显著提升气压式燃料电池测试池的密封可靠性，为高精度、高安全性的燃料电池研究提供坚实保障。
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