氢能燃料电池膜电极测试工程师岗位招聘考试试卷及答案

氢能燃料电池膜电极测试工程师岗位招聘考试试卷及答案试卷部分一、填空题（共10题，每题1分，共10分）1.氢能燃料电池膜电极（MEA）的核心三要素包括催化层、质子交换膜（PEM）和____。2.燃料电池测试中，恒电位测试又称为____测试。3.MEA催化层常用的贵金属催化剂主要是____。4.质子交换膜的关键功能之一是____阴阳极气体，防止窜通。5.气体扩散层（GDL）的主要材料通常是____基复合材料。6.MEA测试中，极化曲线的横坐标一般为电流密度，纵坐标为____。7.影响MEA质子传导率的主要因素是温度和____。8.燃料电池自放电现象会导致____电压下降。9.MEA制备过程中，催化层与PEM的结合工艺称为____。10.测试MEA耐久性时，常用的负载循环方式包括恒流循环和____循环。二、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.下列不属于MEA组成部分的是？A.催化层B.PEMC.双极板D.GDL2.影响开路电压（OCV）的主要因素不包括？A.温度B.湿度C.气体纯度D.催化剂载量3.质子交换膜的作用不包括？A.传导质子B.隔离气体C.承载催化剂D.阻止电子传导4.MEA测试中，若电压随时间持续下降，最可能的原因是？A.膜脱水B.气体流量过大C.温度过低D.湿度为05.下列哪种测试可反映MEA的电化学活性面积？A.极化曲线B.循环伏安（CV）C.交流阻抗（EIS）D.耐久性测试6.燃料电池工作时，阴极发生的反应是？A.H₂→2H⁺+2e⁻B.O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂OC.2H₂O→O₂+4H⁺+4e⁻D.2H⁺+2e⁻→H₂7.MEA中GDL的功能不包括？A.气体扩散B.电子传导C.水管理D.催化反应8.测试MEA性能时，气体湿度应控制在？A.10%RH以下B.30%-60%RHC.70%-90%RHD.100%RH9.下列哪种情况会导致MEA性能不可逆衰减？A.临时缺水B.催化剂中毒C.温度波动D.湿度变化10.电化学阻抗谱（EIS）中，高频区半圆主要反映的是？A.欧姆电阻B.电荷转移电阻C.扩散电阻D.膜电阻三、多项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.MEA的主要组成部分包括？A.催化层B.PEMC.GDLD.双极板E.集流板2.影响MEA电化学性能的测试条件有？A.测试温度B.气体流量C.相对湿度D.压力E.催化剂载量3.质子交换膜的性能要求包括？A.高质子传导率B.低气体渗透率C.机械稳定性D.化学稳定性E.高电子传导率4.MEA测试中，极化曲线的作用是？A.评估性能极限B.计算功率密度C.分析衰减机制D.检测膜缺陷E.测量活性面积5.催化剂中毒的常见原因是气体中含有？A.COB.CO₂C.H₂SD.N₂E.O₂6.GDL的性能要求包括？A.高孔隙率B.良好导电性C.机械强度D.耐腐蚀性E.低疏水性7.耐久性测试中，需监控的关键参数有？A.OCVB.极化曲线C.交流阻抗D.气体纯度E.温度8.MEA制备工艺包括？A.喷涂法B.转印法C.涂布法D.烧结法E.浸渍法9.下列属于燃料电池电堆部件的是？A.双极板B.集流板C.端板D.MEAE.密封件10.测试MEA时，气体吹扫的目的是？A.排出残留气体B.防止腐蚀C.稳定湿度D.提升活性E.避免自放电四、判断题（共10题，每题2分，共20分）1.MEA中的催化层直接参与电化学反应，是MEA的核心功能层。（）2.质子交换膜可以传导电子，实现阴阳极之间的电子传递。（）3.开路电压（OCV）越高，说明MEA的气体隔离效果越好。（）4.GDL仅起气体扩散作用，不参与电子传导。（）5.恒流测试中，电流密度固定，电压随时间变化可反映MEA衰减。（）6.催化剂载量越高，MEA性能一定越好。（）7.测试MEA时，阴阳极气体可以互换使用。（）8.交流阻抗谱（EIS）可用于分析MEA的内阻组成。（）9.膜脱水会导致质子传导率下降，进而降低MEA性能。（）10.耐久性测试时间越长，越能准确评估MEA的实际寿命。（）五、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.简述MEA的基本结构及各部分核心功能。2.简述开路电压（OCV）测试的目的及注意事项。3.简述循环伏安（CV）测试在MEA性能评估中的作用。4.简述MEA测试中常见的水管理问题及影响。六、讨论题（共2题，每题5分，共10分）1.若MEA测试中出现“电压骤降且无法恢复”，试分析可能的原因及排查步骤。2.如何优化MEA的耐久性测试方案以更贴近实际应用场景？---答案部分一、填空题答案1.气体扩散层（GDL）2.恒电位3.铂（Pt）4.隔离5.碳6.电压（或电池电压）7.相对湿度8.开路9.热压（或层压）10.负载（或功率）二、单项选择题答案1.C2.D3.C4.A5.B6.B7.D8.C9.B10.A三、多项选择题答案1.ABC2.ABCD3.ABCD4.AB5.AC6.ABCD7.ABC8.ABCE9.ABCE10.ABE四、判断题答案1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.√9.√10.×五、简答题答案1.MEA由催化层、质子交换膜（PEM）、气体扩散层（GDL）组成。催化层含Pt等催化剂，促进H₂氧化、O₂还原反应；PEM隔离阴阳极气体，传导质子，阻止电子窜通；GDL支撑催化层，扩散反应气体，传导电子，导出产物水。各层协同实现电化学反应核心过程。2.OCV测试目的：评估MEA阴阳极隔离效果（是否存在气体窜通、膜缺陷），反映初始性能。注意事项：测试前充分吹扫系统，避免残留气体；控制温度、湿度稳定；测试时间≤10min（防止自放电）；测试后及时排净气体，防止腐蚀设备。3.CV测试可：①计算电化学活性面积（ECSA），反映催化剂利用效率；②分析催化剂表面反应过程（如氢吸附/脱附峰）；③检测催化剂中毒情况（峰面积变化）；④评估膜电极结合界面的稳定性。4.常见水管理问题：①膜脱水（湿度不足）→质子传导率下降，电压降低；②水淹（湿度过高/排水不畅）→气体扩散受阻，性能衰减；③水分布不均→局部电流密度差异，加速衰减。影响：短期性能下降，长期加速MEA老化。六、讨论题答案1.可能原因：①质子交换膜破损（气体窜通）；②催化剂完全中毒（气体含高浓度杂质）；③GDL破裂（气体/电子传导中断）；④双极板严重腐蚀（接触失效）。排查步骤：①检查测试条件（气体纯度、流量）；②拆电堆观察MEA外观（膜是否破损、GDL是否断裂）；③测试ECSA（若为0则催化剂中毒）；④检查双极板接触电阻（若异常则腐蚀）。2.优化方案：①工况模拟：设置实际应用的温度（60-80℃）、湿度（70%-9