《推进储氢技术：高分子阻隔材料高压渗透测试装置的开发与验证》论文总结
大家晚上好呀，不知不觉我的粉丝们即将突破10000人,在这里也感谢大家的支持与认可，当然还是会一如既往保持高质量的文章输出，以及观点的评价；借这这个机会也聊一下对IV储氢气瓶的认识，其实刚工作的时候，对储氢气瓶的认识并不是很全面，就像大部分小伙伴刚工作时候的样子，常常会想，万一以后不做储氢气瓶。我会什么？我要去哪里工作？下一份的职业规划是什么？但是当真的深入这个行业后，我发现IV储氢气瓶涉及的学科真是太多太多了；1、结构设计知识：机械设计、机械制图、材料力学、结构力学、金属学、金属热处理学、过程与装备、密封设计与基础等2、材料上知识：复合材料结构力学、复合材料学、高分子材料等；3、内胆成型上：注塑工艺、挤出工艺、滚塑工艺、吹塑工艺等；4、氢气特性上：流体力学、热力学、传热学、氢安全学等；5、工厂建设上：洁净厂房设计与施工、工厂规划、防爆设计等等；6、在设计软件上：建模绘图软件（CATIA、ug、SW),8、仿真分析软件：（ABAqus、ansysMoldfLow）;7.气瓶框架设计中：振动力学、冲击力学等等；我觉得IV储氢气瓶的研发，就是一个多学科、多领域知识的集合与碰撞，对于刚毕业或者刚从事IV储氢气瓶设计开发的小伙伴来说，不要纠结、这个方向是一个集大成的专业；PART01期刊与文章基本信息该文章发表于《InternationalJournalofHydrogenEnergy》2024年第96卷，页码为882-891，作者包括ThomasHafner、JohannesMacher等，分别来自奥地利的HyCentA研究有限公司、莱奥本聚合物能力中心有限公司以及格拉茨理工大学等机构。研究聚焦高分子阻隔材料高压渗透测试装置的开发与验证，关键词涵盖氢渗透性、储氢、IV型储罐、高压、气体渗透、误差传播，为氢能源领域相关研究提供了重要参考。PART02摘要高分子材料在高压氢系统中至关重要，尤其用于IV型和V型储氢罐。然而，高达875bar的压力以及-40°C至85°C的温度等极端工况，对这些高分子材料构成严峻挑战，其中氢在材料中的渗透性这一关键性能受环境条件影响显著。为测定高分子材料的氢渗透性能并评估其在储氢应用中的适用性，研究人员开发了一套适用于压力高达1000bar、温度范围为0-85°C的新型渗透测试装置。为验证该装置所得渗透系数的可重复性，研究人员使用高密度聚乙烯（HDPE）在高达800bar的压力下进行了多次测试，同时还进行了统计偏差和误差传播计算，进一步证实了该测试装置的性能。PART03引言欧洲实现独立且可再生的能源供应具有重要地缘政治意义，绿色氢能是保障100%可持续性和能源独立性的关键。对于卡车、公交车、火车等重型移动应用，通过燃料电池利用氢能发电是实现碳中和的关键技术。而高效储存氢燃料与燃料电池及氢生产同样重要，由于气态氢能量密度低，车载高压储氢罐压力可达700bar。为推广氢能汽车，降低高压氢设备及储氢罐成本并实现量产十分关键。车载常用储氢罐由高分子内衬和树脂浸渍碳纤维复合层构成，高密度聚乙烯（HDPE）是最早且仍广泛使用的高分子内衬材料之一。联合国全球技术法规No.13规定，IV型储氢罐在55°C、115%额定工作压力下，氢渗透速率最大值不得超过46mL/h/L水容量。在像JRC–GASTEF设施那样对完整储罐进行渗透测试之前，需要更简便的测试程序来表征和比较内衬材料，以提高其开发效率并降低成本。19世纪物理化学的发展推动了渗透研究，研究人员提出了分子在固体和液体中运动的理论，菲克扩散定律为理解渗透过程提供了数学框架。随着合成高分子材料的出现，渗透测量在包装、食品保鲜、防护服等领域的重要性日益凸显。20世纪70年代，气体渗透测量的标准化方法开始出现，质谱法、气相色谱法等精密仪器提升了测量精度与多样性，研究人员也开始探究温度、压力、材料结构对渗透速率的影响。21世纪IV型储氢罐的发展促使高压渗透测量装置诞生，如Mitlitsky的渗透测试装置可承受高达375bar的压力，这类装置能追踪气体透过膜的量，生成的渗透曲线可用于确定材料的渗透系数、扩散系数和溶解度系数。为满足最新要求，研究开发了一套高压氢渗透测试装置，可在高达1000bar压力和85°C温度下测量高分子膜的渗透性能。研究中在400bar和800bar压力下进行多次类似测试，以确定该装置结果的可重复性，并选用HDPE样品（其在较高压力下的相关研究结果发表较多）。通过统计误差计算和误差传播计算，证实测试结果的可重复性。该研究具有独特性，一方面，可比较的高压测试装置较少；另一方面，目前尚未发现有文献专注于通过统计方法确定可重复性。研究还识别了影响结果的可能因素，根据制造商信息和进一步测试，给出了各因素对测量不确定度的具体贡献，从而证明了高压氢渗透测试设备结果的可靠性，且对该装置结果可重复性的预测基于各组件制造商信息以及为探究各因素对测量不确定度贡献而进行的补充测试。PART04方法论（一）渗透理论扩散的基本原理质量扩散通常发生在化学势不同的位置之间。在压差法中，膜两侧（上游压力p1\和下游压力p2的气体压力差异导致化学势不同，使得气体分子透过膜以平衡压力差。当渗透物为氢（H2这类小分子气体，且样品膜由弹性体或半结晶热塑性塑料构成，并在高于玻璃化转变温度的条件下测试时，亨利吸附模型和菲克浓度无关扩散模型可分别描述气体分子在膜表面的吸附-解吸过程以及在膜内的扩散过程。由于大多数膜的厚度远小于其横向尺寸，可将气体透过膜的渗透问题视为一维问题。相关公式与边界条件一维菲克第二定律（公式2.1）描述了膜厚度方向上渗透物浓度C随时间t的变化，其中D为扩散系数，x为空间变量。亨利吸附模型（公式2.2）引入溶解度系数S，建立了渗透气体分子浓度C与气体压力P的线性关系为求解基于压差法的公式2.1和2.2，设定了相应边界条件（公式2.3-2.5），公式2.3假设样品为全新未饱和状态，公式2.4和2.5（结合公式2.2）描述了样品膜两侧不同的气体压力情况，在大多数压差法中，为方便测量评估和材料表征，假设C2=0。浓度与渗透流量的推导：结合上述边界条件，可得到公式2.1的解（公式2.6），该式描述了在\(C_2=0\)时，膜厚度方向上随时间变化的浓度分布，其中n为求和指数。由于难以通过常规方法直接测定该浓度，在压差法中，通常通过测量下游侧压力升高或渗透气体的量来确定膜下游侧的扩散通量F。将公式2.6代入一维菲克第一定律（公式2.7），可推导出\(x=L\)（膜厚度）处的渗透流量\(F(t)\)（公式2.8）。在渗透过程初期，膜上游侧存在较高的浓度梯度，导致气体进入膜的渗透通量相对较高，直至膜达到饱和状态。累积通量与渗透参数计算：测量膜下游侧压力升高仍是一种常用方法，此时可用累积通量Q来评估测量结果。对公式2.8在0到t时间范围内积分，可得到累积通量Q(t)（公式2.9）。仅通过公式2.6、2.8和2.9，结合曲线拟合算法可从渗透测量结果中表征渗透性能。但由于本文所有测量结果均明确呈现菲克行为，且测量时间足够长，因此采用Dayne和Barrer首次提出的更简便的时滞法即可。将累积流量Q作为时间t的函数进行测量，直至达到稳态，对所得曲线的半线性部分进行线性拟合，拟合直线与时间轴的交点即为时滞，利用时滞可通过公式2.10计算扩散系数D（该公式由公式2.9在时推导得出）。由于累积流量Q是渗透流量F的积分，拟合直线的斜率还可给出稳态时的最大流量。根据公式2.11（由公式2.7推导得出，其中A为有效膜面积，p1为上游气体分压，p2为下游气体分压）可计算溶解度系数S，进而由公式2.12（Pe=D\cdotS\)）计算渗透系数Pe。若渗透装置满足公式2.3、2.4和2.5设定的边界条件，则公式2.10和2.11有效，可用于表征材料的渗透性能（二）渗透装置图1展示了整套渗透测试装置的概况，该装置设计符合ISO15105-1标准（该标准规定了在压差条件下对单层塑料薄膜或片材以及多层结构进行气体渗透测试的方法）。但由于ISO标准中的装置适用于较低压力和较高渗透速率，因此需要对其进行改进，主要改进包括使用烧结过滤器支撑测试样品以及采用不同的分析方法，以确保获得高质量的结果。装置开发完成后，针对复合气瓶内衬用塑料材料评估的ISO11114-5标准发布，除未在样品和烧结板之间设置金属网（因烧结板的细孔已能提供均匀平滑的接触面）外，该测试装置符合ISO11114-5标准要求。（二）渗透装置装置设计标准与结构组成：图1展示了整套渗透测试装置的概况，该装置设计符合ISO15105-1标准（该标准规定了在压差条件下对单层塑料薄膜或片材以及多层结构进行气体渗透测试的方法）。但由于ISO标准中的装置适用于较低压力和较高渗透速率，因此需要对其进行改进，主要改进包括使用烧结过滤器支撑测试样品以及采用不同的分析方法，以确保获得高质量的结果。装置开发完成后，针对复合气瓶内衬用塑料材料评估的ISO11114-5标准发布，除未在样品和烧结板之间设置金属网（因烧结板的细孔已能提供均匀平滑的接触面）外，该测试装置符合ISO11114-5标准要求。装置核心部分与工作流程：测试装置分为上游侧和下游侧两部分。上游侧将高压氢供应至样品，下游侧则用氮气N2吹扫渗透出的氢气，并将其输送至热导传感器进行分析。整套高压设备（阀门、管道和测试池）的设计工作压力可达1000bar，氢气由储存系统供应，该系统与两个串联安装的气动阀门相连。通过使用压力调节器和交替切换两个高压阀门，可使压力保持恒定，且在整个测量期间，实际压力与设定压力的偏差可自动控制在1bar以内。氢气的补充间隔取决于压力、温度、样品材料及粗糙度，这些因素主要影响从测试池高压侧泄漏的氢气量。测试初期，由于样品和密封件尚未完全饱和，样品内的浓度梯度较大，因此补充间隔较短；当样品和密封件达到饱和，且气体透过膜的渗透流量趋于稳定时，补充间隔也会变得恒定（详见2.1节内容）。系统中集成了一个压阻式压力传感器，用于监测压力，并作为阀门控制的输入信号，表10列出了该压力传感器的更多信息。高压渗透测试池细节图2为高压渗透测试池的示意图，高压管道系统与渗透测试池的高压法兰相连。测试池由高压法兰、低压法兰、烧结过滤器和可更换的垫片组成，垫片可用于测试不同厚度的样品。螺栓将样品固定在两个法兰之间，以承受高达1000bar氢气产生的压力。测试池的金属部件由AISI316L不锈钢制成，其密封性通过密封系统实现，主高压密封件采用SKF公司的热塑性聚氨酯弹性体（TPU）（ECOPUR）制成。一个泄漏孔可将通过特殊设计密封系统的氢气安全地导向排气口。样品要求与边缘效应控制：样品的有效测试直径选定为80mm，为保证系统密封，样品所需直径为150mm。为确保测试结果的准确性，样品需无缺陷，厚度偏差需小于±0.05mm，表面粗糙度\(R_a\)需小于3.2μm，以实现样品高压侧的有效密封。此外，较大直径的样品圆盘有助于最大限度地减少边缘效应或其他干扰效应的影响。Barrer等人基于图3所示参数计算了边缘效应的影响，图4（源自参考文献[27]）展示了由于边缘效应导致的膜渗透通量偏差随重叠度（(b-a)/a）的变化情况，其中相关参数为样品的外半径（b）和施加压力区域的孔径半径（a）。对于所设计的测试池和样品，厚度与孔径半径之比为0.05，此时通量偏差由图中底部的连续紫色线表示。由于测试池密封系统的要求，样品具有较大的重叠度，重叠函数值大于0.5（图中未显示该部分），通过对图形进行线性外推可知，当前装置会导致渗透流量恒定高估约2%。下游侧设置与安全保障在样品的下游侧，施加高达1.5bar的氮气压力。由于高分子膜无法承受上下游两侧的压力差所产生的力，因此使用烧结圆盘对聚合物样品进行支撑，同时烧结圆盘还确定了渗透区域。在各种渗透测试装置中，烧结金属圆盘常被用作膜的支撑材料（如参考文献[8,28-30]），这类多孔圆盘具有较高的机械稳定性，同时还能保证较高的渗透速率。根据烧结圆盘的产品说明书[31]，即使对于孔隙率相对较低的圆盘，在设定的流量下，空气的最大压力损失也小于500mbar。与气体透过聚合物样品的压力损失（从施加压力降至约1bar）相比，气体通过烧结圆盘的压力损失要小得多，因此其渗透速率也远高于样品材料。Macher等人[21]的研究表明，对于厚度为4mm、孔径为1.1μm的R1型多孔圆盘[31]，其渗透速率是厚度为2mm的HDPE膜的5×10^7\)倍，因此多孔烧结圆盘不会对渗透测量结果产生干扰。本研究中使用的是R3型烧结多孔不锈钢（AISI316L）圆盘，其厚度为3mm，面积为50cm²[31]。由于所用烧结圆盘的孔径（2.8μm）大于Macher等人研究中所使用的孔径，因此其渗透速率比HDPE样品更高。烧结圆盘不仅能承受压力，还有助于在测试样品下方实现载气的均匀流动，从而均匀地收集渗透出的氢气。压力与流量控制及检测：为避免测量过程中可能出现的压力变化对测量结果产生影响，控制器会使下游侧的压力保持恒定。热式质量流量控制器可维持载气流量的恒定，氮气载气的设定流量会根据样品的预期渗透速率进行调整（渗透速率会因材料、厚度、压力和温度的不同而变化）。该控制器已针对氮气中氢气含量高达1%的情况进行了校准，表10列出了其更多规格参数。热导检测器（TCD）会持续检测并记录氮气中氢气的含量，氢气的热导率（186.6mW・m⁻¹・K⁻¹）是氮气热导率（26mW・m⁻¹・K⁻¹）的7倍多，因此使用TCD可获得非常精确的测量结果。在测试池和流量控制器之间安装了一个爆破片，以在样品损坏时保护流量控制器和TCD免受超压影响。温度控制与装置参数：制冷/加热循环器通过在测试池的通道中循环冷却/加热介质，将绝缘测试池的温度调节至设定温度，温度控制精度为±0.4°C。该装置的设计工作温度范围为0°C至85°C，温度由安装在测试池孔中的PT100温度传感器测量（该传感器可近距离测量膜的温度，表10也列出了相关信息），测试池表面的K型热电偶用作第二个控制传感器。由于测试池的热质量相对气体较大，因此无需对氢气进行预处理。表1总结了该渗透测试装置的关键参数。（三）测量过程测量前准备：在每次测量开始前，需用氮气对测试池的下游侧进行充分吹扫，以确保测量方法的准确性。吹扫完成后，在开始测试前需设定热导检测器（TCD）测量的零点。测试条件与样品选择：测试在400bar和800bar压力下进行，以探究压力对测量准确性的影响。为最大限度地减少因样品差异和温度差异导致的流量变化，实验中使用了工业制造的标准化样品，并保持测试条件恒定。测试过程按照2.1节中描述的方法进行，表1列出了相应的测试参数，表2则列出了具体的测试参数（压力为400bar和800bar，温度为25°C，载气流量为200Nml/min，样品厚度为2mm）。样品处理与特性：为保证起始条件的一致性，并消除老化和变形效应的影响，每次测试均使用全新的未饱和样品。测试所用材料为SIMONA®PE-HDnatural，这是一种挤出成型的高密度聚乙烯片材，厚度为2mm。采用水射流切割技术将片材切割成直径为150mm的圆盘，表2（原文表3）列出了从产品说明书中获取的HDPE片材的主要特性（如密度为0.950g/cm³，杨氏模量为1100MPa等）。五、结果与讨论测试重复性验证：为评估结果的可重复性，在表1所示的相同设定条件下，分别在400bar和800bar压力下各重复进行了5次测试。图5a和5c展示了氢气透过聚合物样品的渗透流量，从图中可以看出，不同测量得到的曲线具有很高的重复性，尤其是在400bar压力下的测试。在这两种压力下，单个测量点与平均值的最大偏差均小于5%，这表明测试误差较小，且具有较高的可重复性。累积流量与扩散系数计算：图5b和5d展示了通过梯形法则由相应测量结果计算得到的累积流量。利用时滞法可从这些曲线中计算出扩散系数D，通过对稳态下的半线性曲线进行插值，可得到时滞\(\tau\)（详见2.1节内容）。由于测量的记录频率较高（0.2Hz），且相邻数据点之间的数值差异较小，因此采用这种积分方法产生的误差非常小。渗透参数计算方法：根据所得数据，可按以下方式计算每次测量的渗透参数（渗透系数、扩散系数和溶解度系数），这些公式也是后续进行测量不确定度分析的基础。渗透系数计算：结合公式（2.12）和（2.11），可将渗透系数的计算公式改写为公式（3.1）由于在大气压下，下游侧氢气的含量小于0.1%，因此下游气体分压\(p_2\)可忽略不计。稳态下的渗透流量（如图5a和5c所示）可通过公式（3.2）计算：，其中由热导检测器测量得到的吹扫气中氢气的摩尔分数，是含有渗透氢气的混合吹扫气的体积流量，V_m是吹扫气的摩尔体积。渗透面积则通过公式（3.3）计算：，其中\(d_{eff}\)是样品的有效直径，该直径与图3中所示的孔径半径相当，且与烧结圆盘的直径相同。扩散系数与溶解度系数计算：如2.1节所述，扩散系数可利用公式（2.10）计算，时滞\(\tau\)也在图5b和5d中进行了标注。根据公式（2.12），溶解度系数可由公式（3.4）推导得出：不同压力下的渗透参数结果：400bar压力下：表3（原文表4）列出了在400bar压力下进行的5次测试（如图5a和5b所示）所得到的渗透参数。800bar压力下：表4（原文表5）列出了在800bar压力下进行的5次测试（如图5c和5d所示）所得到的渗透参数。表3样品材料SIMONA®PE-HDnatural的性能[32]性能数值单位标准密度0.950g/cm³DINENISO1183杨氏模量1100MPaDINENISO527屈服应力23MPaDINENISO527屈服应力下的伸长率9%DINENISO527邵氏硬度65D（15秒）DINENISO868温度适用范围-50至+80°C-表4400bar、25°C下的渗透参数样品渗透系数[mol/(m・s・Pa)]（×10⁻¹⁶）扩散系数[cm²/s]（×10⁻⁶）溶解度系数[mol/(m³・Pa)]（×10⁻⁶）HDPE016.521.265.17HDPE026.561.265.20HDPE036.561.295.09HDPE046.641.255.32HDPE056.641.245.37表5800bar、25°C下的渗透参数样品渗透系数[mol/(m・s・Pa)]（×10⁻¹⁶）扩散系数[cm²/s]（×10⁻⁶）溶解度系数[mol/(m³・Pa)]（×10⁻⁶）HDPE064.740.974.89HDPE074.720.935.09HDPE084.590.934.93HDPE094.630.935.00HDPE104.520.964.72表6400bar、25°C下使用学生t分布的显著性（置信度：95%，自由度：4）-渗透系数[mol/(m・s・Pa)]扩散系数[cm²/s]溶解度系数[mol/(m³・Pa)]平均值（HDPE₄₀₀_mean）6.58×10⁻¹⁶1.26×10⁻⁶5.23×10⁻⁶95%置信度（绝对±）0.12×10⁻¹⁶0.05×10⁻⁶0.29×10⁻⁶95%置信度（相对±）1.9%4.0%5.5%误差与不确定度分析样品厚度：使用卡尺测量每个样品的厚度，每个样品的平均厚度恰好为2.00mm，厚度的最小值和最大值偏差为±0.03mm。在不确定度测量中，将加压前厚度的不确定度取值为0.02mm，未考虑加压过程中或加压导致的样品变形。由于样品厚度在加压前测量最为准确，同时为了保证测量结果的可比性，因此在测量中使用样品的原始厚度。为了更深入地了解加压对样品厚度的影响，还需要进行进一步的测试。根据文献报道，HDPE的体积模量为4.6GPa[34]，这意味着在400bar压力下，HDPE的体积压缩率约为1%，在800bar压力下约为2%。在最坏情况下，由于压缩作用，渗透参数可能会被低估，从而产生系统性偏差。压力测量：压力测量的总误差范围可采用供应商提供的数据，并额外考虑了氢气补充过程带来的误差。如2.2节中所述，在400bar压力下，压力在设定压力附近的波动范围为±0.5bar；在800bar压力下，波动范围为±1.0bar。综合考虑这些因素，将400bar压力下的总误差取值为1.0bar，800bar压力下的总误差取值为1.5bar。热导检测器（TCD）：由于TCD的产品说明书中未提供准确的测量误差信息，因此需要通过额外的测试来估算其误差。图6展示了热导检测器在8小时稳态期间的信号变化情况。从图中可以看出，信号噪声的波动范围为±5ppm，环境温度每变化1°C，信号误差约为±5ppm。在测试过程中，环境温度的最大变化范围为±3°C，因此将TCD的信号误差设定为±15ppm。此外，测试温度每变化1°C，气体分析仪的信号变化约为4%。由于温度传感器的精度有限，且温度测量点位于压力室附近而非气相中，因此将温度误差估算为1°C是合理的。在测量开始前，通过在规定时间内对系统进行预热，可最大限度地减少测量初期可能出现的误差。吹扫气流量：根据制造商提供的规格说明，吹扫气流量的误差为3ml/min。渗透直径：参考图4，将边缘效应带来的误差取值为2%。时滞\(\tau\)：根据结果中观察到的变化，将时滞的误差取值为5%。由于曲线是根据气体分析仪的数据生成的，因此认为存在类似的误差是合理的。置信区间计算：为了对计算得到的参数进行误差和不确定度的数学描述，首先利用学生t分布计算了置信区间。表5（原文表6）列出了在400bar、25°C条件下5次测量结果相对于平均值的绝对偏差和相对偏差，表6（原文表7）则列出了在800bar、25°C条件下的相应结果。标准测量不确定度计算：与利用学生t分布计算的不确定度相比，标准测量不确定度采用测量不确定度表示指南（GUM）[33]进行计算。计算过程中，参考了各测量仪器制造商提供的数据（见附录），并纳入了过程控制带来的额外不确定度，表7（原文表8）列出了各参数的单独不确定度。由于部分供应商仅列出了某些影响因素的最大偏差，无法直接使用这些数据，因此需要通过进一步的测试来确定本研究中的实际不确定度。各参数不确定度来源与处理：不同压力下误差传播计算结果：基于上述解释的误差，对两种压力水平下的误差进行了传播计算，结果分别列于表8（原文表9）和表9（原文表10）。两种不确定度计算方法的比较：图7总结并比较了统计偏差与采用GUM指南计算的误差传播不确定度。由于存在与测量值无关的显著不确定度贡献，在400bar压力下，通过误差传播计算得到的测量不确定度略高于800bar压力下的测量不确定度。而采用学生t分布计算的统计偏差在较高压力下更大。对比这两种方法可以发现，采用GUM指南计算得到的不确定度更高，这是因为统计不确定度纯粹与模型相关，未考虑测量过程中的不确定度因素，并且统计不确定度假设误差完全符合正态分布，而实际情况中误差分布并非严格的正态分布，而是存在误差传播带来的复杂分布模式。六、结论装置性能与测试结果可靠性：本研究介绍了一套专为高压环境设计的氢渗透测试装置。各项研究结果表明，该装置在测量氢渗透参数方面具有较高的准确性和可重复性。通过在400bar和800bar压力下，使用工业制造的HDPE圆盘样品进行多次重复测试，证实了该开发的测试装置能够有效地表征材料的渗透系数、扩散系数和溶解度系数。此外，通过进行误差传播计算，本研究还指出了影响测量误差的主要因素。统计偏差的最大值约为7%，计算得到的不确定度约为10%，这些数据表明该测试装置适用于在室温条件下，对不同压力（最高可达1000bar）下的各种高分子材料进行有效的测试。未来研究方向：高温测试：未来将开展在更高温度下的测试工作，并发表相关研究成果。然而，由于高分子样品在相对较低的温度下就容易软化，预计样品本身将成为限制最高测试温度的因素，因为软化后的样品在高压条件下可能会发生损坏。温压循环影响：温度和压力循环对高分子样品的影响是另一个重要的研究课题。深入理解这些影响对于预测材料的使用寿命以及识别潜在的老化相关问题至关重要。为了有效地开展这些测试，需要开发一个单独的循环测试装置，以补充现有的测试装置。测试精度提升：为了进一步提高该测试装置的测试精度，可以采用如气相色谱-质谱联用等更复杂的测量设备。装置的应用价值：利用该开发的测试装置测定更多样品的渗透性能，将为寻找更优质、更经济高效的高分子材料、填料或生产方法提供有力的支持，这些材料和方法适用于高压氢应用场景。因此，该测试装置在改进现有的IV型储氢罐以及支持最新的无内衬V型储氢罐研发方面具有重要的潜在作用，有望为氢能源储存技术的发展做出重要贡献。来源：气瓶设计的小工程师
