從電弛DC 980看燃料電池系統設計，桌面式結構受青睞

氫燃料電池是一種化學(xué)能轉化電能的發(fā)電裝置，其工作原理是電解水的逆反應。氫燃料電池高度依賴(lài)貴金屬Pt（鉑）催化，且氫氣制取、儲存、運輸成本較高，限制了氫燃料電池進(jìn)一步商用發(fā)展。通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新，提高氫氣利用效率、降低鉑載量是當前氫能技術(shù)研究重點(diǎn)，燃料電池測試系統是必不可少研究?jì)x器。

1、燃料電池測試系統的組成

燃料電池的運行狀態(tài)受氫氣和氧氣的濃度、壓力、溫度以及濕度等眾多物理量影響。燃料電池測試系統對于提升燃料電池技術(shù)至關(guān)重要，一個(gè)完整的燃料電池測試系統應該包含：氣體供應系統、溫度和壓力控制系統、增濕系統、安全報警系統、電子負載、數據采集及控制系統以及熱管理系統，其中測試精度、數據采集和控制算法是燃料電池測試系統領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)[1] 一套便捷易用的燃料電池測試系統有助于提升科研實(shí)驗效率，對于探索氫能技術(shù)作用凸顯。

2、燃料電池測試系統的類(lèi)型

目前，行業(yè)內氫燃料電池測試系統有“桌面式”與“平臺式”兩種結構形式。

平臺式結構的燃料電池測試系統的主要優(yōu)點(diǎn)是電子負載大，可應對更大功率電堆測試。平臺式結構的缺點(diǎn)也很明顯，儀器設備過(guò)于龐大，占用實(shí)驗室較大空間；內部元器件、管路非常復雜，維修成本較高；平臺式結構的燃料電池測試系統整套價(jià)格較高，實(shí)驗操作較復雜，后期搬運、組裝、維護都不太方便。

桌面式結構燃料電池測試系統體型較小，不挑空間，一張大桌子即可擺放，2-3人即可搬運裝車(chē)。桌面式燃料電池測試系統電子負載設計適中，能滿(mǎn)足絕大多數實(shí)驗測試需求，可謂“麻雀雖小，五臟俱全”。桌面式燃料電池測試系統在價(jià)格上也有優(yōu)勢。從近年來(lái)國內高校實(shí)驗室使用情況來(lái)看，桌面式結構的燃料電池測試系統更受師生們青睞。

3、燃料電池測試系統的國產(chǎn)化

美國是全球較早提出氫能研究和應用的國家，美國政府確定氫能為能源供應的方向之一和開(kāi)展氫能技術(shù)研發(fā)示范的時(shí)間長(cháng)達?31?年，已經(jīng)形成“制氫—運氫—儲氫—用氫”的全技術(shù)鏈能力，與美國氫能戰略相比，多角度、全方位提升我國氫能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，避免氫能成為下一個(gè)“卡脖子”技術(shù)。[2] 基于中美科技領(lǐng)域交鋒經(jīng)驗，很多高校、科研單位更傾向于選擇國產(chǎn)儀器設備，保障科研活動(dòng)不受干擾。

雖然中國燃料電池技術(shù)起步較晚，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速。2022年中國氫燃料電池汽車(chē)保有量位居世界第一?？萍家I(lǐng)產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)支撐創(chuàng )新。國產(chǎn)燃料電池測試系統在性能指標達到國際先進(jìn)水平，在做工用料、操作體驗、售后服務(wù)等方面比進(jìn)口設備更有優(yōu)勢。

以武漢電弛新能源研制的DC 980系列氫燃料電池測試系統為例，該系統采用桌面式結構，具有“0V啟動(dòng)，滿(mǎn)電流帶載”、“氣體配比，0-100%”、“反極帶載，自動(dòng)背壓”和“大電流 0-240A”等特色功能，能滿(mǎn)足多樣化實(shí)驗需求，在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等重點(diǎn)高校實(shí)驗室成功調試應用。

引用資料

[1] 期刊《電池工業(yè)》2019 (023) 005 王盼盼，凌澤，張凱慶，鄒振耀  《國內外燃料電池測試系統研究進(jìn)展》

[2] 期刊《中國科學(xué)院院刊》2021年第9期  魏鳳,任小波,高林,高國慶,周超峰  《為了達成碳中和目標，美國氫能戰略如何轉型？》