從電弛DC 980看燃料電池系統(tǒng)設計，桌面式結(jié)構(gòu)受青睞

氫燃料電池是一種化學能轉(zhuǎn)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一步商用發(fā)展。通過技術(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，燃料電池測試系統(tǒng)是必不可少研究儀器。

1、燃料電池測試系統(tǒng)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(tǒng)對于提升燃料電池技術(shù)至關(guān)重要，一個完整的燃料電池測試系統(tǒng)應該包含：氣體供應系統(tǒng)、溫度和壓力控制系統(tǒng)、增濕系統(tǒng)、安全報警系統(tǒng)、電子負載、數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)以及熱管理系統(tǒng)，其中測試精度、數(shù)據(jù)采集和控制算法是燃料電池測試系統(tǒng)領域的關(guān)鍵技術(shù)[1] 一套便捷易用的燃料電池測試系統(tǒng)有助于提升科研實驗效率，對于探索氫能技術(shù)作用凸顯。

2、燃料電池測試系統(tǒng)的類型

目前，行業(yè)內(nèi)氫燃料電池測試系統(tǒng)有“桌面式”與“平臺式”兩種結(jié)構(gòu)形式。

平臺式結(jié)構(gòu)的燃料電池測試系統(tǒng)的主要優(yōu)點是電子負載大，可應對更大功率電堆測試。平臺式結(jié)構(gòu)的缺點也很明顯，儀器設備過于龐大，占用實驗室較大空間；內(nèi)部元器件、管路非常復雜，維修成本較高；平臺式結(jié)構(gòu)的燃料電池測試系統(tǒng)整套價格較高，實驗操作較復雜，后期搬運、組裝、維護都不太方便。

桌面式結(jié)構(gòu)燃料電池測試系統(tǒng)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。桌面式燃料電池測試系統(tǒng)電子負載設計適中，能滿足絕大多數(shù)實驗測試需求，可謂“麻雀雖小，五臟俱全”。桌面式燃料電池測試系統(tǒng)在價格上也有優(yōu)勢。從近年來國內(nèi)高校實驗室使用情況來看，桌面式結(jié)構(gòu)的燃料電池測試系統(tǒng)更受師生們青睞。

3、燃料電池測試系統(tǒng)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展氫能技術(shù)研發(fā)示范的時間長達?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(zhàn)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“卡脖子”技術(shù)。[2] 基于中美科技領域交鋒經(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保有量位居世界第一?？萍家I產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)支撐創(chuàng)新。國產(chǎn)燃料電池測試系統(tǒng)在性能指標達到國際先進水平，在做工用料、操作體驗、售后服務等方面比進口設備更有優(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(tǒng)為例，該系統(tǒng)采用桌面式結(jié)構(gòu)，具有“0V啟動，滿電流帶載”、“氣體配比，0-100%”、“反極帶載，自動背壓”和“大電流 0-240A”等特色功能，能滿足多樣化實驗需求，在中國科學技術(shù)大學等重點高校實驗室成功調(diào)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(nèi)外燃料電池測試系統(tǒng)研究進展》

[2] 期刊《中國科學院院刊》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(zhàn)略如何轉(zhuǎn)型？》