氫燃料電池是一種化學(xué)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(yīng)。氫燃料電池高度依賴貴金屬Pt（鉑）催化，且氫氣制取、儲(chǔ)存、運(yùn)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(dāng)前氫能技術(shù)研究重點(diǎn)，燃料電池測(cè)試系統(tǒng)是必不可少研究?jī)x器。

1、燃料電池測(cè)試系統(tǒng)的組成

燃料電池的運(yùn)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(cè)試系統(tǒng)對(duì)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(cè)試系統(tǒng)應(yīng)該包含：氣體供應(yīng)系統(tǒng)、溫度和壓力控制系統(tǒng)、增濕系統(tǒng)、安全報(bào)警系統(tǒng)、電子負(fù)載、數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)以及熱管理系統(tǒng)，其中測(cè)試精度、數(shù)據(jù)采集和控制算法是燃料電池測(cè)試系統(tǒng)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)[1] 一套便捷易用的燃料電池測(cè)試系統(tǒng)有助于提升科研實(shí)驗(yàn)效率，對(duì)于探索氫能技術(shù)作用凸顯。

2、燃料電池測(cè)試系統(tǒng)的類(lèi)型

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

平臺(tái)式結(jié)構(gòu)的燃料電池測(cè)試系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是電子負(fù)載大，可應(yīng)對(duì)更大功率電堆測(cè)試。平臺(tái)式結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也很明顯，儀器設(shè)備過(guò)于龐大，占用實(shí)驗(yàn)室較大空間；內(nèi)部元器件、管路非常復(fù)雜，維修成本較高；平臺(tái)式結(jié)構(gòu)的燃料電池測(cè)試系統(tǒng)整套價(jià)格較高，實(shí)驗(yàn)操作較復(fù)雜，后期搬運(yùn)、組裝、維護(hù)都不太方便。

桌面式結(jié)構(gòu)燃料電池測(cè)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(yùn)裝車(chē)。桌面式燃料電池測(cè)試系統(tǒng)電子負(fù)載設(shè)計(jì)適中，能滿足絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試需求，可謂“麻雀雖小，五臟俱全”。桌面式燃料電池測(cè)試系統(tǒng)在價(jià)格上也有優(yōu)勢(shì)。從近年來(lái)國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室使用情況來(lái)看，桌面式結(jié)構(gòu)的燃料電池測(cè)試系統(tǒng)更受師生們青睞。

3、燃料電池測(cè)試系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化

美國(guó)是全球較早提出氫能研究和應(yīng)用的國(guó)家，美國(guó)政府確定氫能為能源供應(yīng)的方向之一和開(kāi)展氫能技術(shù)研發(fā)示范的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)?31?年，已經(jīng)形成“制氫—運(yùn)氫—儲(chǔ)氫—用氫”的全技術(shù)鏈能力，與美國(guó)氫能戰(zhàn)略相比，多角度、全方位提升我國(guó)氫能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(yàn)，很多高校、科研單位更傾向于選擇國(guó)產(chǎn)儀器設(shè)備，保障科研活動(dòng)不受干擾。

雖然中國(guó)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(guó)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(guó)產(chǎn)燃料電池測(cè)試系統(tǒng)在性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在做工用料、操作體驗(yàn)、售后服務(wù)等方面比進(jìn)口設(shè)備更有優(yōu)勢(shì)。

以武漢電弛新能源研制的DC 980系列氫燃料電池測(cè)試系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)采用桌面式結(jié)構(gòu)，具有“0V啟動(dòng)，滿電流帶載”、“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，能滿足多樣化實(shí)驗(yàn)需求，在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等重點(diǎn)高校實(shí)驗(yàn)室成功調(diào)試應(yīng)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(guó)內(nèi)外燃料電池測(cè)試系統(tǒng)研究進(jìn)展》

[2] 期刊《中國(guó)科學(xué)院院刊》2021年第9期  魏鳳,任小波,高林,高國(guó)慶,周超峰  《為了達(dá)成碳中和目標(biāo)，美國(guó)氫能戰(zhàn)略如何轉(zhuǎn)型？》