氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。而氢燃料电池具备无污染、无噪声和高效率的特点。氢燃料电池对环境具备无污染性,它是通过电化学反应,而不是采用燃烧或储能方式,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的,整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程,而氢燃料电池电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成,单体电池是由将双极板与膜电极组成,若干单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成氢燃料电池电堆,而氢燃料电池电堆在进行生产后往往都需要燃料电池电堆测试台对其进行检验测试。燃料电池测试装备通常包括液态燃料供应系统、氢气供应系统、水冷循环系统、数据采集及控制系统等部分。成都燃料电池测试装备厂
燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。燃料电池其原理是一种电化学装置,其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此,限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。山东燃料电池发动机空气子系统测试台厂商燃料电池测试装备的测试结果和数据需经过严格的数据处理和分析,保证结果准确性和可信性。
燃料电池电堆的设计边界条件确定后,即可开展电堆的详细设计过程,其中包括燃料电堆各组件的材料、尺寸、性能指标、电堆的密封及封装方式等。燃料电池电堆由承压端板、绝缘板、密封件、双极板、气体扩散层、MEA 以及紧固件等组成。电堆设计应基于对燃料电池电堆原理的掌握,基于相关部件的性能和成本掌握,综合考虑工艺的可实施性。2.2.1 双极板:双极板的设计首先应基于燃料电池电堆的实际使用如耐久性等,确定电堆双极板材料的使用类型。金属板相对更薄,体积功率密度更高,但耐久性相对差,更适用于乘用车。而石墨板耐久性更高,可应用于具有更大布置空间的商用车。双极板的厚度、流道深度、宽度、倾角和总体长度、脊的宽度以及流场形状、压降,是双极板设计的重点和难点。
在行业发展初期,由于缺乏专业的国内设备厂商提供测试设备以满足燃料电池系统的研究与开发,客户只能选用Greenlight、Feulcon等少数进口品牌的测试设备,或购买电子负载和其他部件,自行搭建一个简易的燃料电池测试平台,用于检验燃料电池电堆和发动机的测试。这种情况现在已经有了很大改观,随着一批国产燃料电池检测设备企业的崛起,国内燃料电池产业在检测环节开始已经打破依赖进口设备的局面。2017年全力推进产品技术研发,2018年进入技术成果收获期,快速推出了电堆测试系统、发动机测试系统,并在原有的DC/DC测试系统、大功率回馈式电子负载产品完成燃料电池行业特性升级后,形成了完整的测试产品线。目前其60——150kW燃料电池电堆测试台和100——200kW燃料电池发动机测试台在业内普遍应用。燃料电池测试装备可以帮助研究人员评估不同类型燃料电池的技术和应用前景。
燃料电池与氧化还原液流电池的相似之处在于,正极材料和负极材料从电池主体的外部引入。在燃料电池的情况下,正极材料(氧化剂)通常为空气中的氧气,反应后的物质用作一次电池,以水蒸气或二氧化碳的形式排出。另一方面,在氧化还原液流电池的情况下,正极材料和负极材料均是液体,并且反应后的液体返回到罐中而不会通过排出而排出废气。通过向电池施加反向电压可以引起反向反应,并且可以将其恢复为正极材料和负极材料。如上所述,氧化还原液流电池主要用作二次电池。燃料电池测试装备可以进行燃料电池的材料相容性测试,以评估燃料电池材料在不同条件下的使用寿命和稳定性。山东燃料电池发动机空气子系统测试台厂商
燃料电池测试装备可以进行燃料电池的可持续性评估和分析,以评估燃料电池的环保性和可持续性。成都燃料电池测试装备厂
无论是螺栓紧固式还是绑带捆扎式,主承压部分均为承压板,所以承压板的设计要基于承压板材料的刚度和强度,结合应力及形变,确定适宜的承压板厚度和形状,有利于实现电堆整体压力均匀分配,实现轻量化。燃料电池的密封形式包括固态垫圈密封和液体密封胶密封。其中,液体密封胶密封可分为FIPG(就地成型垫圈)和CIPG(固化装配垫圈)。固化装配因其拆卸方便等优点被普遍采用。固化垫圈密封件在设计时,应综合考虑其密封高度、弹性模量、硬度、使用温度、工作介质考量因素,以便在电堆装配和使用过程中,提供足够的密封性,传递接触力。电堆整体封装设计应保证整堆应力分布、寿命阶段内的振动和冷热冲击耐受性、工艺实现成本因素。在力争体积紧凑、质量降低的情况下,实现电堆的较优封装。成都燃料电池测试装备厂