為什么燃料電池測試要用鼓泡增濕，這篇文章告訴你

近年來，我國氫能產業技術快速發展，質子交換膜燃料電池商用規模不斷擴大，關鍵材料和制備工藝不斷成熟，氫能無污染、0排放、效率高的優勢在國家“雙碳目標"推進過程中發揮著重要作用。

質子交換膜燃料電池在運行過程中，通過氧化還原反應將氫燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能，在電化學反應中，進氣的濕度控制是非常重要的環節。

為什么要進行濕度控制？

在燃料電池系統中，膜的質子傳導能力與含水量存在密切關系，當膜處于良好潤濕狀態，膜電極的傳質性能比較理想。

可以說，質子交換膜燃料電池性能很大程度上取決于膜電極的潤濕狀態。

如果沒有很好地控制溫度和水分，催化劑和質子運輸介質的老化會增加損耗，降低效率，會最終導致電池解體。

理想氣體含濕量（濕度比）方程：

0.622為水蒸氣與干空氣摩爾質量比；

Pv為水蒸氣分壓；

P-Pv為濕空氣中干空氣分壓。

燃料電池空氣濕度過低，會造成質子交換膜脫水或干枯。濕度過高，又會造成電池內部積水過多，導致電極中的催化劑被水腌漬，反應活性快速降低，并且會阻塞氣液流道。

因此，我們在進行高性能燃料電池膜電極測試時，必須關注測試濕度數據，及時進行調控，保持良好的測試效果。

如何進行濕度控制？

當前，燃料電池增濕方式有“自增濕"和“外增濕"兩種形式。

自增濕技術是無需外界獲取水分，陰極側電化學反應生成的水，是自增濕的唯yi水分來源。自增濕技術可以降低電池成本、簡化電堆系統的結構，但是面臨著商用化挑戰。目前，學術界針對燃料電池自增濕技術做了大量研究，在復合膜、催化層、膜電極方面有深入探索。

外增濕是通過在電堆外圍增加一套增濕設備，在氣體進入電堆之前進行增濕，保證潤濕效果。這種增濕方式成本較低，運行比較穩定，但會增加燃料電池系統的體積。現階段，行業內燃料電池測試系統基本都是采用“外增濕"方式。

鼓泡增濕有什么優勢？

鼓泡增濕是一種高效節能的外增濕方案。氣體通入液體中并逐漸產生氣泡，氣泡在液體中上升，使得氣相與液相之間能夠直接接觸，在一定的溫度下，加濕器中的水在蒸氣壓的作用下蒸發，并在反應過程中與氣體一起進入氫燃料電池。從而獲得較好的傳質、傳熱效果。

鼓泡增濕具有“簡潔、可控"特點，通過調節水溫和氣體流量就可以精確控制加濕后的氣體露點，溫度傳感器、加熱器、液位傳感器均采用高質量材料，電池的濕度控制精度會更高，維護也非常方便。

DC 980桌面型燃料電池測試系統采用的就是鼓泡增濕方案，加濕溫度范圍 RT+5~90℃，最大加濕濕度范圍100%RH@最大流量（10L），具備干濕自動切換功能，加濕器配備自動補水系統，能夠確保水位穩定，避免干燒現象。滿足高性能燃料電池技術測試研究。