氢能观察：燃料电池测试系统“大电流”的选择与应用

武汉电弛新能源有限公司

2023/11/22 10:16

燃料电池是一种将化学能转换为电能的发电装置，是解决全球能源危机和环境污染的重要途径。质子交换膜燃料电池（PEMFC）以其高效率、高能量密度、低噪声、低排放和低工作温度等优点被人们公认是最具有发展前景的未来动力源。通过燃料电池测试系统，开展多参数极化曲线测试、电池性能评估、耐久性控制测量等科研活动，对于探索氢能技术创新意义重大。

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燃料电池在实际应用中，需要面对不同的负荷和工况，避免在极端条件下出现故障问题。因此，极限电流测试成为评估燃料电池性能和可靠性的重要方法，具备“大电流”功能的燃料电池测试系统可以帮助科研人员更安全高效地完成多项测试工作，掌握不同模型下的数据信息，为今后的燃料电池研发设计提供理论指导。

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电流密度指燃料电池单元面积上的电流值，通常以（A/cm²）来表示，评估燃料电池性能效率的重要指标，较大的电流密度意味着电池产生更多的电能，一般都希望尽可能地提高电流密度。在PEMFC极化曲线测试活动中，电流密度分布一般随电流变化而改变。

电流密度受到燃料供应、氧气供应、催化剂、温度、湿度等多重因素影响。用燃料电池测试系统进行多段式电流范围切换测试，建立恒电流、恒电压、恒功率负载控模型，是比较常见的实验方法。

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电流密度并不是越高越好，过高的转化损失反而降低了效率，不利于耐久性、经济性。好比汽车马力并不是越高越好，动力严重过剩，徒增油耗成本，非常不经济。

燃料电池测试系统的选择也是如此，不能一味地追求“更大的测试电流”，通常满足多样化实验需求即可。超出实际需求的“大电流”设备，内部元器件较多，尺寸、重量都变大了，成本、价格也随之变高。

以武汉电弛新能源研制的DC 980系列燃料电池测试系统为例，该产品提供120A/240A两种规格，也可以根据用户的预算需求定制300A以上更大电流设备。为什么选择“120A/240A”？这也是经过充分市场调研而确定的，满足90%以上的PEMFC实验需求，且有利于结构轻量化，较为经济适用。

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