燃料质量测试

燃料电池具有工作温度低、启动响应快、能源效率高、电池寿命长、产物无污染等优点，是交通、工业、建筑等领域实现能源转型的重要途径。当前，全球主要经济体都在加大氢燃料电池技术研究投入，破解氢燃料电池商用化难题。燃料电池测试系统作为氢能实验室科研必备仪器，发挥着重要作用。燃料电池测试包含电池性能测试（稳态模型、极化曲线V-I特性、极限电流、气体计量比、扩散增益、温度、压力、湿度、过载等）、气密性测试、耐久性测试及环境适应性测试等内容。一套功能强大的燃料电池测试系统可以帮助科研人员高效率完成测试工作，实验数据更准确，结果易重现，节约大量的宝贵时间。实验室选择燃料电池测试系统应该注意哪些技术问题呢？这3个技术点值得注意。1、 自动背压与手动背压背压的作用是根据燃料电池电堆进气需求，与空压机配合，提供适当流量和压力的空气。有自动背压与手动背压两种类型。实验室一定要首先考虑自动背压型燃料电池测试系统。手动背压依赖实验人员的动手经验，操作费时费力，不能非常细腻地调控数值，反应滞后，且存在压力波动现象，测试数据受人为干预因素较大，不利于结果复现。自动背压完全由计算机程序控制，可以连续实时保持恒流恒压的状态，保证了实验的重复性和精准性，避免物料浪费，加快研发效率。2、 电子负载多参数极化曲线测试是典型的燃料电池测试项目，通过描述输出电压和电流密度曲线，表征燃料电池的电化学反应和电子传输情况。在测试时，需要面临“0V启动”、“大电流”问题。具备“0V启动”功能的燃料电池测试系统可以从0电压开始测试，即便是满电流带载运行也无须担心设备问题。燃料电池测试系统的“大电流”选择也很重要，实验室测试所用的电子负载并不是越高越好。过高电子负载的燃料电池测试系统仪器规格不仅尺寸庞大，造价不菲。也非常占空间，操作复杂繁琐，维护保养成本高。很多测试实验根本用不到那么高的电流、功率。一般而言，0-300A即可满足绝大多数测试需求。合理的电子负载，不仅价格经济、不挑空间，而且功能完善、性能卓著。以武汉电弛新能源研制的DC 980Pro燃料电池测试系统为例，该系统电子负载规格10V/240A/1600W，具备0V启动功能，100毫秒超高响应速度，反极也能测试，电子负载的精度、分辨率与进口设备同水平。3、 质量流量控制燃料电池本质上是氢、氧化学反应的发电装置，质量流量控制至关重要，是衡量一套燃料电池测试系统的重要指标。当参与反应的氧气量不足时，电堆输出电压降低，质子交换膜过热，降低电堆寿命。反之参与反应的氧气量过高，电堆输出功率不会随之增加但对应的空压机功耗变大，燃料电池系统净输出功率减少。[1]以武汉电弛新能源DC 980Pro为例，流量计和压力仪表负责主要液体、气体和压力测量和控制相关任务。该系统拥有10000:1（0.01%-100%量程）超宽稳定控制，精度可+/- 0.125%满量程。阳极气体流量控制最大可到5 SLPM，阴极气体流量控制最大可达10 SLPM，应用国际一线品牌T型热电偶，连续实时检测燃料电池质量流量数据，为后续开发节能型燃料电池产品技术打下坚实基础。结语工欲善其事，必先利其器。燃料电池测试系统强大的应用功能不仅能帮助科技工作者快速完成分析测试工作，其多功能性特点也有助于材料学、界面科学、电化学、流体力学等多学科交流创新，对我国氢能源技术加速发展，意义非凡。引用资料[1] 西南交通大学 张玉瑾, 《大功率PEMFC空气系统控制策略研究》

助力双碳，“氢”心打造-燃料电池汽车用氢质量分析方案(Ⅰ)原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国高丽摘要：含硫化合物、甲醛、有机卤化物01背景氢能因为其具有绿色无污染、零排放等优势，是未来国家能源体系的重要组成部分，是我国战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，是我国实现2060年“碳中和”目标的重要途径。氢燃料电池汽车的研发和应用是我国氢能利用的重点应用产业，我国也将其列为战略性新兴产业予以扶持，随着质子交换膜燃料电池汽车（PEMFCV）的发展，人们越来越关注燃料电池用氢质量对燃料电池性能的影响。作为燃料电池能量来源的氢气主要来自工业副产氢、电解制氢、化工原料制氢和化石能源制氢。不同生产方式制取的氢气不可避免地会产生相应的杂质组分，会对燃料电池的性能和寿命产生不同程度的影响。经过十几年探索和验证，我们了解到氢中杂质会对PEMFC的性能造成严重的损害作用并降低其使用寿命，不同种类的杂质如硫化氢、羰基硫、二氧化硫、硫醇、硫醚等都会对PEMFC阴极催化剂产生不可逆的毒化作用等等。综上，氢气的纯度及杂质含量会对PEMFC的性能造成严重的损害并降低其使用寿命、影响效率和安全等，因而，准确而快速的测定燃料氢气的纯度和杂质含量是极其重要的。2023年赛默飞与北京石科院合作，参与氢能新国标的修订工作。采用低温预富集技术与Thermo Scientific&trade ISQ&trade 7610气质联用仪、SCD检测器对燃料氢中硫化物、甲醛和卤化物等杂质进行检测，建立燃料电池用氢质量分析方案，所有测试结果均满足新修订国标的要求。02线性测试2.1 按实验测试条件进样，硫化物典型色谱图见图1；目标物浓度0.1 ppb-10 ppb范围内，7种含硫化合物相关系数均大于0.998，硫化物多浓度点校正曲线见表1；2.2 按实验测试条件进样，卤化物典型色谱图见图2；甲醛浓度1-400 ppb范围内，相关系数为0.9998、有机卤化物浓度在1-100 ppb范围内，8种有机卤化物相关系数均大于0.998，其多浓度点校正曲线见表2。图1 硫化物分析典型色谱图（点击查看大图）表1 硫化物线性相关系数（点击查看大图）1-甲醛；2-一氯甲烷；3-溴甲烷；4-三氯一氟甲烷；5-二氯甲烷；6-顺-1,2-二氯乙烯；7-三氯甲烷；8-四氯乙烯；9-氯苯图2 甲醛、有机卤化物TIC图和定量通道谱图（点击查看大图）表2 甲醛、有机卤化物线性相关系数（点击查看大图）向下滑动查看所有内容03重复性测试 3.1 按实验测试条件，对摩尔分数为0.05 nmol/mol混合硫化物标气连续测定7次，硫化物各组分RSD均小于5%，7针标气叠加谱图见图3，重复性测试结果见表3。1-硫化氢；2-羰基硫硫化物；3-乙硫醇；4-甲硫醚；5-二硫化碳；6-噻吩；7-二甲基二硫醚图3 0.05 ppb硫化物组分7针叠加色谱图（点击查看大图）表3 硫化物各组分重复性测试结果（点击查看大图）3.2 按实验测试条件，对摩尔分数为1 nmol/mol甲醛、有机卤化物标准气体连续测定7次，所有组分的RSD 表4 甲醛、有机卤化物各组分重复性测试结果（点击查看大图）04检出限测试含硫化合物的检出限值低至0.01×10-3 μmol/mol，样品色谱图见图5；甲醛检出限值低至0.1×10-3 μmol/mol，样品的TIC图见图6；一氯甲烷等卤化物检出限值低至0.5×10-3 μmol/mol，样品的TIC图见图7。1-硫化氢；2-羰基硫；3-乙硫醇；4-甲硫醚；5-二硫化碳；6-噻吩；7-二甲基二硫醚图5 硫化物检出限测试谱图（点击查看大图）图6 甲醛检出限测试TIC图（点击查看大图）1-一氯甲烷；2-溴甲烷；3-三氯一氟甲烷；4-二氯甲烷；5-顺-1,2-二氯乙烯；6-三氯甲烷；7-四氯乙烯；8-氯苯图7 有机卤化物检出限测试TIC图（点击查看大图）向下滑动查看所有内容总 结方案适用于GB/T 37244质子交换膜燃料电池汽车用氢气中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定；也可用于工业氢、高纯氢和超纯氢中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定。建立的燃料电池用氢质量分析系统实现：1. 方法的检出限和测定范围满足工作要求 2. 方法准确可靠，满足各项方法特性指标的要求 3. 方法具有普遍适用性，易于推广使用。如需合作转载本文，请文末留言。

助力双碳，“氢”心打造-燃料电池汽车用氢质量分析方案(Ⅱ)原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国高丽1. 前言 随着全球能源消费结构向低碳转型的加速，氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源和工业还原物料而备受瞩目。氢能是我国战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，是我国实现2060年“碳中和”目标的重要途径。氢燃料电池汽车的研发和应用是我国氢能利用的重点应用产业，氢气质量是确保燃料电池正常运行的关键因素之一。作为燃料电池能量来源的氢气主要来自工业副产氢、电解制氢、化工原料制氢和化石能源制氢，不同生产方式制取的氢气不可避免地会产生相应的杂质组分，会对燃料电池的性能和寿命产生不同程度的影响。经过十几年探索和验证，发现二氧化碳、甲烷、氮、氩、氦等杂质组分会降低氢气的分压，导致燃料电池局部氢气供应不足，可能造成电池反极并发生碳蚀现象。一氧化碳会占据PEM催化剂的活性位而阻碍氢气在催化剂上的吸附，降低氢气电离出质子的速率，严重时会导致催化剂完全失活等。由此可见，氢气的纯度及杂质含量会对PEMFC的性能造成严重的损害并降低其使用寿命、影响效率和安全等，因而，准确而快速的测定燃料氢气的纯度和杂质含量是极其重要的。赛默飞与北京石科院合作，采用1台气相色谱仪，配置TCD、FID和PDD三个检测器、多阀多色谱柱分析系统检测质子交换膜燃料电池汽车用氢气中氦、氩、氮、一氧化碳、二氧化碳和烃类组分，建立燃料电池用氢质量分析方案，所有测试结果均满足新修订国标的要求。2. 仪器及配置 表1 气相色谱仪仪器配置（点击查看大图）3. 结果与讨论 3.1氢中微量一氧化碳和二氧化碳检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将一氧化碳和二氧化碳标气稀释至0.05 µ mol/mol～10 µ mol/mol 范围内的8个浓度级别并进行检测并绘制多点校正曲线（强制过原点），典型样品色谱图见图1，一氧化碳和二氧化碳测试校正曲线相关系数分别是0.9999和0.9992。图1 一氧化碳和二氧化碳分析（PDD流路）典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体稀释仪配制0.05 μmol/mol的样品，平行测定至少10次，样品峰面积的相对标准偏差、方法检出限结果列于表2中。样品叠加色谱图见图2。从测试结果得到2种杂质的检出限均低于20 ppb。图2 一氧化碳和二氧化碳检出限测试谱图（点击查看大图）表2 样品组分低浓度点连续10针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）3.2氢中烃类组分检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将烃类标气分别稀释至6个浓度级别，甲烷浓度范围0.1 µ mol/mol～5.3 µ mol/mol，其他烃组分浓度范围0.1 µ mol/mol～2 µ mol/mol，绘制校正曲线（强制过原点）。烃类组分典型色谱图见图4，绘制校正曲线见图3，绘制校正曲线的线性相关系数均大于0.9992。图3 烃类组分（FID流路）典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体稀释仪配制0.1 μmol/mol的样品，平行测定至少7次，样品保留时间、峰面积和峰高的相对标准偏差，方法检出限结果列于表3中，从测试结果得到烃组分杂质的检出限均低于0.1 ppm。表3 烃组分低浓度点连续7针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）3.3氢中氦、氩、氮组分检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将氦、氩、氮标气稀释至5个浓度级别（10 µ mol/mol～602 µ mol/mol范围内），绘制多点校正曲线（强制过原点），TCD流路典型样品色谱图见图4，测试校正曲线相关系数均大于0.9992。图4 氢中氦氩氮（TCD流路)典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体标准样品平行测定7次， 样品保留时间、峰面积和峰高的相对标准偏差，方法检出限结果列于表4中，七针测试叠加色谱图见图5。从测试结果得到氦、氩、氮组分的检出限均低于10 ppm。图5 氢中氦氩氮低浓度点叠加色谱图（点击查看大图）表4 氦氩氮低浓度点连续7针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）结 论方案操作简单，灵敏度高、能够满足质子交换膜燃料电池汽车用氢气对杂质的分析需求。经验证考察，各杂质组分相关系数均大于0.9992，满足GB/T 37244《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》、团标T/CECA-G 0179—2022《氢气中氦、氩、氮和烃类的测定 气相色谱-热导和火焰离子化检测器法》和团标T/CECA-G 0181—2022《氢气中一氧化碳和二氧化碳的测定 气相色谱-氦离子化检测器法》对校准曲线相关系数、检出限等要求；同时，也完全满足 GB/T 3634.2和ISO 14687中规定的各杂质的检出限要求。如需合作转载本文，请文末留言。

德国ETAS氢燃料电池HIL方案- FCU HIL测试方案（面向2020年最新版）ETAS GmbH 成立于 1994 年，是罗伯特博世联合企业的一部分，是车用电子控制系统以 及相关嵌入式控制系统软件开发工具和测试设备的领先供应商。ETAS 致力于为车用嵌 入式系统的整个生命周期提供支持性的创新产品。ETAS 可向全球的汽车 OEM 以及电控 单元的一级供应商提供产品与服务。本公司在全球拥有约 700 名员工，年营业额达到约 1.4 亿欧元。以下是有关本公司的概要介绍。ETAS 全球化网络是在全球范围内构建起的一个由办事机构和研发中心组成的网络，通 过该网络进行产品的开发、配置并提供技术支持。本公司相信，对于建立长期、成功 的客户关系来说，在地理位置上与客户接近将具有至关重要的意义。ETAS 集团总部位 于德国斯图加特，在美国、日本、韩国、中国、印度、法国、英国、意大利、巴西及 俄罗斯联邦均设有地区分公司或办事机构。每一处办事机构都提供客户账户管理、客 户技术支持、区域内项目管理以及工程技术服务资源等。与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车具有加注时间短，续航里程长等优势，是未来汽车工业可持续化发展的重要方向。目前，氢燃料电池汽车产业正在兴起。氢能是一种清洁能源，氢燃料电池只会产生水和热，并不会产生二氧化碳，对环境无任何污染。 燃料电池电动汽车技术是目前世界环保汽车技术的热点，我国应更加积极开展燃料电池电动汽车技术研究，较快缩小与西方汽车工业发达国家的汽车环保技术的差距，从能源和环保角度来讲，进行燃料电池电動汽车技术开发对能源多样化，发展燃料电池汽车，将促进一系列技术和产业的发展，形成国民经济发展的新增长点。 燃料电池是一种很有前途的清洁能源，在未来很可能代替传统能源成为主要能源。所以，很多国家和跨国集团都极其重视燃料电池技术的开发和研究。美国将燃料电池技术列为国家安全技术 欧盟在2008年制定了2020年氢能与燃料电池发展计划，投资近10亿欧元用于燃料电池与氢能研究、技术开发及验证等方面 加拿大计划将燃料电池发展成国家的之助产业 日本认为燃料电池技术是21世纪能源环境领域的核心 《时代》周刊将燃料电池电动汽车列为21世纪10大高技术之首 我国中长期科学和技术发展规划纲要明确提出，大力发展氢燃料的制取、存储及专用燃料电池技术的开发与研究，提高产业化技术。 近20年来，我国科技人员经过不懈努力，尽管燃料电池及材料的开发和应用得到了极大的进展，但由于研究投入和产业化资金数量很少，燃料技术的总体水平与发达国家相比还有较大差距，燃料电池技术的阻力主要在于基础设施匮乏，技术人才不足，成本高、耐久性差，研究力量分散，产业化体系尚未形成，尤其是缺少企业的参与，很难将研究成果进行示范应用。所以，我国应寻找最佳切入点，根据当前和中长期经济和社会发展需要，集中研究力量，大力推动燃料电池发电技术的发展，加大研发和产业化投入，为我过的国家能源安全和国民经济可持续发展服务。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 LABCAR-MODEL-FC在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。测试用于燃料电池系统的ECU LABCAR-MODEL组合包括集成电路发动机、用于汽车推进的锂离子电池、电动机、燃料电池、车辆动力学、车辆、驾驶员和环境的仿真模型。在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。 ETAS的LABCAR-MODEL-FC模拟燃料系统性能。模拟整个系统-从PEM-FC（高分子电解膜燃料电池）堆栈到反应物和冷却剂的供应-以确保对燃料电池系统ECU的可靠性测试和校准。LABCAR-MODEL-FC可以模拟堆栈、氢气供应、氧气供应和冷却剂供应的详细过程。此技术基于对物理过程的精确模拟，而这些模拟都是基于对电解反应的复杂计算以及基于对堆栈和外围设备之间相互作用的复杂计算得出。鉴于现代燃料电池堆栈的复杂性,要对堆栈进行一维（1D）空间分布模拟。为了满足当前和未来的要求，可以实现对二维（2D）堆栈模拟进行特殊扩展，其燃料电池系统的模拟模型可用于完成基于HiL的校准（LABCAR-MODEL-FCCAL）。基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC能为实时模拟提供所需的电源。 LABCAR-MODEL-FC模拟模型可以让用户在硬件在环测试台上对燃料电池的ECU进行早期的测试和优化。 将高成本的测试和安全相关的应用转移到硬件在环测试台上，从而在开发过程中让顾客直接受益。应用实例包括模拟PEM-FC燃料电池堆栈的冷启动调节或模拟氢气供应的临界处理。 ETAS模拟模型的优势ETAS燃料电池模型包括用于模拟堆栈和外围设备的Simulink® 元件库和各种电解槽模型。模型的实时性有利于测试燃料电池ECU时与ETASHiL系统的整合，还可以同时进行安全相关的故障模拟和ECU软件的初始预标定。由于这些模型考虑到了所有相关的物理现象，可以用来测试所有项目，包括基础软件、高级控制、操作和诊断性功能。ETAS的模拟模型组合提供HiL模拟，包括独家提供的硬件 、软件和模拟模型。 应用用户可针对具体的汽车要求，进行大量的典型性闭环ECU测试： l 测试用于氢气供应的典型ECU功能：l 惰性气体测定、清洗方法、气体引射器控制l 测试用于氧气供应的典型ECU功能：l 空气压缩机控制、水再循环l 测试用于冷却系统的典型ECU功能：l 冷却方法、泵控制、散热器激活l 测试用于诊断和管理的典型ECU功能：l 渗漏检测、冷启动、压力协调、紧急关闭l 针对优化运行的设计和校准：l 水管理、电厂辅助设备 优势LABCAR-MODEL-FC有助于对所有项目进行测试，包括基础软件精密控制、运行、和燃料电池ECU的诊断功能。LABCAR-MODEL-FCCAL扩展模型提供了2D堆栈模型，可以实时精准地模拟出电池电压、电解膜状态或水再循环过程，从而满足当前和未来的要求。该模型可以同LABCAR-MODEL-VVTB进行整合（用于HiL测试的虚拟车辆测试台模拟模型）ETAS独家提供硬件、软件和模型，以及客制化技术服务和专家咨询。 用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FC）包括对PEM-FC堆栈的一维模拟，以及对反应物和冷却剂供应系统进行详细和模块化记录。还能提供操作燃料电池ECU所需的所有相应接口。 用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FCCAL）为LABCAR-MODEL-FC模型增加了2D空间分辨堆栈模拟，并且能详细洞察电池性能。除了有助于对ECU在闭环控制回路中运行时的基础校准外，其还能让用户对最佳堆栈运行的功能进行测试，以及在早期开发阶段将电池降解降至最低。 因LABCAR-MODEL-FC和LABCAR-MODEL-FCCAL基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC以及开放性，可对其进行定制并满足不同的要求。Simulink® 的开放性安装启用特点让开发者可以选择对ETAS或其它供应商提供的元件模型进行整合。 除了模拟模型外，ETAS还对所有开发需求提供技术支持服务和咨询。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 实时模型运行平台仿真硬件 ES5300 RTPCETAS LABCAR 使用运行实时操作系统 Linux 的标准 PC 进行仿真模型运算。其灵活的结 构可适应 PC 市场的最新发展趋势，用户可将仿真 PC 更换为市场上出现的具有更高性 能的 PC。因此，LABCAR 使用户能在尽可能宽广的测试范围和深度内进行精确仿真， 从而确保了在专用硬件和软件方面投入的高效性。 标准 IPC 进行模型仿真工作 从上图可以看到，采用了四核 CPU 的实时工控机，在 ETAS 软件环境的管理下，可以实 现分核下载，即将不同模型下载到不同的核内并行运行，确保了在复杂任务管理模式 下系统的实时性。标准 PC 还可提供 PCI 和 PCI-Express 总线接口，将需要辅助板卡(例 如使用 CAN 总线进行 ECU 通讯的板卡)集成到整个系统中。 传感器信号仿真传感器信号仿真主要通过 ETAS 自有的 I/O 板卡实现。本方案中普通的信号级传感器信 号采用 ES5350 模拟信号输入输出板卡、ES5321 PWM 及数字信号输出板卡及工程部件 实现；FUEL CELL 相关的温度信号(电阻信号)采用 ES5385.1 模拟 发动机特有信号的模 拟和采集采用 ES5340.2-ICE 板卡实现。ES5300 实时仿真计算机及 ES5350、ES5340、ES5321 和 ES5385.1 电流传感器仿真本方案中推荐采用配置中 30 路 ES5350DAC 输出模拟信号，通过 DB6200 转换为 4- 20mA 电流信号的方式模拟电流传感器。执行器信号采集同上，采用安装在 ES5300 实时仿真机上的 ES5350 模拟输入板卡和 ES5321 PWM 板卡 检测控制器的执行器控制信号。对于特殊的负载，采用真实器件负载箱实现，如高压 接触器和充电电子锁等。 电流采集模块采用 CSM_5PA 板卡来实现。该电流测 模块用于测 动态负载电流。 静态电流测通道数 10最大容许电压 30 V电流测 范围 5,20,30,50 A (手动设置/) 精度 +/- 1% (主要标称电流 IPN )温度测 量 在 PCB 上测 ，进行温度补偿采样频率 高达 1kHz，通过 USB 更新故障注入功能FUEL CELL 信号级 I/O 电气故障注入，采用 ES5398 和 ES4440 故障注入设备实现。故障模拟模块 ES5398用于实时环境下 ECU 自动测试的故障模拟。它可与硬件在环测试系统结合使用。 ES5398.1 采用 PCI/Express 接口安装于 ES5300 系统中。ES5398.1 模块每块板卡提供 40个故障注入通道。 实验环境 EE 提供了测试执行的用户界面。它提供了实验和图形用户界面，集成的 参数和数据管理，代码下载，实验执行，实时信号产生和测量数据记录方法，以及信 号管理。实验环境是整个测试项目中手动测试的环境，所有的测试都在这里进行。有 LABCAR IP 生成的实时代码需要在这里下载到 RTPC 里面并且开始模拟。通过 Experi- ment Explorer 窗口中进行参数集群和文件管理也是 LABCAR 软件的特色。EE 软件用户界面和虚拟仪表EE 里面还有不同的图像组件，包括常用的各种虚拟仪表，可以用来做成不同的用 户界面。EE 里面可以观察和修改标定量，控制模型的运行，选择不同的运行模式，实 时记录运行数据，以及接入编写的信号发生器信号。同时用户可以方便地通过拖拽来 加入或编辑这些组件。 实验环境中 EE 的组件操作 故障仿真软件LABCAR-PINCONTROL V2.0 为故障仿真箱 ESES5398 的配套软件，具有方便用户使用的 接口，可实现 ES5398 的手动操作，是 ES5398 的重要组成部分，操作界面友好，其操 作界面请参见下图。软件可实现的功能如下：• 创建并管理故障模式，产生 ECU 信号的一系列故障。如氧传感器故障• 简化故障仿真信号的选取• 设置故障产生的时间• 通过点击鼠标来触发故障• 设置多台 ES5398 同时使用• 提供自动化测试的 API 接口等。• 通过 Excel 表格进行故障配置和定义 LABCAR_PINCONTROL 的配置界面 模型方案 燃料电池堆动力学模型ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个 1-D+1-D 的燃料电池堆站模型，该模型包含 1-D 的 燃料电池单体膜模型和 1-D 的双电极及气体通道仿真模型。1-D 的燃料电池单体膜模型 能够对燃料电池膜的内阻，电极之间氧和氢反映生成水的情况进行仿真；1-D 的双电极 及气体通道仿真模型能够仿真双电极间气体在通道内非线性分布的特性，包括温度， 电流，沿电芯堆叠方向的气体压力变化，以及对冰点温度影响等。ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 模型可以考虑为将燃料电池堆沿着气路方向分为多个小模 块，如下图所示。Z 坐标所示方向为气体流动方向，X/Y 坐标表示垂直于膜和气流方向。每一个小模块代表所有燃料电池功能层，包括两个电极板，气路通道，气体扩散层 以及膜。燃料电池模型的采用上述基本架构，在子系统中包括有完整功能层，每个小模块均可对外提供数据接口，同时也能适用于用户的模型扩展要求。 坐标系描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FCCAL 的无时间限制的、节点版操作许可证， 客户被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FCCAL 的代码生成。LABCAR-MODEL-FCCAL 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。 这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。 LABCAR-MODEL-FCCAL 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在 网络中的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。 功能LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个先进燃料电池堆栈模型。该模型包含了一个一维膜模型，能够仿真薄膜电阻、含水量以及电极之间产生的水交换等特性。 除此之外，它使用了空间分布的 双极板与气体通道双 1-D 维度模型，考虑上述两个维 度上的电堆温度、电流和压力变化的非线性特性。此外还特别考虑了汽车会遇到在冰 点温度下工作的情况。LABCAR-MODEL-FCCAL 仿真模型包含：• 单电池模型，并考虑到电流、温度、反应物化学计量数以及膜湿度对电池电压损耗的 影响计算。• 基于一维膜模型的含水量和水交换量的详细计算。• 一维多组分气体通道模型允许为每个电极指定单独的气体成分。• 不同的流场设计仿真。支持内部电池加湿的顺/逆流量设置。• 基于膜温度模型、电池含水量的非线性动态特性和受温度影响的流体性质的实际冷启 动行为。• 考虑气体通道内液态水的积聚和运动的两相水模型。• 具有两种膜类型的默认堆栈参数设置。 传输范围绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 燃料电池系统动力学模型 LABCAR-MODEL-FC 模型具备完整的燃料电池系统模型结构，该堆站模型的主要目的是 详细计算气路通道的压力分布，电池膜上的水生成量和电堆中水的相变情况。模型根据功能层特性被划分为冷却回路，燃料电池正负极回路模型等。 模型架构描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FC 的无时间限制的、节点版操作许可证，客户 被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FC 的代码生成。LABCAR-MODEL-FC 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。LABCAR-MODEL-FC 可以被集成到虚拟汽车测试平台 LABCAR-MODEL-VVTB 中，以仿真 一辆燃料电池整车。LABCAR-MODEL-FC 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系 统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在网络中 的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。功能LABCAR-MODEL-FC 仿真模型是一个用于燃料电池控制单元（FCCU）闭环控制测试应用 的燃料电池系统模型，它被用于在汽车环境中对 FCCU 进行测试和验证。 它包含的子系统分别代表一个 1-D PEM 的燃料电池堆、供氢回路、供氧回路和冷却回 路。LABCAR-MODEL-FC 所提供的系统架构根据它的组成回路划分。下图是模型组件的 概述。氧供应系统 氧供应系统包含以下组成部分：• 压缩机• 中冷器• 增湿器• 旁路• 节流通风孔• 排气和进气歧管 氧供应系统 氢供应系统 氢供应系统包含以下组成部分：• 带截止阀的氢罐• 减压器• 氢气喷嘴及中阀• 液态水分离器• 氢循环泵• 排气/排空阀• 排气和进气歧管 冷却回路系统 冷却回路包含以下组成部分：• 电磁阀• 加热器• 散热器• 冷却泵• 排气和进气歧管 冷却液供应系统 绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 软件兼容性LABCAR-MODEL-FC 支持以下软件版本：• LABCAR-OPERATOR5.4.7,MATLAB/Simulink 2014b 64Bit 如果需要更多信息，请查看 LABCAR-MODEL-FC 的版本注释中的软件兼容性表。 请注意• 安装媒介不包含该许可证，它作为一个单独的项目提供。• 强烈建议用户每年单独采购软件升级维护服务。• 该许可证只允许代码生成。若需要实时运行模型，需要一个实时运行许可证。该许可 证需要单独采购。• 该许可证只允许本机使用，禁止远程访问。• 若要将模型加载到一个 LABCAR-OPERATOR 项目中，需要 MATLAB 和 Simulink 代码。 两者必须单独购买。附加项目• 一年的软件服务协议 (LCM_FC_SRV-ME52) 。• 一个运行时间许可证 (LCM_FC_RT_LIC-MP) 。• 安装媒介 (LCM_FC_PROD) 。• 用于实时仿真的先进二维堆栈模型 (LCM_FCCAL_LIC-MP) 。 ECU 线束设计和制作 在 HIL 系统中需要针对要连接的 ECU 准备连接线束，将 ECU 连接到 LABCAR 的连接器 BOB 面板。线束的设计和制作都是较为复杂的工作，至少为首次使用 ETAS LABCAR 系&nb软件开发的每个步骤 （直到售后诊断）， 他们分布到不同的应用领域，

德国ETAS: FCU-HIL (LABCAR)系统优势LABCAR-MODEL-FC有助于对所有项目进行测试，包括基础软件精密控制、运行、和燃料电池ECU的诊断功能。LABCAR-MODEL-FCCAL扩展模型提供了2D堆栈模型，可以实时精准地模拟出电池电压、电解膜状态或水再循环过程，从而满足当前和未来的要求。该模型可以同LABCAR-MODEL-VVTB进行整合（用于HiL测试的虚拟车辆测试台模拟模型）ETAS独家提供硬件、软件和模型，以及客制化技术服务和专家咨询。 用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FC）包括对PEM-FC堆栈的一维模拟，以及对反应物和冷却剂供应系统进行详细和模块化记录。还能提供操作燃料电池ECU所需的所有相应接口。 用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FCCAL）为LABCAR-MODEL-FC模型增加了2D空间分辨堆栈模拟，并且能详细洞察电池性能。除了有助于对ECU在闭环控制回路中运行时的基础校准外，其还能让用户对最佳堆栈运行的功能进行测试，以及在早期开发阶段将电池降解降至最低。 因LABCAR-MODEL-FC和LABCAR-MODEL-FCCAL基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC以及开放性，可对其进行定制并满足不同的要求。Simulink® 的开放性安装启用特点让开发者可以选择对ETAS或其它供应商提供的元件模型进行整合。 除了模拟模型外，ETAS还对所有开发需求提供技术支持服务和咨询。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 ETAS GmbH 成立于 1994 年，是罗伯特博世联合企业的一部分，是车用电子控制系统以 及相关嵌入式控制系统软件开发工具和测试设备的领先供应商。ETAS 致力于为车用嵌 入式系统的整个生命周期提供支持性的创新产品。ETAS 可向全球的汽车 OEM 以及电控 单元的一级供应商提供产品与服务。本公司在全球拥有约 700 名员工，年营业额达到约 1.4 亿欧元。以下是有关本公司的概要介绍。ETAS 全球化网络是在全球范围内构建起的一个由办事机构和研发中心组成的网络，通 过该网络进行产品的开发、配置并提供技术支持。本公司相信，对于建立长期、成功 的客户关系来说，在地理位置上与客户接近将具有至关重要的意义。ETAS 集团总部位 于德国斯图加特，在美国、日本、韩国、中国、印度、法国、英国、意大利、巴西及 俄罗斯联邦均设有地区分公司或办事机构。每一处办事机构都提供客户账户管理、客 户技术支持、区域内项目管理以及工程技术服务资源等。ETAS的LABCAR-MODEL-FC模拟燃料系统性能。模拟整个系统-从PEM-FC（高分子电解膜燃料电池）堆栈到反应物和冷却剂的供应-以确保对燃料电池系统ECU的可靠性测试和校准。LABCAR-MODEL-FC可以模拟堆栈、氢气供应、氧气供应和冷却剂供应的详细过程。此技术基于对物理过程的精确模拟，而这些模拟都是基于对电解反应的复杂计算以及基于对堆栈和外围设备之间相互作用的复杂计算得出。鉴于现代燃料电池堆栈的复杂性,要对堆栈进行一维（1D）空间分布模拟。为了满足当前和未来的要求，可以实现对二维（2D）堆栈模拟进行特殊扩展，其燃料电池系统的模拟模型可用于完成基于HiL的校准（LABCAR-MODEL-FCCAL）。基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC能为实时模拟提供所需的电源。 LABCAR-MODEL-FC模拟模型可以让用户在硬件在环测试台上对燃料电池的ECU进行早期的测试和优化。与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车具有加注时间短，续航里程长等优势，是未来汽车工业可持续化发展的重要方向。目前，氢燃料电池汽车产业正在兴起。氢能是一种清洁能源，氢燃料电池只会产生水和热，并不会产生二氧化碳，对环境无任何污染。 燃料电池电动汽车技术是目前世界环保汽车技术的热点，我国应更加积极开展燃料电池电动汽车技术研究，较快缩小与西方汽车工业发达国家的汽车环保技术的差距，从能源和环保角度来讲，进行燃料电池电動汽车技术开发对能源多样化，发展燃料电池汽车，将促进一系列技术和产业的发展，形成国民经济发展的新增长点。 燃料电池是一种很有前途的清洁能源，在未来很可能代替传统能源成为主要能源。所以，很多国家和跨国集团都极其重视燃料电池技术的开发和研究。美国将燃料电池技术列为国家安全技术 欧盟在2008年制定了2020年氢能与燃料电池发展计划，投资近10亿欧元用于燃料电池与氢能研究、技术开发及验证等方面 加拿大计划将燃料电池发展成国家的之助产业 日本认为燃料电池技术是21世纪能源环境领域的核心 《时代》周刊将燃料电池电动汽车列为21世纪10大高技术之首 我国中长期科学和技术发展规划纲要明确提出，大力发展氢燃料的制取、存储及专用燃料电池技术的开发与研究，提高产业化技术。 近20年来，我国科技人员经过不懈努力，尽管燃料电池及材料的开发和应用得到了极大的进展，但由于研究投入和产业化资金数量很少，燃料技术的总体水平与发达国家相比还有较大差距，燃料电池技术的阻力主要在于基础设施匮乏，技术人才不足，成本高、耐久性差，研究力量分散，产业化体系尚未形成，尤其是缺少企业的参与，很难将研究成果进行示范应用。所以，我国应寻找最佳切入点，根据当前和中长期经济和社会发展需要，集中研究力量，大力推动燃料电池发电技术的发展，加大研发和产业化投入，为我过的国家能源安全和国民经济可持续发展服务。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 LABCAR-MODEL-FC在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。测试用于燃料电池系统的ECU LABCAR-MODEL组合包括集成电路发动机、用于汽车推进的锂离子电池、电动机、燃料电池、车辆动力学、车辆、驾驶员和环境的仿真模型。在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。 将高成本的测试和安全相关的应用转移到硬件在环测试台上，从而在开发过程中让顾客直接受益。应用实例包括模拟PEM-FC燃料电池堆栈的冷启动调节或模拟氢气供应的临界处理。 ETAS模拟模型的优势ETAS燃料电池模型包括用于模拟堆栈和外围设备的Simulink® 元件库和各种电解槽模型。模型的实时性有利于测试燃料电池ECU时与ETASHiL系统的整合，还可以同时进行安全相关的故障模拟和ECU软件的初始预标定。由于这些模型考虑到了所有相关的物理现象，可以用来测试所有项目，包括基础软件、高级控制、操作和诊断性功能。ETAS的模拟模型组合提供HiL模拟，包括独家提供的硬件 、软件和模拟模型。 应用用户可针对具体的汽车要求，进行大量的典型性闭环ECU测试： l 测试用于氢气供应的典型ECU功能：l 惰性气体测定、清洗方法、气体引射器控制l 测试用于氧气供应的典型ECU功能：l 空气压缩机控制、水再循环l 测试用于冷却系统的典型ECU功能：l 冷却方法、泵控制、散热器激活l 测试用于诊断和管理的典型ECU功能：l 渗漏检测、冷启动、压力协调、紧急关闭l 针对优化运行的设计和校准：l 水管理、电厂辅助设备 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 实时模型运行平台仿真硬件 ES5300 RTPCETAS LABCAR 使用运行实时操作系统 Linux 的标准 PC 进行仿真模型运算。其灵活的结 构可适应 PC 市场的最新发展趋势，用户可将仿真 PC 更换为市场上出现的具有更高性 能的 PC。因此，LABCAR 使用户能在尽可能宽广的测试范围和深度内进行精确仿真， 从而确保了在专用硬件和软件方面投入的高效性。 标准 IPC 进行模型仿真工作 从上图可以看到，采用了四核 CPU 的实时工控机，在 ETAS 软件环境的管理下，可以实 现分核下载，即将不同模型下载到不同的核内并行运行，确保了在复杂任务管理模式 下系统的实时性。标准 PC 还可提供 PCI 和 PCI-Express 总线接口，将需要辅助板卡(例 如使用 CAN 总线进行 ECU 通讯的板卡)集成到整个系统中。 传感器信号仿真传感器信号仿真主要通过 ETAS 自有的 I/O 板卡实现。本方案中普通的信号级传感器信 号采用 ES5350 模拟信号输入输出板卡、ES5321 PWM 及数字信号输出板卡及工程部件 实现；FUEL CELL 相关的温度信号(电阻信号)采用 ES5385.1 模拟 发动机特有信号的模 拟和采集采用 ES5340.2-ICE 板卡实现。ES5300 实时仿真计算机及 ES5350、ES5340、ES5321 和 ES5385.1 电流传感器仿真本方案中推荐采用配置中 30 路 ES5350DAC 输出模拟信号，通过 DB6200 转换为 4- 20mA 电流信号的方式模拟电流传感器。执行器信号采集同上，采用安装在 ES5300 实时仿真机上的 ES5350 模拟输入板卡和 ES5321 PWM 板卡 检测控制器的执行器控制信号。对于特殊的负载，采用真实器件负载箱实现，如高压 接触器和充电电子锁等。 电流采集模块采用 CSM_5PA 板卡来实现。该电流测 模块用于测 动态负载电流。 静态电流测通道数 10最大容许电压 30 V电流测 范围 5,20,30,50 A (手动设置/) 精度 +/- 1% (主要标称电流 IPN )温度测 量 在 PCB 上测 ，进行温度补偿采样频率 高达 1kHz，通过 USB 更新故障注入功能FUEL CELL 信号级 I/O 电气故障注入，采用 ES5398 和 ES4440 故障注入设备实现。故障模拟模块 ES5398用于实时环境下 ECU 自动测试的故障模拟。它可与硬件在环测试系统结合使用。 ES5398.1 采用 PCI/Express 接口安装于 ES5300 系统中。ES5398.1 模块每块板卡提供 40个故障注入通道。 实验环境 EE 提供了测试执行的用户界面。它提供了实验和图形用户界面，集成的 参数和数据管理，代码下载，实验执行，实时信号产生和测量数据记录方法，以及信 号管理。实验环境是整个测试项目中手动测试的环境，所有的测试都在这里进行。有 LABCAR IP 生成的实时代码需要在这里下载到 RTPC 里面并且开始模拟。通过 Experi- ment Explorer 窗口中进行参数集群和文件管理也是 LABCAR 软件的特色。 EE 软件用户界面和虚拟仪表EE 里面还有不同的图像组件，包括常用的各种虚拟仪表，可以用来做成不同的用 户界面。EE 里面可以观察和修改标定量，控制模型的运行，选择不同的运行模式，实 时记录运行数据，以及接入编写的信号发生器信号。同时用户可以方便地通过拖拽来 加入或编辑这些组件。 实验环境中 EE 的组件操作 故障仿真软件LABCAR-PINCONTROL V2.0 为故障仿真箱 ESES5398 的配套软件，具有方便用户使用的 接口，可实现 ES5398 的手动操作，是 ES5398 的重要组成部分，操作界面友好，其操 作界面请参见下图。软件可实现的功能如下：• 创建并管理故障模式，产生 ECU 信号的一系列故障。如氧传感器故障• 简化故障仿真信号的选取• 设置故障产生的时间• 通过点击鼠标来触发故障• 设置多台 ES5398 同时使用• 提供自动化测试的 API 接口等。• 通过 Excel 表格进行故障配置和定义 LABCAR_PINCONTROL 的配置界面 模型方案 燃料电池堆动力学模型ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个 1-D+1-D 的燃料电池堆站模型，该模型包含 1-D 的 燃料电池单体膜模型和 1-D 的双电极及气体通道仿真模型。1-D 的燃料电池单体膜模型 能够对燃料电池膜的内阻，电极之间氧和氢反映生成水的情况进行仿真；1-D 的双电极 及气体通道仿真模型能够仿真双电极间气体在通道内非线性分布的特性，包括温度， 电流，沿电芯堆叠方向的气体压力变化，以及对冰点温度影响等。ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 模型可以考虑为将燃料电池堆沿着气路方向分为多个小模 块，如下图所示。Z 坐标所示方向为气体流动方向，X/Y 坐标表示垂直于膜和气流方向。每一个小模块代表所有燃料电池功能层，包括两个电极板，气路通道，气体扩散层 以及膜。燃料电池模型的采用上述基本架构，在子系统中包括有完整功能层，每个小模块均可对外提供数据接口，同时也能适用于用户的模型扩展要求。 坐标系描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FCCAL 的无时间限制的、节点版操作许可证， 客户被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FCCAL 的代码生成。LABCAR-MODEL-FCCAL 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。 这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。 LABCAR-MODEL-FCCAL 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在 网络中的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。 功能LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个先进燃料电池堆栈模型。该模型包含了一个一维膜模型，能够仿真薄膜电阻、含水量以及电极之间产生的水交换等特性。 除此之外，它使用了空间分布的 双极板与气体通道双 1-D 维度模型，考虑上述两个维 度上的电堆温度、电流和压力变化的非线性特性。此外还特别考虑了汽车会遇到在冰 点温度下工作的情况。LABCAR-MODEL-FCCAL 仿真模型包含：• 单电池模型，并考虑到电流、温度、反应物化学计量数以及膜湿度对电池电压损耗的 影响计算。• 基于一维膜模型的含水量和水交换量的详细计算。• 一维多组分气体通道模型允许为每个电极指定单独的气体成分。• 不同的流场设计仿真。支持内部电池加湿的顺/逆流量设置。• 基于膜温度模型、电池含水量的非线性动态特性和受温度影响的流体性质的实际冷启 动行为。• 考虑气体通道内液态水的积聚和运动的两相水模型。• 具有两种膜类型的默认堆栈参数设置。 传输范围绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 燃料电池系统动力学模型 LABCAR-MODEL-FC 模型具备完整的燃料电池系统模型结构，该堆站模型的主要目的是 详细计算气路通道的压力分布，电池膜上的水生成量和电堆中水的相变情况。模型根据功能层特性被划分为冷却回路，燃料电池正负极回路模型等。 模型架构描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FC 的无时间限制的、节点版操作许可证，客户 被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FC 的代码生成。LABCAR-MODEL-FC 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。LABCAR-MODEL-FC 可以被集成到虚拟汽车测试平台 LABCAR-MODEL-VVTB 中，以仿真 一辆燃料电池整车。LABCAR-MODEL-FC 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系 统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在网络中 的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。功能LABCAR-MODEL-FC 仿真模型是一个用于燃料电池控制单元（FCCU）闭环控制测试应用 的燃料电池系统模型，它被用于在汽车环境中对 FCCU 进行测试和验证。 它包含的子系统分别代表一个 1-D PEM 的燃料电池堆、供氢回路、供氧回路和冷却回 路。LABCAR-MODEL-FC 所提供的系统架构根据它的组成回路划分。下图是模型组件的 概述。氧供应系统 氧供应系统包含以下组成部分：• 压缩机• 中冷器• 增湿器• 旁路• 节流通风孔• 排气和进气歧管 氧供应系统 氢供应系统 氢供应系统包含以下组成部分：• 带截止阀的氢罐• 减压器• 氢气喷嘴及中阀• 液态水分离器• 氢循环泵• 排气/排空阀• 排气和进气歧管 冷却回路系统 冷却回路包含以下组成部分：• 电磁阀• 加热器• 散热器• 冷却泵• 排气和进气歧管 冷却液供应系统 绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 软件兼容性LABCAR-MODEL-FC 支持以下软件版本：• LABCAR-OPERATOR5.4.7,MATLAB/Simulink 2014b 64Bit 如果需要更多信息，请查看 LABCAR-MODEL-FC 的版本注释中的软件兼容性表。 请注意• 安装媒介不包含该许可证，它作为一个单独的项目提供。• 强烈建议用户每年单独采购软件升级维护服务。• 该许可证只允许代码生成。若需要实时运行模型，需要一个实时运行许可证。该许可 证需要单独采购。• 该许可证只允许本机使用，禁止远程访问。• 若要将模型加载到一个 LABCAR-OPERATOR 项目中，需要 MATLAB 和 Simulink 代码。 两者必须单独购买。附加项目• 一年的软件服务协议 (LCM_FC_SRV-ME52) 。• 一个运行时间许可证 (LCM_FC_RT_LIC-MP) 。• 安装媒介 (LCM_FC_PROD) 。• 用于实时仿真的先进二维堆栈模型 (LCM_FCCAL_LIC-MP) 。 ECU 线束设计和制作 在 HIL 系统中需要针对要连接的 ECU 准备连接线束，将 ECU 连接到 LABCAR 的连接器 BOB 面板。线束的设计和制作都是较为复杂的工作，至少为首次使用 ETAS LABCAR 系 统的客户，我们提供工程服务以保证系统调试可以正确进行。 线束的设计需要考虑各个信号类型与 LABCAR 的匹配，要根据信号的功率大小选择合适 的线径，不同信号的抗干扰等等因素也要被考虑在内。在线束设计完成后还需要进行 复查以

近日，北京市市场监督管理局公布2023年财政预算信息。2023年度收入预算150918.14万元，比2022年年初预算数164909.87万元减少13991.73万元，下降8.48%，主要原因是2022年一次性项目在2023年不再安排。2023年支出预算150918.14万元，比2022年年初预算数164909.87万元减少13991.73万元，下降8.48%，主要原因是贯彻厉行勤俭节约要求压缩一般性支出。文件指出，2023年北京市市场监督管理局重点支出和重大投资项目仅一项，为筹建国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心购置专用设备项目。该项目拟购置设备291台（套），资金总额61161.17万元，其中，申请财政资金55512.17万元，单位自筹资金5649万元；项目拟建设涵盖氢燃料电池汽车整车、核心零部件（包括氢燃料电池系统、车载氢系统、电驱动系统）、加氢设施、智能化等检测能力，形成同时具备氢燃料电池汽车一站式全方位检测及智能网联汽车检测的服务平台，填补同类检测中心加氢设施、储氢瓶检测能力的空白。详情如下：1.项目名称：筹建国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心购置专用设备项目2.政策依据：氢燃料电池涉及多个行业，其技术细节繁复，跨部门、跨地域的测试活动在所难免。我国目前氢燃料电池汽车评价检测体系等仍不健全，使得产业全链条下的产品推广受到严重的制约和限制。亟待完善燃料电池汽车技术标准体系，建立完整的材料、部件、系统的有效检测体系，不仅推进氢能燃料电池的技术发展、产品应用创新，更是夯实安全基础，达到全链条安全监管规范可控。2021年8月，北京市经济和信息化局发布了《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》,明确北京将打造“区域协同、辐射发展、国内领先、世界一流”的氢能和燃料电池产业创新高地。大兴国际氢能示范区现已汇集包括亿华通、液空厚普、水木滨华、海珀尔、海德利森、慧垣氢能等100余家氢能上下游企业，急需提高检验检测能力，健全安全标准与规范体系，为保障产业的安全健康发展提供技术支撑。　　3.绩效目标：　　（1）总目标：落实北京市氢燃料电池汽车产业发展规划，助推京津冀燃料电池汽车示范城市群发展，加快氢燃料电池汽车产业高质量和规模化发展，并带动北京氢能产业的发展，助力氢能产业集群的形成，筹建国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心，打造国内领先、国际先进的氢燃料电池汽车公共技术服务平台 ，建设覆盖氢燃料电池汽车整车、核心零部件（包括氢燃料电池系统、车载氢系统、电驱动系统）、氢气质量检测、加氢设施等氢燃料电池汽车全产业链检测验证的国家级实验室；为北京市氢燃料电池汽车产业化在标准体系、检测认证、测评研究、技术服务、应用推广、产业孵化、质量监管等方面提供有力支撑。　　（2）年度目标：通过项目前期深入的调研工作和论证，开展设备选型，实验室规划设计，完成设备购置的招投标工作，购置设备291台（套）。保障基础建设开工，进行全面施工建设，完成一期的氢燃料电池系统实验室规划和建设。　　4.预算安排：项目资金总额61161.17万元，其中：申请财政资金55512.17万元，单位自筹资金5649万元。项目建设期两年，其中：2023年资金需求29985.67万元，2024年资金需求31175.5万元。因该项目尚未完成相关审批程序，暂未纳入2023年年初预算安排。　　5.实施方案：国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心（北京）拟建设涵盖氢燃料电池汽车整车、核心零部件（包括氢燃料电池系统、车载氢系统、电驱动系统）、加氢设施、智能化等检测能力，形成同时具备氢燃料电池汽车一站式全方位检测及智能网联汽车检测的服务平台，填补同类检测中心加氢设施、储氢瓶检测能力的空白。项目整体位于大兴区氢能示范区，大兴区政府负责项目土地、房屋及基础设施建设投资。该项目计划分两期建成，一期建筑面积1500平方米，其中涉氢甲类建筑面积1500平方米；二期项目计划位于一区东侧，北至魏永路，东至京石线铁路，南至新发路，西至一期项目及其西延长线。二期用地面积34632平方米，建筑面积约45000平方米，其中涉氢建筑面积约3000平方米。据中国汽车工业协会最新统计显示，2022年我国新能源汽车持续爆发式增长，产销分别完成705.8万辆和688.7万辆，同比分别增长96.9%和93.4%，连续8年保持全球第一。随着保有量的增加，新能源汽车安全问题日益突出，成为社会广泛关注的话题。为推动我国新能源汽车产业高质量发展，提升新能源汽车安全水平 ，仪器信息网将于2023年3月15-17日举办第五届“汽车检测技术”网络会议，联合国联汽车动力电池研究院特设新能源汽车测试专场，欢迎感兴趣的行业人士免费报名参会。参会方式本次会议免费参会，参会报名请点击https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/automobile2023/扫描二维码报名会议日程报告时间报告题目报告嘉宾单位职称3月15日 汽车零部件失效分析09:00-09:50汽车零部件失效分析的技术逻辑刘柯军汽车工程学会材料分会理化及失效专业委员会名誉委员09:50-10:20欧波同汽车材料检测显微分析解决方案苏瑞雪北京欧波同光学技术有限公司业务发展（BD）工程师10:20-10:50赞助席位10:50-11:40兔年读图——图解汽车零部件失效分析潘安霞中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司高级工程师11:40-14:00午休14:00-14:50重型汽车零部件失效分析及改进探讨白培谦陕西重型汽车有限公司质量管理部总监14:50-15:20日立电镜在汽车行业的应用周海鑫日立科学仪器（北京）有限公司电镜市场部 副部长15:20-15:50汽车零件热疲劳典型案例分析陈成奎中国第一汽车集团有限公司高级工程师15:50-16:20赞助席位16:20-17:10汽车半轴失效模式的分析与探讨唐刚比亚迪汽车工业有限公司实验室主任17:10-17:40X射线残余应力检测在汽车上的应用李润哲中国第一汽车集团有限公司技术主任3月16日 新能源汽车测试09:00-09:30基于典型失效行为的动力电池安全测试马天翼中汽研新能源汽车检验中心（天津）有限公司技术总监/高级工程师09:30-10:00赞助报告待定徕卡应用工程师10:00-10:30动力电池热安全研究朱阳阳北京新能源汽车股份有限公司高级经理10:30-11:00赞助报告待定奥林巴斯应用工程师11:00-11:30锂离子电池燃烧特性及灭火技术研究与开发余章龙国联汽车动力电池研究院博士11:30-14:00午休14:00-14:30“富锂富镍”高能量密度锂离子电池正极材料的构建李彪北京大学助理教授14:30-15:00牛津仪器在锂电池材料分析中的应用徐宁安牛津仪器科技(上海)有限公司高级应用科学家15:00-15:30动力电池材料检测分析宋冉冉北京新能源汽车股份有限公司高级经理15:30-16:00赞助报告张元日本电子应用工程师16:00-16:30电动汽车齿轮测试技术石照耀北京工业大学长江学者特聘教授16:30-17:00赞助席位17:00-17:30基于实车运行大数据的新能源汽车安全检测技术林倪北京理工大学副研究员3月17日上午 汽车尺寸测量技术09:00-9:30汽车产业几何量数字化测量系统的构建李明上海大学教授09:30-10:00赞助报告待定岛津企业管理（中国）有限公司应用工程师10:00-10:30高性能在位在线视觉测量技术及在汽车行业的应用尹仕斌天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室副研究员10:30-11:00赞助席位11:00-11:30待定孙晓辉上汽通用汽车有限公司质量检测主任工程师3月17日下午 汽车司法鉴定检测技术14:00-14:30汽车油漆的司法检验鉴定李海燕公安部鉴定中心警务技术正高级14:30-15:00赞助报告待定飞纳电镜应用工程师15:00-15:30交通肇事案件中轮胎橡胶物证的检验方法张振宇中国刑事警察学院教授15:30-16:00赞助席位16:00-16:30汽车保险杠检验方法研究进展宋小娇南京森林警察学院教研室主任/副教授16:30-17:00差分拉曼光谱结合机器学习对汽车灯罩的可视化研究姜红中国人民公安大学教授会议联系1. 会议内容仪器信息网牛编辑：13520558237，niuyw@instrument.com.cn2. 会议赞助刘经理，15718850776，liuyw@instrument.com.cn

为推进气候变化治理和能源转型，促进能源行业供给改革，保障国民经济和民生的可持续和高质量发展，我国以负责任的大国担当态度提出了“3060双碳”目标。氢能因其来源广、燃烧热值高、能量密度大、可储存、可再生的特点，成为我国节能减排和能源变革过程中最理想的能源互联媒介。近几年，国家各部委和地方政府密集出台了一系列促进氢能产业发展的顶层设计方案，以中石化、中石油、国家能源集团、国家电投等为代表的相关央企纷纷布局氢能产业链。质子交换膜燃料电池（PEMFC）汽车作为氢能利用的重要场景，我国早在2006年就将其列入了国家中长期科学和技术发展规划纲要。氢气作为燃料电池汽车的能量载体，其质量的优劣将直接影响PEMFC的运行和寿命正常与否。国内外相关科研机构围绕氢气中杂质组分对燃料电池的损伤机理开展了大量的探索与验证工作，各种微痕量杂质对燃料电池会产生不同的影响：水含量过高会使气体的扩散效率下降，阻止气体到燃料电池的催化层进行反应，影响燃料电池的效率、稳定性和耐久性；二氧化碳、甲烷、氮、氩、氦等杂质组分会降低氢气的分压，导致燃料电池局部氢气供应不足，可能造成电池反极并发生碳蚀现象；一氧化碳会占据 PEM 催化剂的活性位而阻碍氢气在催化剂上的吸附，降低氢气电离出质子的速率，严重时会导致催化剂完全失活；不同种类的硫化物如硫化氢、硫氧碳、二氧化硫、硫醇、硫醚等都会对PEMFC 阴极催化剂产生不可逆的毒化作用；甲酸和甲醛具有类似的毒化作用，两者均会在电池膜电极催化剂表面产生吸附，从而降低反应表面积；氨会降低电池电极电化学反应界面，对 PEMFC 性能产生不可逆的损坏；卤离子在电池阴极上与氧气的竞争吸附会影响燃料电池的工作效率，降低电池性能；颗粒物杂质会占据膜电极的活性位影响电池性能效率，并会影响氢气储存和反应系统的安全[1]。氢燃料质量相关标准的进化史目前ISO以及各个国家针对PEMFC所用燃料氢气中对电池性能以及关键零部件会会造成损害的杂质组分/种类和限值都作了明确的规定，并制定了相应的标准，如ISO 14687:2019、ISO 21087:2019、ISO 19880-8:2020、BS EN 17124:2018、SAE J 2719:2015和GB/T 37244-2018等。我国PEMFC汽车用燃料氢气的现行产品标准为GB/T 37244-2018，最初是以团体标准T/CECA-G 0015-2017的形式于2017年12月发布实施，后在2018年12月以国家标准的形式发布，2019年7月开始实施，该标准中对杂质组分种类和限值要求完全参照国际标准ISO 14687-2:2012和SAE J2719:2015。ISO 14687系列标准经历20多年的制定完善过程，最初以氢燃料质量标准ISO 14687:1999版本发布，后经2004年美国能源部召开的研讨会讨论将氢燃料的关注重点由纯度（Purity）转变为质量（Quality），并与2012年形成ISO 14687-2:2012，该标准系统规定了14类杂质组分的组成和限值要求。目前国际上现行有效的产品质量标准 ISO 14687:2019 由ISO/TC 197 Hydrogen technologies（国际标准化组织氢能技术委员会）于2019年发布，相较于国内现行版本 GB/T 37244-2018 有以下异同处（具体指标见表1）。BS EN 17124:2018规定的内容与ISO 14687:2019完全一致。在对氢气纯度、非氢气总量、水、氧、氦、二氧化碳、一氧化碳、氨、甲酸、总卤化物、最大颗粒物浓度等这11个指标的要求上，ISO 14687:2019与GB/T 37244-2018保持了一致。两者的主要区别在于，ISO 14687:2019放宽了对甲烷、氮、氩和甲醛等4个杂质含量限值的要求，其中对甲烷的含量限值作了单独规定，为100 μmol/mol；氮和氩由原来的合计不超过100 μmol/mol，更改为各自不超过300 μmol/mol；总烃含量的计量方式由“按照甲烷计”更改为“按照C1计且不包含甲烷”；甲醛的含量限量值由原来的0.01 μmol/mol提高为0.2 μmol/mol；总硫含量的计量方式也由“按照硫化氢计”更改为“按照S1计”。此外，ISO 14687:2019还针对一氧化碳、甲醛、甲酸的总含量提出不可超过0.2 μmol/mol的要求。需要注意的是，ISO 14687:2019标准内“总硫”参数所推荐的检测方法ASTM D7652已经于2020年作废了，目前ISO/TC 197正在组织开展ISO 14687:2019下一个版本的修订工作。表1. 国内外现行标准对燃料电池用氢杂质组分的限量值要求项目名称GB/T 37244-2018ISO 14687:2019氢气纯度（摩尔分数）99.97%99.97%非氢气总量300 μmol/mol300 μmol/mol单种/类杂质的最大浓度水（H2O）5 μmol/mol5 μmol/mol总烃2 μmol/mol（按甲烷计）2 μmol/mol（按Cl计、不含甲烷）甲烷（CH4）/100 μmol/mol氧（O2）5 μmol/mol5 μmol/mol氦（He）300 μmol/mol300 μmol/mol氮（N2）100 μmol/mol（两者总量）300 μmol/mol氩（Ar）300 μmol/mol二氧化碳（CO2）2 μmol/mol2 μmol/mol一氧化碳（CO）0.2 μmol/mol0.2 μmol/mol总硫0.004 μmol/mol（按H2S计）0.004 μmol/mol（按S1计）甲醛（HCHO）0.01 μmol/mol0.2 μmol/mol甲酸（HCOOH）0.2 μmol/mol0.2 μmol/mol氨（NH3）0.1 μmol/mol0.1 μmol/mol总卤化物（按卤离子计）0.05 μmol/mol0.05 μmol/mol颗粒物1 mg/kg1 mg/kg我国现行质子交换膜燃料电池汽车用氢气GB/T 37244-2018中提出了需要关注的氢燃料质量有影响的系列杂质组分限量值要求，并针对每种杂质组分分别引用了不同的分析方法标准。考虑到氢气背景条件下的适用性，从经济适用性等角度考虑，笔者认为部分方法标准还存在可以优化和提升的空间。氢能工作组全力开展检测方法标准化体系建设工作产业要发展，标准需先行。质子交换膜燃料电池用氢气作为产业“前端生产的产品”和“后端应用的原料”，建立准确可靠、具有溯源性的质量检测分析方法标准体系至关重要。在制定标准的过程中，要注重标准的质量：既不能造成标准实施过程中技术门槛和成本过高，现场适用性差，变为“僵尸标准”；亦要注意尽量采用先进的技术和方法，有利于技术的更新迭代，促进产业进步发展；既要响应国家提倡的分析仪器装备国产化要求，尽量实现技术自主可控；同时还要兼顾氢能产业对在线和离线测试需求的特点。为了健全我国氢燃料质量分析方法标准体系，2019年3月7日，经全国气体标准化技术委员会批准，依托中国测试技术研究院化学研究所为秘书处，成立全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组（SAC/TC206/SC1/WG1，以下简称“氢能工作组”），氢能工作组负责国内氢能与燃料电池领域气体分析标准化的归口工作。工作组成立之后，在全国气体标准化技术委员会的指导下，秘书处承担单位组织科研人员，并联合工作组各成员单位，针对GB/T 37244和ISO 14687标准中规定的质子交换膜燃料电池汽车用氢气质量检测所涉及到的所有气态组分杂质和颗粒物组分杂质的取样和检测开展联合科研攻关和标准化工作，主要包括各类组分分析方法标准，气体分析术语标准，气体标准样品/物质制备方法，气体采样、取样方法标准等方面。如何确保痕量甚至是超痕量水平的测量需求，准确的取样、高水平的分析方法以及量值稳定、准确、可靠的气体标准物质是非常重要的三个环节。基于以上原则，结合全国气体标准化技术委员会在气体分析方法标准领域的经验积累和氢能工作组的技术优势，我们从2019年开始组织开展了大量针对性的标准化研究工作，目前已经联合国内外的优势分析仪器厂家共同开发了多个整体解决方案。针对不同指标灵活搭配检测仪器针对8个无机和烃类杂质组分需要3台不同仪器检测的问题，中国测试技术研究院的研究人员以岛津GC-2030气相色谱为应用测试平台，采用多阀多柱，热导检测器、火焰离子化检测器和甲烷转化炉组合的气相色谱分析方法，实现一次进样完成8个参数的准确定性定量分析，分析谱图见图1，实验表明THC、CO、CH4、CO2、Ar、O2、He、N2的线性相关系数R20.995，检出限分别为0.020 μmol/mol、0.033 μmol/mol、0.039 μmol/mol、0.14 μmol/mol、0.25 μmol/mol、0.32 μmol/mol、9.5 μmol/mol、1.7 μmol/mol。图1. 氢气中甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氧、氦、氮、氩等7个组分的连续7次进样典型谱图针对标准中限值最为严格和分析难度最大的总硫含量(4 nmol/mol)，中国测试技术研究院的研究人员开发了基于不同来源的氢气中9种典型硫化合物的低温富集与GC-SCD相结合的在线分析解决方案。此方案主要包括高准确度微痕量氢气中多组分硫化物混合气体标准物质、集成了在线动态稀释功能的半导体低温富集系统和硫化学发光气相色谱仪。结果表明此系统的校准曲线的相关系数高于0.999，仪器检出限不高于0.050 nmol/mol，方法检出限最低可达到0.01 nmol/mol，精密度和准确度令人满意（RSD5%，SD15%）。开发的系统成功地应用于实际样品分析[2]。在该方案中，将毛细管色谱柱更换为非保留色谱柱即可用于氢气样品中总硫的分析。图2. 低温富集-GC-SCD在线分析系统数据示意图（出峰顺序为：H2S、COS、CH3SH、C2H5SH、CH3SCH3、CS2、CH3SC2H5、C4H4S和C2H5SC2H5）（左图浓度为0.1、0.2、0.5、1、4、8、10、15、20、30和40 nmol/mol；右图为0.1、0.2，0.5和1 nmol/mol）图3. 燃料电池汽车用氢中痕量硫化物解决方案系统组成图标准的最大价值在于服务社会进步、经济发展和产业创新，其最大使命在于指导、规范和约束使用者得到合理、科学和准确的结论。分析方法在实验室离线使用以及现场在线应用中，要充分考虑方法的适用性、合理性、安全性和经济性，氢能工作组在充分调研和前期实验研究的基础上，紧跟国际上最新的燃料电池用氢气质量标准ISO14687：2019中规定的杂质组分组成和限值要求，分别整理了一些分析方法解决方案供检测实验室和现场参考使用，具体见表2。表2. 针对ISO 14687要求的气体杂质组分分析方法解决方案杂质参数名称限量值要求分析方法解决方案总烃（按Cl计、不含甲烷）2 μmol/mol“三阀四柱+GC-(TCD+FID+MTN)”，在线/离线（注：可采用电化学氧气分析仪在线监控O2组分）甲烷（CH4）100 μmol/mol一氧化碳（CO）0.2 μmol/mol二氧化碳（CO2）2 μmol/mol氧（O2）5 μmol/mol氦（He）300 μmol/mol氮（N2）300 μmol/mol氩（Ar）300 μmol/mol总硫（按S1计）0.004 μmol/mol“低温富集+GC-SCD”，在线/离线甲酸（HCOOH）0.2 μmol/mol“FTIR”或“低温富集+GC-MS”，在线/离线甲醛（HCHO）0.2 μmol/mol“FTIR”或“低温富集+GC-MS”或“CRDS”，在线/离线氨（NH3）0.1 μmol/mol“FTIR”或“CRDS”或“在线吸收-离子色谱法”，在线/离线总卤化合物（按卤离子计）0.05 μmol/mol无机卤化物：“在线吸收-离子色谱法”，在线/离线；有机卤化物：“预浓缩+GC-MS”或“预浓缩+GC-ECD”，在线/离线水分5 μmol/mol露点法、电容法、石英晶体震荡；在线/离线颗粒物1 mg/kg在线滤膜取样+称重法目前，氢能工作组正在组织开展的与燃料氢气质量检测相关的国家标准制修订项目有：“气体分析 质子交换膜燃料电池用氢气质量分析方法 指南（制定）”、“气体分析 微型热导气相色谱法（制定）”、“GB/T 28726-2012 气体分析 氦离子化气相色谱法（修订）”、“气体中微量水分的测定”系列标准修订，“气体中微量氧的测定”系列标准修订等；正在开展的团体标准制定项目：《气体分析 氢气中硫化物含量的测定 低温富集-硫化学发光气相色谱法》、《气体分析 氢气中氨含量的测定 光腔衰荡光谱法》、《气体分析 氢气中氩、氧、氦、甲烷、非甲烷总烃、一氧化碳、二氧化碳含量的测定 气相色谱法》。同时，氢能工作组已组织团队完成了“氢气中甲烷、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲酸、氨和氯化氢的测定 傅里叶变换红外光谱法”、“氢气中卤化物的测定 在线吸收-离子色谱法”、“甲醛的测定 低温富集-气相色谱/质谱法”、“气体中微量水分的测定 电容法”、“高压气态氢气的取样方法”等系列方法标准的前期验证试验工作，下一步将在全国气体标准化技术委员会的组织下积极申报国家标准，完善涉及燃料氢气质量检测相关的取样和分析方法标准体系，满足我国氢能产业高质量发展对气体分析标准化的需求。参考文献[1] 潘义,邓凡锋,王维康,杨嘉伟,张婷,林俊杰,龙舟,姚伟民,方正.车用燃料氢气中杂质组分分析方法标准化现状与探讨——以质子交换膜燃料电池汽车为例[J].天然气工业,2021,41(04):115-123.[2] Yi P, Feng F D, Zheng F, et al. Integration of cryogenic trap to gas chromatography-sulfur chemiluminescent detection for online analysis of hydrogen gas for volatile sulfur compounds[J]. Chinese Chemical Letters, 2021（DOI：10.1016/j.cclet.2021.05.067）（作者：中国测试技术研究院化学研究所 潘义，邓凡锋）

质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，简称PEMFC）作为一种新兴的低温燃料电池，具有效率高、工作温度低、零排放等优点，是新型绿色能源的主要发展方向之一。燃料电池是将化学能转化为电能的在线发电装置，由于突破了传统内燃机的效率限制，成为未来汽车动力装置发展的重要方向。燃料电池单体内部最重要的部件就是膜电极（Membrane Electrode Assembly，简称MEA），是燃料电池乃至新能源汽车动力部分的关键组成部分。 碳纸 —气体扩散层（GDL）基材最理想材料PEMFC的核心部件是膜电极组件，由两个催化层（CL）、两个气体扩散层（GDL）和一个质子交换膜（PEM）组成。气体扩散层是膜电极中的关键部分，起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的作用。常用的气体扩散层（GDL）基材主要有：碳纸、碳布、炭黑纸、金属材料等，其中碳纸因具有高导电性、耐腐蚀性以及出色的尺寸稳定性，是GDL基材的最理想材料。 质子交换膜燃料电池工作原理图 碳纸，又称为碳纤维纸，是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的专用材料，即气体扩散层，主要作用是传导电流，引导反应气体从石墨板导流到触媒层，并把反应水排除在触媒层之外，是燃料电池膜电机组（MEA）中不可或缺的材料。 强度性能是碳纸的重要指标之一，具有较好强度的碳纸可为质子交换膜燃料电池的安装和使用带来保障，同时稳定整个电极的结构，提高电池的寿命。 因此，对碳纸材料进行拉伸、压缩、三点弯曲和剥离强度测试，可以有效检验碳纸强度，在碳纸材料的开发与规模化生产中发挥极为重要的作用。 岛津方案目前，碳纸作为新能源领域的新材料，仍然处于大规模生产的初级阶段，不同国家不同的碳纸制造商，因为技术与工艺的差异，对碳纸产品的技术参数尚未达成统一。国内多数企业参考《GB/T 20042.7-2014 质子交换膜燃料电池 第7部分碳纸特性测试方法》的要求，结合各自工艺水平，对碳纸材料从拉伸、压缩、弯曲、剥离多个方面进行测试评估。 岛津电子万能试验机，选择合适的夹具，按标准要求设定好试验方法，能够很方便地获取测试数据与曲线，大大提高碳纸力学测试的效率。 1拉伸测试将碳纸裁切为120×10mm的长条形试样，此次试验用碳纸厚度为0.19mm。裁切边缘尽量保持光滑平整。将裁切好的碳纸拉伸试样夹在1KN气动双推夹具上完成测试。碳纸拉伸测试与夹具碳纸拉伸测试应力-应变曲线 表1. 测试结果 从上图可知，试验机获取了客户所需的应力曲线，通过观察，6个试样的应力-应变曲线形态相似，从而判断碳纸拉伸性能比较均一。结合表中数据可知，最大应力分布在36~40MPa的区间内，拉伸强度的离散型也保持较好。 2压缩测试将碳纸裁成50×50mm的正方形，推荐选择带有调平功能的压盘夹具来完成超薄材料的压缩测试。碳纸压缩测试与可调平压盘 碳纸压缩测试载荷-行程曲线 表2. 测试结果如上图可知，根据岛津AGS-X电子万能试验机获取的压缩测试载荷-行程曲线，观察3个试样的测试曲线形态相似，从表中数据可知，最大应力分布在0.008-0.009MPa的区间内，数值稳定，说明三个碳纸试样的抗压性相似。 3三点弯曲测试将碳纸裁切成120×20mm长方形试样，保证切口光滑平整。碳纸三点弯曲试验选择岛津1KN塑料三点弯曲夹具。视频点击查看：https://mp.weixin.qq.com/s/9Aut652JEjR6-n6ay7Wo-Q 碳纸三点弯曲测试载荷-时间曲线 表3. 测试结果 从图表和三点弯曲载荷-时间曲线，以及抗弯强度差异不大，可判断3个试样的抗弯强度和断裂点载荷保持稳定，进而可判断本批次样品的抗压水平保持在一个水平。 4剥离测试将碳纸粘贴在不锈钢基板上，碳纸表面再贴上胶带。选用1KN气动拉伸夹具来完成拉伸测试。 使用岛津试验机与夹具进行碳纸180°剥离试验 结语使用岛津的AGS-X或AGX-V电子万能试验机，配合拉伸、压缩、三点弯曲、剥离各种不同的夹具与附件，符合现行标准或行业客户的自身测试要求，可以满足您对碳纸的各种力学测试与质量控制的需要，为碳纸规模化制造保驾护航。 撰稿人：王正宇 *本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，简称PEMFC）作为一种新兴的低温燃料电池，具有效率高、工作温度低、零排放等优点，是新型绿色能源的主要发展方向之一。燃料电池是将化学能转化为电能的在线发电装置，由于突破了传统内燃机的效率限制，成为未来汽车动力装置发展的重要方向。燃料电池单体内部最重要的部件就是膜电极（Membrane Electrode Assembly，简称MEA），是燃料电池乃至新能源汽车动力部分的关键组成部分。 碳纸 —气体扩散层（GDL）基材最理想材料PEMFC的核心部件是膜电极组件，由两个催化层（CL）、两个气体扩散层（GDL）和一个质子交换膜（PEM）组成。气体扩散层是膜电极中的关键部分，起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的作用。常用的气体扩散层（GDL）基材主要有：碳纸、碳布、炭黑纸、金属材料等，其中碳纸因具有高导电性、耐腐蚀性以及出色的尺寸稳定性，是GDL基材的最理想材料。质子交换膜燃料电池工作原理图 碳纸，又称为碳纤维纸，是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的专用材料，即气体扩散层，主要作用是传导电流，引导反应气体从石墨板导流到触媒层，并把反应水排除在触媒层之外，是燃料电池膜电机组（MEA）中不可或缺的材料。 强度性能是碳纸的重要指标之一，具有较好强度的碳纸可为质子交换膜燃料电池的安装和使用带来保障，同时稳定整个电极的结构，提高电池的寿命。 因此，对碳纸材料进行拉伸、压缩、三点弯曲和剥离强度测试，可以有效检验碳纸强度，在碳纸材料的开发与规模化生产中发挥极为重要的作用。 岛津方案目前，碳纸作为新能源领域的新材料，仍然处于大规模生产的初级阶段，不同国家不同的碳纸制造商，因为技术与工艺的差异，对碳纸产品的技术参数尚未达成统一。国内多数企业参考《GB/T 20042.7-2014 质子交换膜燃料电池 第7部分碳纸特性测试方法》的要求，结合各自工艺水平，对碳纸材料从拉伸、压缩、弯曲、剥离多个方面进行测试评估。 岛津电子万能试验机，选择合适的夹具，按标准要求设定好试验方法，能够很方便地获取测试数据与曲线，大大提高碳纸力学测试的效率。 1拉伸测试将碳纸裁切为120×10mm的长条形试样，此次试验用碳纸厚度为0.19mm。裁切边缘尽量保持光滑平整。将裁切好的碳纸拉伸试样夹在1KN气动双推夹具上完成测试。碳纸拉伸测试与夹具碳纸拉伸测试应力-应变曲线 表1. 测试结果从上图可知，试验机获取了客户所需的应力曲线，通过观察，6个试样的应力-应变曲线形态相似，从而判断碳纸拉伸性能比较均一。结合表中数据可知，最大应力分布在36~40MPa的区间内，拉伸强度的离散型也保持较好。 2压缩测试将碳纸裁成50×50mm的正方形，推荐选择带有调平功能的压盘夹具来完成超薄材料的压缩测试。碳纸压缩测试与可调平压盘碳纸压缩测试载荷-行程曲线 表2. 测试结果如上图可知，根据岛津AGS-X电子万能试验机获取的压缩测试载荷-行程曲线，观察3个试样的测试曲线形态相似，从表中数据可知，最大应力分布在0.008-0.009MPa的区间内，数值稳定，说明三个碳纸试样的抗压性相似。 3三点弯曲测试将碳纸裁切成120×20mm长方形试样，保证切口光滑平整。碳纸三点弯曲试验选择岛津1KN塑料三点弯曲夹具。视频观看请点击：https://mp.weixin.qq.com/s/TzDqFlZRp7Gjnsyxl7sZ9Q碳纸三点弯曲测试载荷-时间曲线 表3. 测试结果 从图表和三点弯曲载荷-时间曲线，以及抗弯强度差异不大，可判断3个试样的抗弯强度和断裂点载荷保持稳定，进而可判断本批次样品的抗压水平保持在一个水平。 4剥离测试将碳纸粘贴在不锈钢基板上，碳纸表面再贴上胶带。选用1KN气动拉伸夹具来完成拉伸测试。使用岛津试验机与夹具进行碳纸180°剥离试验 结语 使用岛津的AGS-X或AGX-V电子万能试验机，配合拉伸、压缩、三点弯曲、剥离各种不同的夹具与附件，符合现行标准或行业客户的自身测试要求，可以满足您对碳纸的各种力学测试与质量控制的需要，为碳纸规模化制造保驾护航。 撰稿人：王正宇 *本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)凭借高效、低排放的优点被普遍认为是一种最有前途的能源设备和电力运输系统。解决掉PEMFC的高成本以及耐用性有限、稳定性差的问题，就成为了实现商业化应用的关键。研究发现，PEMFC的性能与相对湿度、背压、氢气和气体化学计量比、电池温度等各种操作参数密切相关。1、背压对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图1 不同背压下PEMFC的极化和功率密度曲线(0、0.3和0.6 bar)图1中显示了0、0.3和0.6 bar背压下，商业Pt/C（Johns Manville Corporation GM Pt/C）在25cm² 的PEMFC中极化和功率密度曲线。随着背压从0到0.6 bar变化，PEMFC在0.4V电压下电流密度从1370 mA/cm² 分别增加到1400 mA/cm² 和1450 mA/cm² , 而0.7V电压下电流密度从476 mA/cm² 增加到588 mA/cm² 和708 mA/cm² 。可以发现，PEMFC的电流密度随着背压增大而明显增大。图2 不同背压下PEMFC的电化学阻抗 (0、0.3和0.6 bar)图2中显示了0、0.3和0.6 bar背压下，该PEMFC在0.8 V下频率范围为0.1Hz至10kHz的阻抗图谱。经过Zahner和Zview软件解析发现不同背压下，R1（欧姆电阻）从1.54 mΩ略微下降到1.52 mΩ，而R2（阴极电荷传递阻抗）从7.48 mΩ显著下降到5.29 mΩ，最后降低至3.48mΩ。相反的是，R3（阳极电荷传递阻抗）从0.76 mΩ增加到1.29 mΩ。在不加背压时，极化曲线显示了一个明显的欧姆极化电压降，这与阻抗图谱中显示的变化一致。在较高的背压下，使气流饱和所需的水，比低背压下所需的水少。证实了较高的背压下，质子膜的加湿性和导电性得到改善，从而降低了欧姆电阻和阴极电荷转移电阻。2、相对湿度对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图3 不同相对湿度下PEMFC的极化和功率密度曲线 (64、70、80和100%)图3显示了0.3bar背压下，PEMFC的极化曲线和能量密度在不同相对湿度下的变化。当相对湿度从64%增加到70%时，0.4 V电压下的电流密度从764 mA/cm² 增加到790 mA/cm² ，在0.7 V电压下，从405 mA/cm² 到453 mA/cm² 。然而，在相对湿度从70%到80%再到100%的情况下，0.4 V电压下电流密度分别降至744和588 mA/cm² , 0.7 V电压下电流密度分别降至424和364 mA/cm² 。可以发现，在同一背压下，PEMFC的电流密度随着相对湿度升高呈现出先增大后减小的趋势。图4 不同相对湿度下PEMFC的电化学阻抗 (64、70、80和100%)通过拟合解析可知，在不同的相对湿度下，PEMFC的欧姆阻抗（R1）都在1.92 mΩ间波动。当相对湿度提高到70%时，阴极转移电阻(R2)首先从8.34 mΩ下降到8.23 mΩ。相对湿度为80%和100%时，阴极转移电阻继续增大，分别达到9.32 mΩ和9.49 mΩ。阳极电荷转移电阻(R3)也有类似的变化趋势，相对湿度在64%时为1.19 mΩ，为70%时达到最低值0.54 mΩ，在80%时为2.48 mΩ，在100%时为3.24 mΩ。在相对湿度为64%时，Nafion型膜无法吸收足够的水分以获得适配的水合作用，从而影响离子电导率，从而产生更高的电池电阻。当相对湿度从70%增加到100%时，阴极和阳极电荷转移电阻急剧增加，造成PEMFC性能急剧下降。3、空气化学计量比对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图5 不同空气化学计量比下PEMFC的极化和功率密度曲线 (2.5、3、3.5)当空气化学计量从2.5变为3和3.5时，0.7V电压下的电流密度从621 mA/cm² 变化到584 mA/cm² 和598 mA/cm² ，0.4V电压下的电流密度从1417 mA/cm² 增加到1564 mA/cm² 和1686 mA/cm² 。由此可见，不同空气化学计量比下，PEMFC在低电流密度区域和高电流密度区域性能呈现出差异性变化。当进入流道的空气流速增大时，电化学反应更平稳，整体性能更好。然而，在低电流密度范围内，空气化学计量比为2.5时表现出较好的性能。这可能是由于流速较慢，水合条件较好，对空气量的需求较低。图6 不同空气化学计量比下的PEMFC的电化学阻抗（2.5、3、3.5）不同空气化学计量比下，欧姆电阻（R1）和阳极电荷转移电阻（R3）基本保持稳定，分别为1.59 mΩ和2.38 mΩ左右。空气化学计量量为2.5时阴极电荷转移电阻最高，随着空气化学计量量从3提高到3.5，阴极电荷转移电阻从5.36 mΩ仅变化到5.5 mΩ，几乎无变化。当空气化学计量比由2.5变化至3.5时，PEMFC在高电流密度范围内的性能得到明显改善，而在低电流密度范围内的效果不太明显。阴极电荷转移电阻随着空气化学计量比的增大而减小（图6）。可以推断，在空气化学计量比为2.5，空气含量相对不足，大多数电流密度范围内，自产水较少和膜的含水量较低，使得膜的离子电导率相对较低。当空气化学计量量为3和3.5时，空气供应充足，水管理得到改善，PEMFC的阴极转移电阻也就几乎保持恒定。4、结论燃料电池的背压对其性能有着重要影响。背压较高时，可以提高湿化率、降低阻力损失、加快反应速度，从而改善整体性能。研究还发现，相对湿度转折点设置在70%时，可以平衡膜的干燥和水合作用，保持适当的电池含水量，避免局部水淹。同时，适度提高空气化学计量比可以改善燃料电池的整体性能和低电压空间电流。燃料电池测试系统980pro最后，研究中对背压、相对湿度和空气化学计量比与PEMFC极化曲线和阻抗的变化规律进行了探究，为相关研究提供了参考和依据。但不同MEA实际的变化趋势和测试需求可能不同，因此未来还需更多样本的多样化研究。参考文献[1] Zhang,Q,Lin,et al.Experimental study of variable operating parameters effects on overall PEMFC performance and spatial performance distribution[J].ENERGY -OXFORD-, 2016.以上内容由理化有限公司技术中心整理，有不足之处请指正，转载请注明出处。

2013第二届燃料油质量检测与控制技术研讨会(广州)会议通知 　　各有关单位： 　　随着近年国内天燃气供气渠道日趋完善，沿海地区不少企业已实现油改气，燃料油需求正在发生改变，尤其是广东地区燃料油市场正在萎缩。全球经济复苏和中东及北非产油国政局持续动荡导致原油价格震荡上扬，且我国经济发展和环保门槛提高严重抑制燃料油需求，这直接导致国内市场上燃料油质量参差不齐。由于燃料油质量问题导致相关企业经营损失、设备故障的案例时常发生。在此环境下，燃料油的质量检验与控制，对燃料油的经营和使用企业都显得尤为重要。 　　“机械工业油品检验评定中心”(广研检测)是我国机械行业唯一的油品质量第三方公正检测机构，近年来为数百家企业提供了数万个燃料油样品的质量评定与用油设备异常故障的诊断服务，对燃料油的品质控制及其对用油设备的影响有着深刻的认识。 　　为了加强对燃料油质量控制及对用油设备危害和能源损失的认识，推动燃料油质量控制的技术进步而为企业获得更强赢利能力，机械工业油品检验评定中心与广东油气商会携手应众多企业的要求，定于2013年3月21-22日在广州市举办“2013第二届燃料油质量检测与控制技术研讨会”。本次会议将是燃料油经营商、燃料油用户、质量检测专家对燃料油质量检测控制的经验分享。 　　本次会议有关事项通知如下： 　　一、主办单位： 　　机械工业油品检验评定中心 广东油气商会 　　二、媒体单位： 　　“我要测”网站 　　三、会议主题： 　　1.我国燃料油的市场现状与未来走向--广东油气商会 张连碧分析师 　　2.燃料油检测技术的变革与发展--冯伟博士 　　3.优秀燃料油企业的质量控制经验分享 　　4.燃料油的最新检测方法解读与质量控制对策--冯伟博士 　　5.当前市场上的燃料油质量对用油设备安全及能耗的影响--贺石中教授 　　6.燃料油经营及终端用户对燃料油质量及使用的讨论 　　7.参观“机械工业油品检验评定中心”检测实验室 　　三、参会对象： 　　燃料油经营商：总经理、采购经理、销售经理、采购和销售人员、质量人员等 　　燃料油终端用户：总经理、采购经理、设备经理、采购人员、质量人员等 　　燃料油行业相关协会和学会、检测单位、仪器公司、媒体单位等。 　　四、会议时间、地点 　　报到时间：3月21日下午13:00 - 20:00 3月22日上午8:00 - 9:00 　　会议时间：3月22日上午9:30 - 17:00 22日晚宴交流 　　会议地点：广州市(具体地点见第二轮通知) 　　五、会务费用： 　　会务费：900元/人，含会议材料费、餐费、考察费 　　住宿费：需要住宿的代表，统一安排住宿，费用自理。 　　六、注意事项： 　　1.为了便于会议场地、资料、用餐及住宿的安排，请参会代表，务必于3月12日之前将“参会回执”传真或发送邮件到会务组。 　　2. 会务组联系人：全国免费报名电话：400-616-0808 　　涂 云：电话020-32389760、13560028635 　　於 迪：电话020-32389050、32385309、18675961296 　　钟龙风：电话020-32387916、15989124857 　　姚达明：电话020-83184080、13602811316 　　回执传真：020-32389648 邮箱：gti@gti-oil.com 　　网上报名地址：http://www.oilgas.cc/Exhibition/Index/111 　　机械工业油品检验评定中心 　　2013年1月30日 2013燃料油质量检测与控制技术研讨会 参会回执 单位名称 详细地址 邮编 姓 名 性别 职 务 手机/联系电话/E-mail 是否需要住宿： 是○ 否○ 住宿要求：单住标双○ 合住标双○

为推进实施市场监管科技创新基地建设工程，依据《国家市场监管重点实验室管理暂行办法》要求，经组织申报、形式审查、集中评审、现场核查、综合论证、公示等程序，国家市场监管总局批准建设“家具健康与智能化质量安全”等40个国家市场监督管理总局重点实验室。其中，车用燃料质量安全与风险评估重点实验室正式获批建设。该实验室依托四川省产品质量监督检验检测院建设，联合中石化石油化工科学研究院有限公司、中汽研汽车检验中心（天津）有限公司和成都市产品质量监督检验研究院等国内行业优势单位，以服务新时代国家高质量发展和“双碳”战略大局、提升车用燃料产品市场监管技术创新和质量综合评价能力为宗旨，围绕车用燃料“质量特性分析新技术、快速检测技术、组成与低碳排放相关性、质量安全风险识别和评估”等四个研究方向进行规划布局，瞄准车用燃料品质检测、质量控制、风险评估等技术领域，打造质量安全和风险评估领域的技术策源地，建成西部一流的产、学、研、用一体化综合科研平台和交流创新平台，为保障车用燃料产品质量安全、支撑市场监管效能提升、护航能源行业高速健康发展贡献力量。

2024年4月11日-4月13日环球分析测试仪器有限公司应邀携德国札纳电化学工作站及美国艾德茂电化学工作站参加了在重庆帕格森蒂两江蒂苑酒店举办的“第三届中国国际氢能及燃料电池高峰论坛暨展览会"。德国札纳电化学工作站及美国艾德茂电化学工作站凭借其性能优异、简洁易用操作软件、强大离线数据分析软件、优越性价比及强大的拓展功能等诸多亮点受到广大参会科研学者的支持。 本次大会以“氢助双碳、引向未来"为主题，邀请来自政府主管部门、行业精英、涉氢企业、社会组织负责人、专家学者、企业家等齐聚美丽山城。旨在促进氢能产业技术“政、产、学、研、用"协同发展，推进氢能产业链基础设施建设，深入拓展氢能产业领域相关新技术、产品示范应用，助力实现双碳目标，推动氢能产业高质量发展。 环球分析测试仪器有限公司是德国札纳公司和美国艾德茂公司在中国的总代理。在此次会议展出了德国札纳公司生产的ZenniumPro和ZenniumX新型电化学工作站，以及CIMPS光电化学谱仪、瞬态光电响应测试模块、IPCE模块、透射/吸收光谱测试系统、光电化学发射测试系统等；并展出了美国艾德茂公司生产的Squidstat Plus、Squidstat Prime、Squidstat Solo、Squidstat Penta、Squidstat Decka、Squidstat Venta、Squidstat Cycler等型号的电化学工作站。参会的很多专家教授都是我们的老用户，也带给我们很多好评和建议，我们会秉承用户至上的原则，在设备研发的道路上再接再厉，为我们的广大用户提供更好的科研利器。

2024年4月18日-4月19日环球分析测试仪器有限公司应邀携德国札纳电化学工作站及美国艾德茂电化学工作站参加了在上海美仑国际酒店举办的“2024氢燃料电池技术创新与应用大会"。德国札纳电化学工作站及美国艾德茂电化学工作站凭借优异的硬件和专业的软件功能等优点吸引许多参会科研学者的驻足咨询交流。 此次活动由士研咨询主办，同时得到了同济大学燃料电池汽车技术研究所、上海市汽车工程学会、江苏省汽车工程学会、日本氢能燃料电池株式会社、韩国电池工业协会(KBIA)、嘉定氢能港等业内机的大力支持，力求将此次大会打造为业内交流合作的最佳平台。本次大会的主题定为“创新赋能，降本增效"，聚焦氢燃料电池产业的前沿科技创新与高效发展，呼唤氢能行业精英汇聚上海，共同探讨氢燃料电池产业未来的新实践、新思路和新洞见。 环球分析测试仪器有限公司是德国札纳公司和美国艾德茂公司在中国的总代理。在此次会议展出了德国札纳公司生产的ZenniumPro和ZenniumX新型电化学工作站，以及CIMPS光电化学谱仪、瞬态光电响应测试模块、IPCE模块、透射/吸收光谱测试系统、光电化学发射测试系统等；并展出了美国艾德茂公司生产的Squidstat Plus、Squidstat Prime、Squidstat Solo、Squidstat Penta、Squidstat Decka、Squidstat Venta、Squidstat Cycler等型号的电化学工作站。参会的很多专家教授都是我们的老用户，也带给我们很多好评和建议，我们会秉承用户至上的原则，在设备研发的道路上再接再厉，为我们的广大用户提供更好的科研利器。

2013第二届燃料油质量检测与控制技术研讨会(广州) 第 二 轮 会 议 通 知 　　各有关单位： 　　随着近年国内天燃气供气渠道日趋完善，沿海地区不少企业已实现油改气，燃料油需求正在发生改变，尤其是广东地区燃料油市场正在萎缩。全球经济复苏和中东及北非产油国政局持续动荡导致原油价格震荡上扬，且我国经济发展和环保门槛提高严重抑制燃料油需求，这直接导致国内市场上燃料油质量参差不齐。由于燃料油质量问题导致相关企业经营损失、设备故障的案例时常发生。在此环境下，燃料油的质量检验与控制，对燃料油的经营和使用企业都显得尤为重要。 　　“机械工业油品检验评定中心”(广研检测)是我国机械行业唯一的油品质量第三方公正检测机构，近年来为数百家企业提供了数万个燃料油样品的质量评定与用油设备异常故障的诊断服务，对燃料油的品质控制及其对用油设备的影响有着深刻的认识。 　　为了加强对燃料油质量控制及对用油设备危害和能源损失的认识，推动燃料油质量控制的技术进步而为企业获得更强赢利能力，机械工业油品检验评定中心与广东油气商会携手应众多企业的要求，定于2013年3月21-22日在广州市举办“2013第二届燃料油质量检测与控制技术研讨会”。本次会议将是燃料油经营商、燃料油用户、质量检测专家对燃料油质量检测控制的经验分享。 　　本次会议有关事项通知如下： 　　一、主办单位： 　　机械工业油品检验评定中心 广东油气商会 　　二、媒体单位： 　　“我要测”网站 　　三、会议主题： 　　1.我国燃料油的市场现状与未来走向--广东油气商会 　　2.燃料油检测技术的变革与发展--冯伟博士 　　3.优秀燃料油企业的质量控制经验分享 　　4.燃料油的最新检测方法解读与质量控制对策--冯伟博士 　　5.当前市场上的燃料油质量对用油设备安全及能耗的影响--贺石中教授 　　6.燃料油检测仪器技术发展状况 　　7.燃料油经营及终端用户对燃料油质量及使用的讨论 　　8.参观“机械工业油品检验评定中心”检测实验室 　　四、参会对象： 　　燃料油经营商：总经理、采购经理、销售经理、采购和销售人员、质量人员等 　　燃料油终端用户：总经理、采购经理、设备经理、采购人员、质量人员等 　　燃料油行业相关协会和学会、检测单位、仪器公司、媒体单位等。 　　五、会议时间、地点 　　报到时间：3月21日下午13:00 - 20:00 3月22日上午8:00 - 9:00 　　会议时间：3月22日上午9:30 - 17:00 22日晚宴交流 　　会议地点：广州市黄埔区丰乐中路(香柏酒店)，交通图见附件 　　六、会务费用： 　　会务费：300元/人，含会议材料费、餐费、考察费 　　住宿费：需要住宿的代表，统一安排住宿，费用自理。 　　七、注意事项： 　　1.为了便于会议场地、资料、用餐及住宿的安排，请参会代表，务必于3月12日之前将“参会回执”传真或发送邮件到会务组。 　　2. 会务组联系人：全国免费报名电话：400-616-0808 　　涂 云：电话020-32389760、13560028635 　　於 迪：电话020-32389050、32385309、18675961296 　　钟龙风：电话020-32387916、15989124857 　　姚达明：电话020-83184080、13602811316 　　回执传真：020-32389648 邮箱：gti@gti-oil.com 　　网上报名地址：http://www.gti-oil.com/hybm/ 2013燃料油质量检测与控制技术研讨会 参会回执 单位名称 详细地址 邮编 姓 名 性别 职 务 手机/联系电话/E-mail 是否需要住宿： 是○ 否○ 住宿要求：单住标双○ 合住标双○ 　　附件： 2013第二届燃料油质量检测与控制技术研讨会 会议地址交通指南 　　会议地点：广州市香柏酒店 地址：广州市黄埔区丰乐中路50号 　　酒店电话：020-82193888 　　会议地点距离广州白云机场约43 公里 距离广州火车站约23 公里 距离广州火车南站(高铁站)约35 公里 距离广州火车东站约16公里。(会议不安排接站，请与会代表自行选择公共交通工具到达酒店与会场)。 　　方式一：自驾车或乘出租车 　　深圳、东莞、惠州、潮汕方向代表：上广园快速后向西行，至丰乐路出口南行，直行2公里，在黄埔东路路口调头回200米即到。 　　珠海、佛山、中山、韶关方向代表：上华南快速干线，在广园路出口上广园快速后向东行，至丰乐路出口南行，直行2公里，在黄埔东路路口调头回200米即到。 　　方式二：地铁 　　搭乘广州地铁5号线，在大沙东站A出口出站，沿大沙东路向西走150米，左拐沿丰乐中路南行直走150米，即到香柏酒店。 　　方式三：公交 　　搭乘广州公交B28、43、328、329、344、434到丰乐路站下车，即到香柏酒店。 　　乘飞机抵达白云机场后，搭乘空港快线4号线，到怡港花园(黄埔公园)站下车，前行200米后，左拐过马路，直行200米即到香柏酒店。

2018年2月 - 塞拉莱，阿曼苏丹。 阿曼事世界上最大的燃料储存地之一，燃料储存过程需要密切进行监控。 Mina 集团的阿曼国石油实验室选购并使用LUMEX公司IR红外分析柴油中脂肪酸甲酯（FAME）含量监控，根据欧盟标准EN 14078：2014液体石油产品中的中间馏分油的脂肪酸甲酯（ FAME）的含量的测定使用傅里叶红外光谱仪InfraLUM FT-08进行测定，可靠的产品质量和用户友好的操作方式受了客户的好评。生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯(FAME)，是一种无毒、能生物降解、基本无硫和芳烃的优质清洁柴油，作为绿色环保的替代燃料，在欧洲和美国得到大力推广，是近年来世界能源领域的一个发展热电。欧盟各国对生物柴油的应用结果表明，生物柴油起动 性能与石油柴油无区别，可直接以100％浓度用于柴油发动机。柴油或加热燃料中的FAME含量测定有效鉴别燃料，可用于监控FAME对发动机或加油系统的影响。 LUMEX生物柴油解决方案提供可靠的FAME含量监控，可从0.05％（V / V）的最低浓度水平进行有效监控。仪器内置简单便捷的定量分析模块，集成到软件SpectraLUM中，可以即时以百分比的形式获得FAME测定结果，而无需额外的操作。Mina 石油公司实验室每月测定多次FAME含量以便进行工艺或过程控制，使用InfraLUM FT-08可以在几分钟内获得结果，极大提高了检测速率，降低了成本。 Lumex分析仪器还根据其他标准为柴油燃料的红外测试提供解决方案，例如ASTM D7371。针对石油天然气及燃料提供成套解决的方案，包括炼油、储存、运输等过程监控环节。 LUMEX公司自1991年成立以来一直致力于新产品和先进的技术方法的开发，现已拥有100多种分析方法，为全球用户提供相应行业解决方案，现产品和方法用户遍布全球80多个国家。 （来源：LUMEX公司）

第二十一届中国国际环保展览会是由生态环境部、北京市人民政府等部门支持，中国环境保护产业协会主办的的展览会。展览会将于2023年4月13日至15日在北京中国国际展览中心（朝阳馆）举办本次展会是我司对外宣传的窗口，再一次向广大客户彰显了良好的公司形象和风貌，很多客户都现场进行了咨询，对霍普斯所展出的产品表示了极大的兴趣，希望通过这次机会进行深入合作。未来，我司将一如既往，不忘初心，砥砺前行，致力于成为行业内领先的环境监测与工业过程分析专家！氢燃料电池用氢质量分析仪产品介绍产品概述 采用色谱原理搭配多种高性能检测器，监测高纯气及超纯气中的微（痕）量杂质。分析仪本体防爆，采用多柱箱多流路并行设计，功能模块化，可实现各种复杂的应用。分析仪管路全惰性化及独特的防反渗技术，提高检测精度及重复性，检出限可达到ppb级。 传承霍普斯工业设计理念，预处理搭配阀柱系统及中心切割技术，实现一台表就可以对高纯氢、高纯氧、高纯氩、高纯氦、高纯二氧化碳等高纯气体分析。监测参数1. GB/T 37244-2018 (H2、He、N2、O2、Ar、CH4、CO、CO2、总硫、甲酸、甲醛、氨气等)2. GB/T 3634.2-2011（ H2、N2、O2、Ar、CH4、CO、CO2 等）应用领域1. 电解水制氢；2. 甲醇制氢；3. 焦炉煤气制氢；4.变压吸附制氢；5.氢燃料电池用氢等；产品特点1. 分析仪采用气浴加热，柱箱始终保持正压，避免氢气聚集，安全系数更高；2. 阀柱系统位于气浴加热的柱箱内，受热更加均匀，分析仪稳定性和重复性更好；3. 分析仪配置节气模块：标气、样气及载气耗气量低，经济性高；4. 氧氩低温分离模块可使氧气和氩气达到良好的分离效果；5. 多阀多柱的中心切割与反吹系统。 优秀的产品，专业的服务，吸引来许多观众的驻足，走进展位，了解产品详情，我们的工作人员仔细的聆听、耐心的解答、用专业化的角度和眼光为进入到展位的浏览者给与指导。

关注世博——博纯Perma Pure燃料电池专利加湿器服务2010年世博会 　　2010年上海世博会上，将会有100辆燃料电池车驶入世博园，为游客提供便捷的服务。这些燃料电池车都配备博纯专利加湿器产品。 　　对于一个良好的燃料电池系统来说，Nafion膜的加湿是最具挑战性的问题之一。博纯领先的加湿技术为这一过程提供了完美的解决方案。与焓轮和喷水加湿系统相比，博纯专利加湿器具备了更耐用，更高效，抗振动和免维护的特性。博纯加湿器已是燃料电池产业界公认地最好的加湿设备。 　　在世界各地，博纯燃料电池加湿器已被广泛用于固定式燃料电池系统、叉车、燃料电池汽车等。 查看产品图片http://www.instrument.com.cn/netshow/SH101541/C95010.htm 　　更多产品信息，请登录www.permapure.com 　　关于博纯： 　　成立于1972年，总部位于美国的博纯(Perma Pure)有限责任公司是国际领先的气体处理设备制造商。我们为全世界医疗、工业和科学、氢燃料电池和环境监测应用领域提供气体采样和预处理类产品如，干燥器、加湿器、过滤器、冷凝器、特种气体洗涤器及完整采样系统等。 　　博纯(Perma Pure)已经成为医疗设备市场中呼吸气体干燥器的主要供应商，应用包括麻醉监护、呼吸监测及代谢测试中对呼出气体进行干燥，同时可对呼吸器的供气或供氧进行加湿。近年来，公司也开始向燃料电池厂商提供加湿器，并逐步成为环保和流程气体分析仪器的OEM供应商，应用包括电化学传感器(用于气体检测)、红外分析、化学发光、总碳测定(TOC)和颗粒测量的样气脱水处理。 　　博纯(Perma Pure)公司在1978年向DuPont公司买下了Nafion材料生产特许权，Nafion的膜渗透脱水技术以其独特的原理和优异的性能闻名于业内。一直以来博纯(Perma Pure)运用Nafion® 技术，连同其他创新多样的技术和专业知识，为客户提供全面的样气处理应用解决方案。公司于1992年加入英国豪迈集团(Halma p.l.c.)，豪迈旗下子公司的产品主要用于保护人们的生命安全和改善生活质量。依托豪迈全球性业务的支持，公司在技术、投资以及生产上获得了长足发展。公司已获得ISO9001：2000认证，相关产品也均获得CE认证。 　　拥有完整的样气处理器件和成套系统，各种气体分析应用的客户化解决方案以及几十年来的产品应用经验和成功案例，相信我们在样气预处理方面的专业能力将为您的业务发展提供长久助力。 　　关于豪迈： 　　创立于1894年的英国豪迈国际有限公司(Halma p.l.c. – www.halma.cn )是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业，伦敦证券交易所的上市公司，在全球拥有 4000 多名员工，近40 家子公司，2008/09财年营业额超过 4.5亿英镑。豪迈旗下子公司的产品主要用于保护人们的生命安全和改善生活质量。通过持续不断的创新，这些产品在国际市场上始终处于领先地位。这些产品使我们的客户更安全、更富竞争力和盈利能力。豪迈的子公司正在多个领域为中国的经济做出贡献，主要包括制造、能源、水及废物处理、环境、建筑、交通运输及健康行业等。豪迈目前在上海和北京设有代表处，并且已在中国开设多个工厂和生产基地。 销售联系方式夏黎明先生 中国区销售经理上海市长宁区仙霞路137号盛高国际大厦1801室 邮编：200051 电话：021-52068686-113 传真：021-52068191 电子信箱： fxia@permapure.com 网址：http://www.permapure.com

——三德科技3个项目通过权威机构性能检测日前，记者从三德科技市场部门获悉，由该公司研制并实施的自动制样系统近期分别在国电宝鸡第二发电有限责任公司（以下简称“国电宝鸡”）、国家电投新乡豫新发电有限公司（以下简称“国电投豫新”）、河北华电石家庄热电有限公司（以下简称“华电石热”）通过第三方性能测试。国电宝鸡、国电投豫新、华电石热分属国电集团、国家电投和华电集团，其中国电投豫新和华电石热分别是三德科技在国家电投、华电集团的第一个燃料智能化建设项目。据悉，上述3个项目的性能测试分别由国电南京煤炭质量监督检验中心、国家煤炭质量监督检验中心（西安）、华电电力科学研究院承担，主要测试项目包括制样精密度、偏倚、出样质量和粒度、全水损失等。三家权威机构出具的独立检测报告均表明，三德科技的自动制样系统出样质量和粒度、系统精密度、全水损失符合要求，（灰分）可接受为无偏倚。值得一提的是，鉴于华电石热的实际样品量较大，该项目测试过程中选用5组不同质量且大于100Kg的试样（最小样重101.5Kg、最大样重523 Kg）进行样品损失率测试、且煤种“目测掺混部分煤泥”，其样品损失率不到1%。自动制样系统是三德科技优势® 系列燃料智能化管控产品（以下简称“优势® 系列”）的重要成员，于2014年9月对外发布。基于“先技术，后市场”的产品发展路径，在数年技术攻关、产品试制成功基础上，2015年，三德科技开始有意识、有规划地开始“优势® 系列”的战略性市场布局。截至目前，三德科技“优势® 系列”成功应用于国电集团、华电集团、华能集团、国家电投等国家级发电集团以及中石化、陕煤化等重要能源企业，在地域上覆盖西南、西北、华北、东北、华中、华东。 国电宝鸡项目概况客户素描：位于陕西宝鸡，隶属国电集团，是西北750kV电网和西北与川渝电网直流联网的重要电源支撑点、陕西省规划的500万千瓦级电力能源基地之一，装机容量（4×300+2×660）MW，年需燃煤量约340万吨，煤种运输以火车煤为主、汽车煤为辅。建设内容：自动制样系统（含编码、封装以及与采样系统的连接）特 殊 性：2014年启动燃料智能化建设项目，在考察三德科技实施的国电靖远发电有限公司自动制样系统项目后，客户决定采用三德科技的自动制样系统。运行情况：2016年10月通过鉴定，11月以“优秀”的综合评价通过集团 组织的专家组验收，至今完成制样900余次（数据截至2016年12月20日）。国电投豫新项目概况客户素描：位于河南新乡，国家电投新兴示范性电厂，装机容量2*330MW，煤质复杂，且一半以上含有煤泥，来煤以火车运输为主。建设内容：采制一体系统（含中部皮带采样系统、采制连接、自动制样系统）特 殊 性：三德科技为国家电投实施的第一个燃料智能化建设项目，也是国家电投河南区域第一个正式投运的采制一体化项目。运行情况：截至12月20日，制样600余次（含验收后50余次）。 华电石热项目概况客户素描：位于河北石家庄，国家“一五”计划重点建设项目，装机总容量为63.4万千瓦，目前国内供热量最大的热电厂。主要煤种为晋煤（阳泉煤、山西焦煤集团煤）和神华煤，来煤运输方式为火车、汽运。建设内容：自动制样系统（含封装）特 殊 性：三德科技在华电集团实施的第一个燃料智能化建设项目；河北区域华电首台全自动制样系统；样品量大，单样重达数百公斤。运行情况：截至12月20日，制样500余次；性能试验期间，制备水分煤样30个、精密度试验煤样40个、 偏倚试验煤样180个，化验室初检数据470项。现 场 图：

北京博赛德依据《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》（GB/T37244-2018）的要求及氢气中杂质实际分析中的难点和常见问题，推出了《汽车用燃料氢气痕量杂质分析解决方案》，该解决方案主要内容包括：BCT9700D动态稀释仪、BCT9900H氢能源杂质分析仪及后续分离检测系统。方案可实现单针进样分析汽车用燃料氢气中的硫化物、甲醛、甲酸等各目标组分检出限均低于其标准限值1个数量级以上。检出限低、性能稳定、准确度高精密度均小于10%，准确度均在90%-110%之间，优秀的检出限、精密度、准确度水平可以准确反映氢气中杂质的含量，有利于评估杂质对燃料电池的影响。BCT9900H氢能源电池杂质预浓缩仪北京博赛德基于近二十年VOCs检测分析经验，和中国石化石油化工科学研究院强强合作，共同开发了BCT9900H氢能源电池杂质分析仪。整套系统结合了EPATO15和HJ759标准方法对浓缩系统硬件及质控要求，同时针对氢气中杂质组分的特点和氢燃料电池行业的特有要求，在常规预浓缩仪的基础上进行了硬件升级改造，让捕集系统更加适合杂质的痕量分析，并结合开发优化后的专用氢杂质分析方法，可实现12种杂质组分的样品检测分析。产品特点专用捕集阱专用的捕集阱设计，克服了填料阱易残留、解析速度慢、载气流速大（需要分流进样）、被测物质易分解（如甲酸）等问题体积计量准确通过EVC电子体积控制，进样精度≤1ml，且可实现不同基质的样品体积测量，如氢气基质等，体积计量准确，精密度高系统无吸附样品流路全部经过惰性化处理，并经过严格的惰性测试，可避免吸附目标物质，保证高回收率避免交叉污染数控阀设计可实现将阀芯旋转到任意位置，能完全隔离捕集阱和样品，更好的避免了交叉污染适用性强测试浓度范围可达0.01ppb-ppm级别，适用于氢气成品中痕量杂质分析、氢气半成品中杂质分析应用范围：分析汽车用燃料氢气中的硫化物、甲醛、甲酸等组分检出限低：检出限低于国家标准中最大允许浓度限值的1个数量级以上BCT9700D动态稀释仪BCT9700D动态稀释仪基于理想气体状态方程的原理，采用限流器结合电子压力控制器（EPC）的方式，对气体流量进行控制和调节，实现对样品/标气的稀释。BCT9700D动态稀释仪BCT9700D可实现标气/样品稀释后直接进样分析，为气体质量检测、现场样品检测、仪器标定与质控等工作的准确性提供保障。产品特点采用动态稀释的原理，稀释后的样品/标气可直接进行分析，无需存储容器，降低目标组分的反应机会；采用限流器结合EPC进行流量控制，不使用质量流量计，避免交叉污染，稀释精度高，结果更准确；稀释倍数范围大，单次最大稀释倍数可达2000倍，可显著增加被测样品的浓度范围；整个稀释系统无需庞大的混合腔体，且气体经过的所有管线均经过惰性涂覆，避免目标组分在稀释过程中产生吸附和交叉污染；仪器内置加热单元和温度控制器，系统温度稳定，仪器稳定性更高。应用案例更多详情，欢迎来电垂询！

近日，中国科学技术大学教授梁海伟课题组与北京航空航天大学教授水江澜课题组等合作，发展了一种高温硫锚定合成方法学，实现了小尺寸金属间化合物（IMCs）燃料电池催化剂的普适性合成，成功构建出由46种Pt基二元和多元IMCs催化剂组成的材料库，并基于该材料库发现了IMCs电催化氧还原活性与其二维晶面应力之间的强关联性。该项研究成果发表在国际期刊《科学》上。　　金属间化合物又称原子有序合金，具有规整的表面或近表面原子有序排列结构和独特的电子特性，在众多化学反应中表现出优异的催化性能并因此受到广泛关注。特别是在质子交换膜燃料电池领域中，Pt基IMCs有望成为新一代低Pt阴极氧还原催化剂并大幅降低燃料电池核心部件膜电极的成本。虽然在热力学上，IMCs结构相对于传统的无序固溶体合金结构是稳定相，但IMCs的合成往往需要高温热处理来克服固相中原子有序化重排的动力学能垒（图2A）。然而，高温热处理不可避免会造成金属颗粒的严重烧结和活性金属表面积的降低（图2B），并最终导致Pt利用率的下降和燃料电池成本的大幅提升。因此，发展小尺寸Pt基IMCs催化剂的合成方法是大幅降低燃料电池成本的关键所在。　　在该项工作中，研究人员基于梁海伟课题组近期在金属—碳载体强相互作用领域取得的系列成果，使用硫掺杂碳（S-C）为载体，发展了一种高温硫锚定合成策略（图2C），构建出由46种小尺寸Pt基IMCs催化剂组成的材料库，包括20种二元（囊括了所有3d过渡金属元素和数种p区元素）以及26种多元IMCs（图3）。系列谱学表征证实Pt和碳载体中掺杂的硫原子之间存在强键合作用，该作用极大程度上抑制了合金颗粒在高温下的烧结，从而能够在高温下形成平均尺寸小于5纳米的IMCs催化剂。X射线衍射和球差电镜表征证明了IMC物相的成功合成、小尺寸性、高度有序性以及规整的原子有序排列结构（图4）。　　基于构建的庞大、完备的材料库，研究人员发现IMCs电催化氧还原本征活性与其二维晶面应力存在强关联性：在很宽的压缩应变范围内，其氧还原活性随着压缩应变的增加呈现单调上升趋势（图5A、B）。该现象不同于现有经典理论预测的火山关系趋势。研究人员猜测，由于存在压缩应变弛豫现象，最外层原子的真实压缩应变会显著小于测量值，从而无法表现出存在峰值的火山曲线关系。基于此，研究人员进一步预测：若能进一步通过减小IMCs的晶格常数增大压缩应变，将有望将催化活性推向峰值。　　研究所制备的部分IMCs催化剂表现出优异的电催化氧还原性能。特别是氢氧燃料电池测试表明，PtNi IMC催化剂展现出记录性催化活性（0.9V电压下，质量活性高达1.84 A/mgPt）（图5C）。在氢空燃料电池测试中，尽管Pt用量比商业Pt/C催化剂低10倍以上，PtCo IMCs催化剂表现出与Pt/C催化剂相当的电池性能（图5D）。具有超低Pt负载的PtCo IMC阴极在高化学计量比气流下达到了1.08 W/cm2的峰值功率密度，展现出优异的应用前景。未来通过对碳载体的多孔结构和表面化学性质进行优化改性，有望降低局部氧传输阻抗来进一步提高氢空燃料电池性能。　　本项工作的合作者还包括中科院高能物理研究所副研究员储胜启、中国科大同步辐射国家实验室教授朱俊发、电子科技大学教授崔春华以及中国科大微尺度理化中心博士林岳。该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项基金、北京市自然科学基金重点研究专题以及中科院青促会的资助。　　论文链接

燃料电池堆作为燃料电池汽车的核心部件，其耐久性的优劣直接影响了燃料电池汽车的大规模商业化进程，受到了国内外的科研机构及企业的高度重视。目前，GB/T 38914-2020通过提取典型工况及寿命预测的方式为燃料电池堆耐久性测试提供了参考，但行业内仍缺少以实际车用工况进行耐久性测试的相关标准。由中汽研新能源汽车检验中心（天津）有限公司牵头发起的CSAE标准《燃料电池电动汽车 燃料电池堆耐久性试验方法》已按《中国汽车工程学会标准（CSAE）制修订管理办法》有关规定通过立项审查，现正式列入中国汽车工程学会标准研制计划，起草任务书编号：2022-61。本标准中的耐久性循环工况是基于GB/T 38146.1-2019和GB/T 38146.2-2019规定的中国汽车行驶工况转化的，可以反映燃料电池堆在中国实际道路条件下的运行情况；本标准采用实测的性能衰减速率对燃料电池堆进行耐久性评价，不进行寿命预测。本标准的的提出可以进一步丰富燃料电池堆耐久性的标准体系，填补基于实车工况的燃料电池堆耐久性测试方法的空白。本标准旨在明确耐久性循环工况，细化性能复测方法，完善耐久性评价指标。在试验方法方面，统一了活化、极化曲线、耐久循环工况步骤、停机频率等；在循环工况方面，提出了基于中国工况的符合中国实际道路特点的燃料电池堆的工况；在性能复测方面，明确了性能复测的内容、频率和测试步骤；在评价指标方面，提出了电压衰减、功率衰减、效率衰减、一致性变化、安全性变化的评价测试体系。本标准将为燃料电池堆的制造商、应用方和第三方检测机构提供参考，为鉴别市场上电堆产品的优劣提供可靠依据，进一步推动燃料电池堆耐久性评价的系统化和规范化。标准发起单位：中汽研新能源汽车检验中心（天津）有限公司、上海韵量新能源科技有限公司、上海捷氢科技有限公司、北京氢璞创能科技有限公司、森碧欧（上海）科技有限公司、中国第一汽车集团有限公司、深圳市氢蓝时代动力科技有限公司、广东国鸿氢能科技股份有限公司、东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司、佛山市清极能源科技有限公司、航天氢能（上海）科技有限公司、天能控股集团有限公司。欢迎相关领域的企业、测试机构、研究机构等单位积极参与到标准研究和编制工作中。如加入在研标准起草工作组，可添加标准管理部联系人微信，申请加入工作组交流群，并在CSAE标准信息平台（http://csae.sae-china.org/）注册登记。咨询方式：中国汽车工程学会 标准管理部电话：010-50911054邮箱：wwq@sae-china.org扫码添加联系人微信

当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合，分析化学也不例外。分析化学是四大化学之一，包括两大范畴化学分析和仪器分析。化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,常常需要使用比较复杂的仪器。 现代仪器分析速度快，适于批量试样的分析，许多仪器配有连续自动进样装置，采用数字显示和电子计算机技术，可在短时间内分析几十个样品，适于批量分析。有的仪器可同时测定多种组分。A2030冷滤点测定仪符合SH/T 0248，适用于测定馏分燃料包括含有流动改进剂或其它添加剂的柴油发动机燃料、民用取暖装置使用燃料的冷滤点。仪器特点**压缩机制冷系统确保达到要求的制冷深度。内置式真空泵和电子精密压力平衡系统维护吸滤压力自动平衡在设定值。自动控制冷却介质与被测试样的温差，维护降温速度受控且均匀稳定。内精密微机定时，确保判断结果的准确性。技术参数温度范围:-70～50℃分辨率：0.1℃压力范围：0～2kPa（200mmH2O）分辨率：1mm工作冷槽：单槽二浴，二浴等温测温元件：PT100(德国JUMO公司测温传感器)制冷方式：压缩机制冷（法国Danfoss）计 　时：60s 分度1s环境温度：5℃～40℃相对湿度：≤85%工作电源：AC220V±10%，50Hz功率消耗：900W外形尺寸：主 机：600mm×450mm×450mm　　　　　抽滤器：250mm×150mm×380mm重　　量：主 机：50kg　　　　　抽滤器：5kg

2005年是中国纺织业的多事之秋。1月1日，随着纺织品出口配额的取消，中国纺织品出口出现“井喷”；4月4日，美国宣布针对中国出口的三类纺织品进行“特保”调查；20天后，欧盟宣布对中国九类纺织品进行特别限制调查；5月13、18日，美国两次对中国纺织品进口设限。短短一个多月内，中国纺织品出口接连遭受欧美“大棒”。而笔者在近日专访国家纺织产品质量监督检验测试中心李治恩副主任时了解到，在诸如“特保”措施、反倾销调查等关税贸易壁垒出台之前，美、日、欧盟等西方发达国家针对中国纺织品出口的生态标准等技术贸易壁垒早已形成。 标准的起源　　据李主任介绍，最早颁布并实施“生态纺织品标准”的国家是德国，德国于1994年就出台标准禁止纺织品中使用以联苯胺为代表的20种致癌芳香胺及可分解出这些芳香胺的偶氮染料，欧盟也于2003年9月起实施了《关于禁止使用偶氮类染料指令》，2004年6月起又实施了“蓝色着色剂”禁令。2003年，我国有一批纺织产品出口到德国，被检出含有联苯胺537mg/kg。德国政府立即禁止销售这批产品，并要求经销商采取招回行动，将货物退回生产商或就地销毁，并对负责采购的经理提起诉讼。目前，在德国一旦发现纺织品中含可分解芳香胺染料，整批货物都将罚扣，并对生产厂家进行刑事起诉。总之，“生态纺织品标准”的核心就是清洁生产和绿色消费，这能够在较大程度上限制我国的纺织服装出口，且执行起来比关税壁垒容易，因此也更受发达国家青睐。　　当然，国外这些技术标准的出台，我们还是应当主要看它们的正面意义。纺织产品在生产加工过程中，不可避免地会接触到各种各样的化学品，特别是印染和后整理加工作为一个典型的化学处理过程，会用到种类繁多的染料、助剂等，而这些化学材料很有可能或多或少地含有或产生部分对人体有害的物质，残留在纺织产品上的有害物质可能对人体健康造成危害。因此，“生态纺织品”概念的提出，也是人类进步的一个标志，人们将来在购买衣服或其他纺织品时，不仅要关注美观、舒适，还有留意所买纺织商品是否符合生态标准。 相应的中国国标　　作为一个纺织品进出口大国，我国在2001年颁布了强制性国家标准———《甲醛含量的限定》。2005年1月1日，又正式实施了强制性标准《国家纺织产品基本安全技术规范》，该规范对纺织产品提出的基本安全技术要求共有5个大项，包括：甲醛含量、pH值、色牢度、异味、可还原出致癌芳香胺的偶氮染料。这也是我国首次将可分解芳香胺染料列入监控范围，规定禁止生产、销售、进口含可分解芳香胺染料的纺织产品。国家相关部门同时规定，2005年1月1日前生产并符合相应标准要求的产品允许在市场上销售，2005年1月1日以后生产的产品必须严格执行《国家纺织产品基本安全技术规范》，并将于2006年1月1日结束过渡期。　　具体分析这五项强制性的监控内容我们不难发现，甲醛含量和可还原出致癌芳香胺的偶氮染料这两项内容，其实已经成为目前纺织品服装国际贸易中的最基本的安全技术要求，我国现阶段出口欧美和日本等国的纺织品服装几乎都已被要求提供相关的检测报告，而欧盟和日本亦已都有相关的法规来对这两项内容进行严格的管制。 　　至于所列的几项色牢度指标，无论国内、国外，都是染色纺织品所必须检测的内容。虽然并无直接的证据证明色牢度与人体的健康安全存在必然的因果关系，但良好的色牢度无疑可以最大限度地减少由于染料脱落转移到人体皮肤上而可能对人体健康带来危害的风险。关于pH值和异味的要求，则是对纺织产品的基本要求，要达标在技术上应无太大的难度。因此，国家将这五项内容作为强制性监控目标，既有科学合理的依据，又有很强的可操作性。 危害与检测　　在谈及纺织品中所含的有害物质可能对人体造成的危害时，李主任给笔者举了个例子。就拿人们当前最关注的“禁用偶氮染料”来说吧，在染料分子结构中，凡是含有偶氮基的统称为偶氮染料。在合成染料中，偶氮染料也是品种和数量最多的一类，被广泛应用于纺织品、皮革制品等染色及印花。尽管偶氮染料有色谱范围广、色种齐全、牢度高等优点，但是部分有害偶氮染料在与人体的接触过程中，其有害成分被皮肤吸收，并在人体内扩散，然后与人体正常新陈代谢过程中释放的物质混合起来，发生还原反应，形成致癌芳香胺化合物。目前已知的可致癌芳香胺有23种，在这23种可致癌芳香胺中，联苯胺的致癌毒性是最强的。联苯胺可以导致膀胱癌、输尿管癌和肾盂癌，并且潜伏期可以长达20年。据大量医学调查显示，经常接触联苯胺人群的膀胱癌的发病率是正常人群发病率的28倍。此外，偶氮染料除了对人体有危害，由于偶氮染料不可水溶，对水域等环境危害更大，污染很重，因而对纺织品进行检验是最好的预警机制。 　　“那么，针对纺织品中可致癌偶氮染料的检测，国家是否也已出台了相关的标准呢？”笔者问道。　　目前，我国关于可分解致癌芳香胺的偶氮染料测定的国家标准主要是1998年11月26日颁布，并于1999年5月1日起实施的三个国家标准，分别是：GB/T17592.1《纺织品 禁用偶氮染料检测方法 气相色谱/质谱法》、GB/T17592.2《纺织品 禁用偶氮染料检测方法 高效液相色谱法》和GB/T17592.3《纺织品 禁用偶氮染料检测方法 薄层层析法》，这三个标准共同组成了纺织品禁用偶氮染料系列检测方法国家标准。前面我们提到的今年初实施的《国家纺织产品基本安全技术规范》中，关于禁用偶氮染料检测部分，引用的就是现有的GB/T17592.1标准。　　需要说明的是，该系列标准在较短的时间内迅速出台的直接原因就是德国政府于1994年7月14日公布了《食品和日用消费品法》（第二修正案），该法案禁止在德国生产、进口、使用和销售某些可还原出致癌芳香胺的偶氮染料。此后，在很短的时间里，荷兰和奥地利也颁布了类似的法令，国际上一些著名的买家也纷纷采纳了德国法令中的相关内容而提出了更严格的采购标准。中国作为世界上最大的纺织品生产和出口大国，迅速采取积极的应对措施来从源头上严格把关，在当时的情况下也是十分紧迫和必要的。 一丝遗憾　　但令人遗憾的是，德国政府颁布相关法令之后，由于技术上的原因，未能及时出台相应的检测方法标准，使该法令的实际实施一拖再拖。直到1998年，才以官方文件汇编的方式，公布了三个官方检测方法标准。而欧盟则是到2003年9月和2004年初，才在三个德国标准的基础上推出了三项对应的欧盟检测方法标准草案和欧盟正式标准，分别是：《CEN ISO/TS 17234:2003 皮革 - 化学测试 - 染色皮革上某些偶氮染料 （颜料）的测定》、《EN 14362-1:2003 纺织品 - 源于偶氮染料（颜料）的某些芳香胺的测定方法 - 第一部 分：使用某些不经萃取即易得到的偶氮染料（颜料）的检测》和《EN 14362-2:2003纺织品 - 源于偶氮染料（颜料）的某些芳香胺的测定方法 - 第二部分：使用某些须经萃取纤维而得到的偶氮染料（颜料）的检测》。而此时，我国的三个测试方法标准已经完成审稿和报批程序正式发布了。　　这样一来就产生出一个问题，欧盟指令明确指出，在规定的三个检测方法的条件下，检测出的疑致癌芳香胺不得超过30ppm。换言之，凡不按欧盟规定的三个检测方法所规定的技术条件和程序进行的检测所得结果将不被认可。由此而引出的尴尬是，我国现有的三个纺织品上禁用偶氮染料检测方法国家标准，由于当时所参照的是早期的德国用于皮革的标准和国内商检系统自主开发的成果，与目前欧盟的三个方法标准（实际上已被全球采用）在技术条件和操作程序上存在很大的差异，因而其检测结果没有很好的可比性。　　不过，李主任向笔者透露，国家相关部门已经意识到了这一问题，已经开始对现有国家标准的适用范围、样品预处理、定性/定量方法的选择、方法检出限等多方面着手进行修订。 诱人的“蛋糕”　　令人欣慰的是，中国的纺织企业已经逐渐认识到了问题的严重性，特别是一些大型纺织品生产企业已开始采取相应行动，一方面开发、使用绿色环保的替代染料，另一方面也在积极寻求对企业产品进行生态安全性认证，以期提高出口产品的竞争能力，获取买家的信任。而这又间接导致了中国生态纺织品检验市场的这块“蛋糕”越来越大。笔者从李主任处了解到，在当今世界种类繁多的生态产品认证体系中，其中最风行的纺织品环保生态标准标签要算是Oeko－Tex100 Standard100和Eco－Textile了，而Oeko－Tex100纺织品环保标准标签又最具权威、影响最广。Oeko－Tex100检测标准是由总部设在瑞士的国际生态纺织品研究与检测协会制定的，检测项目和测试方法极其严格、详细。该组织在中国上海也设有办事处，主要负责接收中国相关企业的送检样品，然后送往欧洲总部进行检测，据悉其在中国一年的检测收入高达6000～7000万元人民币。最终通过检测并获得“according to oeko 100”认证标志的产品即可在欧盟市场一路绿灯。而一些国外老牌的在华第三方实验室，如：SGS、Intertek等，也随市场而动，纷纷推出了各自的生态产品认证体系。　　面对国外检测机构咄咄逼人的态势，中国相关单位未雨绸缪，也已开始建立自己的生态纺织品认证机构。在本文即将完稿时，笔者得到一个最新消息——“2005年4月28日，中纺标（北京）检验认证中心有限公司在京成立。”该公司是由中国纺织科学研究院出资组建，2004年6月经国家认证认可监督管理委员会批准，是具有独立法人资格的第三方公正检验认证服务机构，是目前国内唯一专业从事纺织和服装产品检验认证的机构。　　应当看到，欧盟国家取消了纺织品配额数量限制来控制产品的进口，取而代之以“绿色壁垒”或其他环保标准来构筑其“后配额时代”的准入“防线”。为了保持我国对外纺织品服装出口的优势地位，我国的纺织品服装出口企业必须要与国内的相关检测机构紧密配合，同时还要认识到欧盟的“绿色壁垒”还有可能涉及除着色以外的其他工艺流程上，并尽早研究改进对策，从而获得对欧盟出口纺织品服装的“绿色通行证”。　　　　联系电话： 010-65015881　　　E-mail ： siti@cta.com.cn　　　单位地址：北京朝外英家坟延静里中街3号（100025）

为了降低质子交换膜燃料电池的制造成本，我们通常会使用颗粒很小但表面积很大的碳颗粒负载催化剂在电极上。这种催化剂在阳极帮助质子很快地传递到膜上，而在阴极则协助产生水。质子导电电解质如Nafion在这个过程中扮演着重要角色，它有效地将质子在催化剂层内传递。质子导电电解质的存在让催化剂能在三维空间里发挥作用，只有那些直接接触膜的催化剂才能发挥作用，其他部分催化剂会被浪费掉。新制造的低负载催化剂PEM燃料电池在开始运行时不会立即达到最佳性能，通常需要一个预处理或磨合期。在这段时间内，电池性能会逐渐提高，根据不同的元件组合可能需要数小时甚至数天。这段时间不仅消耗了氢燃料，还会延长整个燃料电池调试过程。本研究通过三种不同的PEM燃料电池活化方法（1，2，3）对催化剂性能提升的影响进行了分析： 一、先CO氧化剥离再升高温度和压力（升温升压）活化图1 铂负载0.17 mg cm-2 时CO氧化剥离与升温升压结合对燃料电池性能的影响 阴极由30%的Nafion和70%的E-TEK 20% Pt/Vulcan XC-72组成，Pt负载为0.17 mg cm-2。 测试在35℃的电池温度下进行，氢气和空气加湿温度为45℃(35/45/45℃，电池温度35℃，阳极增湿45℃，阴极增湿45℃。曲线1为电池经过4 h以上的磨合过程后的性能。在大多数时间内，将电池电压设置在0.4 V左右，并在上述温度下周期性地将负载从OCV扫至0.1 V左右。在此过程中，电池性能逐渐提高，但约3 h后，电池性能不再明显提高。然后进行了3次CO氧化剥离循环。第一次、第二次、第三次CO氧化剥离后的燃料电池性能分别用曲线2、3、4表示。如图所示，每次CO氧化剥离后，燃料电池的性能都有了相当大的提高。当进行第四次CO氧化剥离时，没有观察到进一步的增加。因此，曲线4代表了该MEA使用CO氧化剥离所能达到的最佳性能。将燃料电池暴露在一个升温升压过程中，在75/95/90℃和20/30 psig下持续1小时。在条件返回到35/45/45℃后，再次测量其性能。图1中的曲线5说明了燃料电池的性能得到了进一步的提高。实际上，无需进行四次CO氧化剥离，仅进行升温升压活化即可达到曲线5所示的性能。换句话说，如果使用升温升压进行活化，从性能的角度来看，不需要进行任何预先的CO氧化剥离活化。最后发现，如果在升温升压活化后进行CO氧化剥离，燃料电池的性能可以进一步提高，如图1曲线6所示。如果在第一次活化之后重复使用升温升压进行另一次活化无法实现性能提升。显然，在升温升压活化后进行CO氧化剥离可以进一步提高燃料电池的性能。图2 铂负载0.3 mg cm-2 时CO氧化剥离与高温高压相结合对燃料电池性能的影响在阴极Pt负载为0.3 mg cm-2的催化剂涂层膜(CCM)上进行了类似的测试，结果如图2所示。曲线7是燃料电池在磨合过程完成后的性能。曲线8和曲线9表示两次CO氧化剥离后的性能。第三次CO氧化剥离时，性能与曲线9相似。因此，曲线9代表了CO氧化剥离所能达到的最佳性能。然后在75/95/90℃和20/30 psig下使用升温升压进行活化1小时。之后在35/45/45℃下的燃料电池性能如曲线10所示。显然，升温升压活化实现了显著的增加。当进行额外的CO氧化剥离时，燃料电池的性能再次提高，如曲线11所示。二、先析氢再升温升压活化图3 升温升压结合析氢对燃料电池性能的影响曲线12是完成磨合过程的性能。曲线13、14、15为三次析氢活化循环后的表现。第一次析氢比第二次更能提高燃料电池的性能，第二次比第三次更能提高燃料电池的性能。之后，将燃料电池暴露在75/95/90℃和20/30 psig的条件下1小时。活化后，再次测试燃料电池在35/45/45℃下的性能，结果如图3曲线16所示。通过此活化实现了性能的进一步提高。当使用升温升压进行第二次活化时，当电流密度低于1.3 A cm-2时，燃料电池的性能略有提高，但当电流密度高于1.3 A cm-2时，性能略有下降。三、先升温升压再析氢和CO氧化剥离 图4升温升压结合析氢和CO氧化剥离对燃料电池性能的影响曲线19（对比曲线18）显示，在活化步骤后，在75/95/90℃和20/30 psig下使用升温升压，持续1小时，观察到性能显著提高。然后进行析氢步骤，实现了性能的提高(曲线20与19)。析氢后，进行CO氧化剥离，但没有观察到性能的提高(曲线21与曲线20)。这些结果表明，在使用升温升压活化后，无论是析氢还是CO氧化剥离都能够将燃料电池推向最大性能。四、结论这些活化方法是(1)升高温度和压力，(2)析氢，(3) CO氧化剥离。这些方法中的任何一种都可以有效地激活PEM燃料电池，但仅使用一种方法无法完成活化。当方法(2)或(3)在方法(1)之前进行时，活化结果与方法(1)本身相似。换句话说，在实施方法(1)之前，不需要按照方法(2)或(3)进行任何激活。 燃料电池测试系统980pro但是，在方法(1)之后进行方法(2)或(3)时，可以进一步提高燃料电池的性能，在这种情况下，使用方法(2)或(3)都可以获得类似的结果。因此，活化程序的最佳组合是在高温高压下进行活化，然后进行析氢或CO氧化剥离，这样才能最大限度提升燃料电池的性能。参考文献 [1] Xu Z , Qi Z , He C ,et al.Combined activation methods for proton-exchange membrane fuel cells[J].Journal of Power Sources, 2006, 156(2):315-320.DOI:10.1016/j.jpowsour.2005.05.072.以上内容由理化有限公司技术中心整理，有不足之处请指正，转载请注明出处。

燃料电池（Fuel Cell）市场前景 为缓解世界性能源危机的加剧，减少传统能源对环境造成的污染；有序推进碳中和的各项任务目标，不断深化能源结构优化，提高能源开发整体效益成为摆在我国科研工作人员及新能源产业开发从业者面前的重要课题。 燃料电池（Fuel Cell）是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。 燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术[1]。 作为一种新的高能量密度、高能量转化率、环保型的电源装置受到全世界的广泛关注，并具有广阔的应用前景。 一、质子交换膜燃料电池目前，燃料电池主要被分为六类[2]。碱性燃料电池(AFC，Alkaline Fuel Cell)、磷酸盐燃料电池(PAFC，Phosphorous Acid Fuel)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC，Molten Carbonate Fuel Cell)、固体氧化物燃料电池(SOFC，Solid Oxide Fuel Cell)、质子交换膜燃料电池(PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell)和直接甲醇燃料电池(DMFC，Direct Methanol Fuel Cell)。采用聚合物质子交换膜作电解质的PEMFC，与其它几种类型燃料电池相比，具有工作温度低、启动速度快、模块式安装和操作方便等优点，被认为是电动车、潜艇、各种可移动电源、供电电网和固定电源等的最佳替代电源[3]。如图1所示，膜电极（membrance-electrode assembly, MEA）是由质子交换膜、催化层与扩散层 3 个部分组成，是质子交换膜燃料电池 (PEMFC)电化学反应的主要场所，也是决定质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的成本、性能和耐久性的核心关键部件。 二、质子交换膜燃料电池的催化剂浆料分析 催化剂浆料涂布是膜电极生产的关键步骤之一，要求催化层涂敷均匀，同时尽量减少铂含量以降低成本，因此必须对浆料进行严格的质量控制。 催化剂浆料的颗粒粒度和分散性能会影响浆料粘度、聚合物电解质的分布和形态、催化剂的利用率、催化剂和聚合物电解质的相互作用以及催化层的均匀性和连续性等重要参数，最终影响膜电极的电化学性能[4]。 如图 2 所示，常见的活性催化剂为铂基纳米颗粒，最佳粒度范围为 2～5nm，但这些纳米颗粒不是独立存在的，而是分散在碳载体颗粒上。单个碳载体颗粒的粒度范围为 20～40nm，在浆料中碳载体通常以团聚体的形式存在，粒度在亚微米至微米范围。聚合物电解质分散成不同形态（棒状或线团）、粒度在 70 nm～2.5 µm 之间的团聚体，与碳载催化剂混合形成催化剂浆料。催化剂和聚合物电解质分散在特定的溶剂中，需要控制团聚物的粒度，优化催化剂和电解质导体团聚物的相互作用。 对于聚合物电解质团聚体，粒度在200～400 nm范围有利于提高氢气/空气的反应性能。碳载体催化剂会出现未充分分散或过度分散的情况[5]。 在未充分分散时，碳载体是高度团聚的；离子交联聚合物只覆盖在团聚物外部，内部的铂催化剂无法与电解质充分接触，因此利用率不高。 过度分散时，团聚物破裂，铂催化剂颗粒与碳载体分离，影响其在氧化还原反应中的活性。 理想的分散状态是形成由碳载体催化剂组成的小团聚体，电解质聚合物在这些团聚体上均匀分布，能够提高催化剂的利用率[6]。 粒度是催化剂浆料的关键性指标，但浆料由不同尺度的颗粒混合物组成，要准确测量浆料的粒度有一定的难度，目前还没有一种技术可以全面表征所有颗粒的粒度。 X 射线衍射 (XRD)、激光衍射 (LD) 和动态光散射 (DLS) 是三种常用的材料表征技术，用于表征不同尺度的颗粒，结合三种技术能够全面表征催化剂浆料中的颗粒特性。 三、马尔文帕纳科解决方案 —— X 射线衍射技术X 射线衍射 (XRD) 通常用于确定小于 100 nm 的纳米晶粒尺寸。快速测量单个衍射峰（1～3 分钟），足以利用峰宽的 Scherrer 分析来计算晶粒尺寸。另外，如果测量多个衍射峰（20 分钟以上），则可采用全谱拟合技术，更精确地计算晶粒尺寸和点阵参数。图 3 显示了使用 Aeris 台式 X 射线衍射仪收集的 X 射线衍射数据，样品是分散在三种不同碳载体颗粒上的催化 Pt 粉末。 如表 1 所示，分散在 Ketjenblack EC-300J 碳黑上的 Pt 的平均晶粒尺寸比分散在 Vulcan XC72 碳或 Vulcan XC72R 碳上的 Pt 略小。晶粒尺寸的变化会改变催化活性和耐用性。全谱拟合分析还表明，EC-300J 上分散的 Pt 比 Vulcan XC72 或 Vulcan XC72R 上的 Pt 的点阵参数更大。该点阵参数也大于已公布的 Pt 的参考值3.9231 Å。[6]较大的点阵参7数可能表明表面引起了点阵应变或合金杂质可能改变催化活性。 XRD 可以分析分散体、固体碎片以及粉末。例如，碳载体 Pt 催化剂纳米颗粒可以在粉末分散到浆料中后和浆料印刷并固化在膜片或气体扩散层上后进行测量。图 4 显示了 40% Pt 在 Vulcan XC72 碳上的 XRD 数据，这些碳可作为粉末、浆料和催化剂涂覆膜 (CCM) 上的固化电极层。在所有情况下，Pt 衍射峰均可通过其他成分中解析出纳米粒尺寸计算，如表 2 所总结。 如图4所示，浆料和催化剂涂覆膜（CCM）样品与粉末样品相比，铂衍射峰变窄，说明这两中样品的铂晶粒尺寸变大。铂催化剂的这种粗化现象可能表明，在溶剂中的碳载体催化剂粉分散过程中，浆料变得过热。因此，在超声处理过程中，通常使用 5℃ 的水浴对浆料进行冷却。[8]在加工过程中，晶粒尺寸的变化（如颗粒粗化），会影响催化剂活性。 四、马尔文帕纳科解决方案—— 激光衍射技术激光衍射技术 (LD)是测量颗粒粒度分布的常用分析方法，粒度范围从十几纳米到几个毫米。动态范围宽，非常适合分析催化剂浆料的粒度分布。激光衍射法操作简便，测试速度快，通常不到1分钟，也非常适合生产过程控制。此外，激光衍射技术还可以研究工艺条件变化对浆料粒度分布的影响。 图 5 是使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪对稀释后的催化剂浆料重复5次的粒度测试结果。该浆料中颗粒的粒度呈双峰分布，峰值在1 µm左右的颗粒占最大体积分数，20nm左右的颗粒体积分数占比较小。如表 3 所示，该浆料的粒度分布结果相对标准偏差（RSD）10 µm) 存在，这说明还需要增加剪切或者使用更高能量的分散方法进一步分散，才能达到合格的催化剂浆料要求。 五、马尔文帕纳科解决方案 —— 动态光散射技术 与激光衍射法相比，动态光散射 (DLS) 更适合于测量纳米级颗粒的平均粒度，范围从1 nm 至 1 µm。 将催化剂浆料以 1:10 比例分散在异丙醇（IPA）中，用Zetasizer Ultra纳米粒度仪测量催化浆料的平均粒度。稀释后的浆料仍然是高度不透明的，采用非侵入背散射 (NIBS)技术进行测量，重复测量5次。如图 7 所示，尽管浆料不透明，5次测量的相关曲线的一致性很好。图 8 是催化剂浆料的粒度分布图。如表 4所示，体积平均粒度为 1.04 µm，多分散指数也比较大(0.1)说明浆料的粒度分布宽，与激光衍射法的结果吻合。动态光散射技术（DLS）主要是检测颗粒的布朗运动产生的散射光光强波动，颗粒的散射光强与粒径的 6 次方成正比，大颗粒的信号很容易掩盖小颗粒的信号，因此动态光散射法（DLS）没有观察到激光衍射法测得的小颗粒。 动态光散射技术还可用于测量催化剂浆料的 Zeta 电位，研究电解质聚合物与碳载催化剂之间的相互作用，确定电解质聚合物在催化剂上的均匀分布。Zeta电位与浆料的离子浓度有关，可以通过对碳载体颗粒功能化改性或者改变电解质聚合物浓度来调节。通常来讲，特别是在介电常数较高的分散介质（如甲醇）中，Zeta 电位越高，浆料的稳定性越好。Zeta 电位分析还可以用于优化配方，改进浆料的稳定性。事实上，已经有研究报道可以通过模型根据初级颗粒的粒度和体系的Zeta 电位来预测催化剂浆料稳定[9]。 六、结论 通过X射线衍射技术发现，浆料和阴极催化剂涂覆膜中的晶粒尺寸比催化剂粉末大。这种颗粒粗化现象通常是由于浆料在分散过程中过热引起的。激光衍射法检测到在20 nm附近有大量初级颗粒，说明催化剂浆料出现了过度分散的现象。 联合使用激光衍射、X射线衍射和动态光散射技术，可以从不同尺度表征催化剂浆料，优化和监测催化浆料配方和稳定性。使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪测量催化剂浆料的粒度分布，可评估临界颗粒分散的有效性。使用 Zetasizer 纳米粒度及Zeta电位仪进行 Zeta 电位测量，可研究聚合物电解质和碳载催化剂的相互作用，预测浆料稳定性。使用 Aeris 台式 X 射线衍射仪，可以测量纳米催化剂的晶粒尺寸，验证防止纳米颗粒粗化的方法的有效性。 参考文献[1] 陈光. 新材料概论：科学出版社，2003年[2] Kamaruzzaman.Sopian ，Wan Ramli Wan Daud.Challenges and Future Developments in Proton Exchange Membrane Fuel Cells [J].Renewable.Energy.2006，31(5):719~727[3] 胡嫦娥，刘琼，周敏. 质子交换膜燃料电池的研究现状. 新能源网. 2016.[4] D. Papageorgopoulos, US Dept. of Energy Hydrogen and Fuel Cells Program Report, FY 2018 Annual Progress Report[5] Orfanidi et al,J. Electrochem. Soc.165 (2018) F1254[6] Wang et al, ACS Appl. Energy Mater. (2019) DOI: 10.1021/acsaem.9b01037[7] Swanson Natl. Bur. Stand. (U.S.) Circ. (1953) 539 1 31[8] Sharma et al, Materials chemistry and Physics 226 (2019) 66-72[9] Shukla et al, J. Electrochem. Soc.164 (2017) F600-F609 关于马尔文帕纳科马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析，打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务，从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的最近技术发展，我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题，如最大程度地提高生产率、开发更高质量的产品，并缩短产品上市时间。

p style=" text-align: center " strong 我国已发布40项燃料电池国家标准 /strong /p p style=" text-align: center " strong 有力推动了燃料电池汽车等产业发展 /strong /p p 　　截至目前，我国已经发布燃料电池国家标准40项，其中采标(采用国际标准)国家标准13项，我国自主制定国家标准27项(占总标准数量约67.5%)。这是9月23日，中国工程院院士、中科院大连化学物理研究所研究员、全国燃料电池及液流电池标委会主任委员衣宝廉在北京举行的2015年燃料电池技术与标准化国际研讨会上透露的。 /p p 　　据悉，燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，将燃料和空气分别送进燃料电池，就能生产出电能。从外表上看，燃料电池有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上不能“储电”，而是一个“发电厂”。作为一种无污染、高效的发电方式，燃料电池应用领域广泛，既可用于军事、空间、发电厂领域，也可应用于电动车、移动设备及居民家庭领域，被认为是终极的发电方式。 /p p 　　2015年被业内人士认为是燃料电池的产业化元年，燃料电池汽车投放市场、燃料电池固定式发电进入商业化运营模式以及不断开拓燃料电池在便携式、微型领域的商业化发展道路，而标准规范成为其产业化发展路上至关重要的一环。目前，无论是日本、韩国等亚洲国家，还是美国、德国等欧美国家，都十分重视燃料电池，加大马力进军这一产业，尤其是积极抢占标准这一产业制高点。IEC(国际电工委员会)专门成立了IEC/TC105(国际电工委员会燃料电池标准化技术委员会)，负责燃料电池的国际标准制定，现任主席来自日本，秘书处设在德国。 /p p 　　我国早在2008年就成立了全国燃料电池标准化技术委员会，后在2012年更名为全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC342)，主要负责燃料电池和液流电池技术领域的标准化工作。“我国一直积极参与该领域的国际标准化工作，已有十几位专家加入IEC/TC105各个工作组参与相关工作。2012年提出的低温冷启动测试方法国际标准提案已被合并入《聚合物燃料电池单电池测试方法》国际标准中。去年，我国专家齐志刚博士成为了WG1(术语标准工作组)的召集人，实现了在此领域的新突破。”全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC 342)秘书长卢琛钰介绍说。 /p p 　　同时，我国的燃料电池标准体系建设也在不断完善。目前已经发布的40项国家标准中，形成了基础标准、FC模块、固定式FC发电系统、便携式FC发电系统、微型FC发电系统、驱动辅助动力用FC发电系统等组成的燃料电池标准体系框架。尤其值得一提的是，在燃料电池的产业应用中，燃料电池汽车正成为新能源汽车的宠儿之一。我国很早就对燃料电池汽车进行了探索，并在2008年北京奥运会、2010年上海世博会上推出了示范产品。截至目前，我国先后有200余辆燃料电池电动车示范运行，累计运行里程十余万公里，产品性能与国际水平接近，但成本、耐久性等方面亟待改善。 /p p 　　在我国已经发布的国家标准中，燃料电池汽车成为重要的组成部分，包括《燃料电池电动汽车燃料电池堆安全要求》《汽车用燃料电池发电系统 技术条件》《乘用车用燃料电池发电系统测试方法》等10余项标准都与其相关。“我国在车用燃料电池和燃料电池车方面已取得较好进展，今后将在耐久性与低成本燃料电池技术方面继续开展研究工作，促进燃料电池车示范与应用。燃料电池标准化工作已有良好开端，今后应加强国际合作，促进燃料电池技术与标准化工作向深入发展。”衣宝廉说。 /p

固体在生(回收)燃料生物降解呼吸仪DRI技术使用真实动态呼吸指数（DRI）确定检测固体再生(回收)燃料的当前有氧微生物活动速率。 目前的好氧微生物活动率测量固体再生(回收)燃料的实际化学和物理性质下的生物稳定性。n 固体在生(回收)燃料固体在生(回收)燃料（SRF，也称为“垃圾衍生燃料”- RDF）是由非危险废物准备的固体燃料，用于焚烧或混合焚烧厂的能量再生(回收)。“准备好”在这里意味着加工，均质化和升级到可以在生产者和用户之间交易的质量。它们可以来自家庭垃圾，商业垃圾，工业垃圾和其他可燃垃圾。它们已被用于替代水泥窑，发电站和工业锅炉中的化石燃料。 n 原理固体在生(回收)燃料生物降解呼吸仪DRI测量O2来确定在确定的连续气流和绝热条件下可降解有机物质中微生物的活性。样品在密封的容器（绝热）中测量，产生由欧盟和其他标准确定的受控条件。 n 测试过程和控制该测试包括根据滞后的持续时间将样品保持在动态测试系统中观察1天至4天阶段（如果存在），以小时间隔（RDRI h）获取指数值。此外，如果在第四天结束时，RDRI趋势是恒定的或增长的，则通过获得至少其他24个值（RDRI h）来延长呼吸测量测试。连续气流式有氧装置，包括:l 气密密封的绝热反应器，最小操作体积以升表示，等于或小于以毫米表示且不大于30毫米的平均样品尺寸（例如，对于平均尺寸小于10毫米的样品，反应器体积是10升），反应器结构必须在离开反应器之前迫使输入空气穿过整个样品，避免混入输入空气和排出空气；l 反应堆气密性验证系统；l 曝气系统配有流量调节器和容量计；l 用于抽取废气中氧浓度的系统（％/v）；l 数据采集系统以1小时间隔连续记忆测量参数，记忆的数据必须是在所考虑的间隔期间读取的所有值的平均值（至少60）。 n 符合国际/欧洲标准和用途l UNI 11184 - 通过DRI确定生物稳定性，生物稳定性决定了易于生物降解的有机物质分解 的程度。l EN 15590 - 通过DRI确定目前的好氧微生物活动速率，该方法估计了气味产生的潜力，载体吸引等。目前的生物降解速率可以用毫克O2 kg-1 dm h -1表示。l 固体废物降解的其他应用。 n 优点l 多通道系统：3, 或6或12通道, 测量三个相似的不同样本进行统计评估； l 即插即用设计（易于安装，使用和维护）；l -每个容器中包含温度传感器；l 自动冷凝水去除系统；l 温度，流量，压力和湿度测量；l 传感器O2：范围0-25％，精度：2％；l 各种尺寸的容器：2l，10l，20l，30l；l 用户友好软件与excel导出文件；l 远程电脑控制；l 气泵；l 无需特殊连接；l 适用于不同领域的各种应用；l 选配传感器，如二氧化碳或甲烷，用于详细过程分析和监控；l 用于容器，控制器和PC的机架（支架）； n 技术规格l 尺寸 - 控制器：48 x 40 x 28 cm；重量：17kg；l 尺寸 - 容器支架：140 x 60 x 150 cm；重量：50kg；l 尺寸 - 10升容器：42 x 42 x 45 cm；重量：9kg；l 尺寸 - 2升容器：33 x 33 x 28 cm；重量：5.5kg。 n 亿斯埃欧呼吸仪DRI软件创新点：检测固体再生(回收)燃料的当前有氧微生物活动速率 多通道系统：3, 或6或12通道 固体在生(回收)燃料生物降解呼吸仪（土壤/堆肥/塑料）

析蜡点（WAT）和熔蜡点（WDT）原油、渣油、重质船用燃料油测试的突破作为开发低温流动性能检测方法的世界知名品牌，Phase有着悠久而引人注目的历史，现在已经扩展了它的能力，包括原油的关键测量：析蜡点（WAT）。析蜡点也被称为浊点，是原油样品在规定的试验条件下冷却时，首次析出固体蜡质的温度。同样，熔蜡点（WDT）是在升温循环中末期的蜡固体熔化成液体的温度。结束了主观的、乏味的测试目前为止，尝试测定原油的析蜡点或浊点是一个不精确、单调和主观的过程。已经尝试了各种手动方法，但都很困难，而且耗时很长，产生的结果误差大得令人无法接受。Phase新推出的WAT-70Xi分析仪创新性的改变了上游和中游石油行业，它是世界上首台一个完全自动测量原油、渣油、船用燃料油WAT和WDT的分析仪。基于ASTM D5773，我们独有的光学闪射技术以极高的灵敏度和准确度检测相位变化。检测速度快，无需设置或清洗这一重要的科学突破意味着，即使是最黑暗、最不透明的样品，现在也可以很容易地进行测试，精度为1.0℃。只需加载样品，其余均由分析仪完成，测试只需15-30分钟即可完成。不需要费时的手动设置，每次测试后自动清洗。值得信赖的70Xi平台设计新的WAT分析仪建立在70Xi系列平台上，具有省时、高效的特点。速度和精度有利于上游和中油石油行业检测WAT和WDT两个关键测试参数有助于理解原油、渣油、重质船用燃料油性质，也决定了蜡沉积和熔化的速度。比所有其他测试方法更快只需15-30分钟即可得到结果，而其他方法的平均测试时间为几个小时。测试不透明样品增强的光学结构可以“看到”黑暗的样品自清洗每次测试后自动使用溶剂冲洗无需手动设置简单地将样品直接注入分析仪后即可开始测试运行优越的精度重复性1.0℃更加敏感可控的自动测试方法确保报告结果没有主观性信息丰富、实时的测试结果完整的相图（回路）清楚地说明了WAT、蜡的相对形成量和WDT。直观的，易于使用的界面全彩色15英寸高分辨率触摸屏，一键式预设“收藏夹”。应用析蜡点（WAT）和熔蜡点（WDT）有助于预测原油中蜡质沉积的发生，对上游和中游石油企业具有重要意义。在油田应用中，WAT和WDT可以帮助确定蜡结晶改进剂和/或蜡沉积抑制剂的优良水平。WAT也是潜在原油不相容的一个指标，也是原油质量变化的一个监测指标。来自同一地区的原油可能具有截然不同的特性，其蜡沉积和溶解速率也不尽相同。位置的变化，提取深度的变化，时间的演变，甚至生产和混合的方法都可以通过WAT来验证。通过管道、铁路或游轮运输原油、渣油 、船用燃料油以及储油，蜡结晶可能会限制流量或造成完全堵塞。WAT和WDT可以帮助定义可接受的可操作性限制，并计算与清洗相关的停机时间和费用。WAT是一种准确预测管道和储罐中蜡沉积的有效工具，具有巨大的潜在节约价值。海底和陆地管道系统的设计和开发以及蜡质修复方案的实施得益于WAT数据的分析。创新点：在原油、蜡油、重质船用燃料油低温测试领域，弥补了空白。对于炼油厂、储运公司及船舶公司检测意义深远。 PHASE原油、渣油、船用燃料油析蜡点/浊点和熔蜡点分析仪

据美国物理学家组织网近日报道，美国科学家们使用合成生物学方法，修改了大肠杆菌和一个酿酒酵母的菌株，制造出了没药烷的前体物没药烯。测试表明，对没药烯进行加氢反应生成的没药烷是一种“绿色”的生物燃料，有潜力替代D2柴油。研究发表在《自然通讯》杂志上。 　　“这是科学家们首次报告称没药烷可替代D2柴油，也是首次报告称可通过大肠杆菌和酿酒酵母生产出没药烷。”该研究的主要作者、美国能源部下属的联合生物能源研究所(JBEI)代谢工程(通过基因工程方法改变细胞的代谢途径)项目主管李淳太(音译)说。 　　与日俱增的燃料成本以及对燃烧化石燃料会加剧全球变暖趋势的担忧等，驱使科学家想尽一切办法寻找碳中和的可再生能源。从多年生牧草和其他非食品植物以及农业废物的纤维素生物质中提取出的液态生物燃料一直被认为有潜力替代汽油、柴油和航空煤油。 　　不过，现有占主流的生物燃料乙醇只能有限地用于汽油发动机中，而无法用于柴油机或航空喷气式发动机内 另外，乙醇也会腐蚀石油管道和油罐，人们急需可与现有发动机、运输和存储设备兼容的高级生物燃料。 　　联合生物能源研究所是美国能源部于2007年建立的三个生物能源研究中心之一，他们正在加紧研制从国家层面来讲性价比高的生物燃料。其中一个研究对象是拥有15个碳原子(柴油燃料一般有10到24个碳原子)的倍半萜烯。 　　该研究的合作者、联合生物能源研究所所长杰伊科斯林表示：“倍半萜烯的能源含量特别高，其物理化学性质也与柴油和航空燃油一样，尽管植物是其天然来源，但对细菌进行转基因修改是最方便且性价比最高的大规模制造高级生物燃料的方法。” 　　在此前的研究中，李淳太团队对大肠杆菌和酿酒酵母的一个新的甲羟戊酸途径(对生物合成至关重要的代谢反应)进行了基因修改，使这两个微生物过度生产出了化学物质尼基二磷酸(FPP)，使用酶可将其合成为理想的萜烯。在最新研究中，李淳太和同事使用该甲羟戊酸途径制造出了没药烷(萜烯类化合物家族的一员)的前体物没药烯，并通过加氢反应制造出没药烷。 　　科学家们对没药烷进行的燃料性能方面的测试表明，其拥有作为生物燃料的潜能。李淳太说：“没药烷和D2柴油的性能几乎一样，但其有分叉的环式化学结构，这使其凝固点和浊点更低，作为生物燃料使用，这是一大优势。我们可设计一个甲羟戊酸途径来产生没药烯，该平台几乎与制造防蚊虫药物青蒿素的平台一样，我们唯一需要做的修改是引入一个烯萜类合成酶并对该途径进行进一步修改以提高大肠杆菌和酿酒酵母产生没药烯的数量。” 　　李淳太团队想将烯属烃还原酶编入大肠杆菌和酿酒酵母体内，以取代没药烯加氢反应的化学处理步骤，使所有化学反应都在微生物体内进行。他说：“这类用酶促进的加氢反应极具挑战性，也是我们的长期目标。我们也将研究使用生物质中提取出来的糖作为碳源生产没药烯的可行性。”