燃料電池研發(fā)與測(cè)試之質(zhì)量流量控制
助力充滿活力的未來(lái)燃料電池在能源轉(zhuǎn)型助力活力未來(lái)的過(guò)程中扮演著重要角色。其使氫從可再生能源轉(zhuǎn)化回電力成為可能。由于燃料電池在測(cè)試過(guò)程中高度依賴流體參數(shù)，質(zhì)量流量控制器是燃料電池研發(fā)和測(cè)試中的關(guān)鍵因素。 本文將介紹質(zhì)量流量控制如何助力此項(xiàng)研發(fā)，重點(diǎn)是低密度氣體的熱式旁路技術(shù)。 |
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燃料電池的發(fā)展新的燃料電池設(shè)計(jì)受很多參數(shù)影響。為了正確測(cè)試，需要盡可能準(zhǔn)確地了解氣體參數(shù)的性質(zhì)和數(shù)量。 燃料電池測(cè)試機(jī)構(gòu)、大學(xué)和燃料電池測(cè)試設(shè)備制造商在使用Bronkhorst流量控制和測(cè)量技術(shù)時(shí)這些基本知識(shí)很有幫助。 |
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為什么質(zhì)量流量測(cè)量和控制很重要？我們從基礎(chǔ)知識(shí)開(kāi)始講起，例如，在各種類型的燃料電池中，PEM型燃料電池（聚合物電解質(zhì)膜）基于執(zhí)行電化學(xué)過(guò)程。因此，只能在接收以下液體時(shí)提供電流：
建議采用優(yōu)化“化學(xué)計(jì)量比”，這是燃料電池效率的關(guān)鍵因素。 |
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燃料電池效率取決于增濕氫氣和空氣的成分和數(shù)量、流速、壓力條件和跨膜的壓差。優(yōu)化性能點(diǎn)還受外部因素的影響，例如所需的電氣負(fù)載以及環(huán)境和流體溫度。
另一個(gè)影響因素是燃料電池本身設(shè)計(jì)及其附加參數(shù)，例如膜厚度、電解質(zhì)類型、活性電極表面積和氣體擴(kuò)散層的有效性。 |
燃料電池測(cè)試之質(zhì)量流量控制下圖示例測(cè)試裝置中Bronkhorst質(zhì)量流量控制儀表應(yīng)用。流量計(jì)和壓力儀表負(fù)責(zé)主要液體、氣體和壓力測(cè)量和控制相關(guān)任務(wù)。從中可見(jiàn)流體依賴性和相互作用。 |
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使用質(zhì)量流量控制的理由測(cè)試結(jié)果和精度一樣好所有流體控制和測(cè)量的相關(guān)性總是同時(shí)相互作用。對(duì)單燃料電池和燃料電池堆來(lái)說(shuō)，這些都會(huì)對(duì)功能測(cè)試和壓力測(cè)試產(chǎn)生重大影響。燃料電池或燃料處理系統(tǒng)的許多測(cè)試目標(biāo)都會(huì)受到影響，例如在確定性能指標(biāo)和特征時(shí)（根據(jù)IEC 62882系列或其它標(biāo)準(zhǔn)），輸入供給控制精度會(huì)對(duì)系統(tǒng)不確定性產(chǎn)生巨大影響。 |
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控制燃料電池相關(guān)流量、壓力和密度條件的優(yōu)良選擇是基于熱式旁路質(zhì)量流量測(cè)量技術(shù)的儀表。該原理質(zhì)量流量控制器可實(shí)現(xiàn)高靈活性、高精度和高重復(fù)性的流體控制，包括：
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從單電池到大型裝置（大流量）Bronkhorst可提供儀表支持單電池組以及高達(dá)幾百千瓦的設(shè)置。其產(chǎn)品（如IN-FLOW ‘大流量’?F-117DI?系列）用于需要大負(fù)載動(dòng)態(tài)或高耐用性的測(cè)試、高功率使用或商業(yè)用途。 Bronkhorst質(zhì)量流量測(cè)控儀表適用于OEM應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)環(huán)境。 |
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