助力充滿活力的未來

燃料電池在能源轉(zhuǎn)型助力活力未來的過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。由于燃料電池在測試過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研發(fā)，重點是低密度氣體的熱式旁路技術(shù)。

燃料電池的發(fā)展

新的燃料電池設(shè)計受很多參數(shù)影響。為了正確測試，需要盡可能準(zhǔn)確地了解氣體參數(shù)的性質(zhì)和數(shù)量。

燃料電池測試機構(gòu)、大學(xué)和燃料電池測試設(shè)備制造商在使用Bronkhorst流量控制和測量技術(shù)時這些基本知識很有幫助。

為什么質(zhì)量流量測量和控制很重要？

我們從基礎(chǔ)知識開始講起，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)過程。因此，只能在接收以下液體時提供電流：

• 陽極需要優(yōu)化增濕氫氣供給
• 陰極需要優(yōu)化增濕氧氣或空氣供給

建議采用優(yōu)化“化學(xué)計量比”，這是燃料電池效率的關(guān)鍵因素。

另一個影響因素是燃料電池本身設(shè)計及其附加參數(shù)，例如膜厚度、電解質(zhì)類型、活性電極表面積和氣體擴散層的有效性。

燃料電池測試之質(zhì)量流量控制

下圖示例測試裝置中Bronkhorst質(zhì)量流量控制儀表應(yīng)用。流量計和壓力儀表負責(zé)主要液體、氣體和壓力測量和控制相關(guān)任務(wù)。從中可見流體依賴性和相互作用。

使用質(zhì)量流量控制的理由

測試結(jié)果和精度一樣好

所有流體控制和測量的相關(guān)性總是同時相互作用。對單燃料電池和燃料電池堆來說，這些都會對功能測試和壓力測試產(chǎn)生重大影響。燃料電池或燃料處理系統(tǒng)的許多測試目標(biāo)都會受到影響，例如在確定性能指標(biāo)和特征時（根據(jù)IEC 62882系列或其它標(biāo)準(zhǔn)），輸入供給控制精度會對系統(tǒng)不確定性產(chǎn)生巨大影響。

• 集成快速（直接閥）PID 控制的可靠控制
• 基于質(zhì)量的即時測量（非體積和基于P+T的質(zhì)量轉(zhuǎn)換）
• 更高的射流控制和測量系統(tǒng)精度
• 對H2/N2/H2O 、 O2/H2O 和其他氣體進行更靈活的混合和比例進料控制
• 獨立的陽極和陰極流速和壓力控制
• 更好地支持負荷變化、耐久性循環(huán)、極化、吹掃等的切換。

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）用于需要大負載動態(tài)或高耐用性的測試、高功率使用或商業(yè)用途。

Bronkhorst質(zhì)量流量測控儀表適用于OEM應(yīng)用、實驗室和工業(yè)環(huán)境。