燃料電池研發(fā)與測試之質量流量控制
助力充滿活力的未來燃料電池在能源轉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)，質量流量控制器是燃料電池研發(fā)和測試中的關鍵因素。 本文將介紹質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。 |
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燃料電池的發(fā)展新的燃料電池設計受很多參數(shù)影響。為了正確測試，需要盡可能準確地了解氣體參數(shù)的性質和數(shù)量。 燃料電池測試機構、大學和燃料電池測試設備制造商在使用Bronkhorst流量控制和測量技術時這些基本知識很有幫助。 |
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為什么質量流量測量和控制很重要？我們從基礎知識開始講起，例如，在各種類型的燃料電池中，PEM型燃料電池（聚合物電解質膜）基于執(zhí)行電化學過程。因此，只能在接收以下液體時提供電流：
建議采用優(yōu)化“化學計量比”，這是燃料電池效率的關鍵因素。 |
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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)化性能點還受外部因素的影響，例如所需的電氣負載以及環(huán)境和流體溫度。
另一個影響因素是燃料電池本身設計及其附加參數(shù)，例如膜厚度、電解質類型、活性電極表面積和氣體擴散層的有效性。 |
燃料電池測試之質量流量控制下圖示例測試裝置中Bronkhorst質量流量控制儀表應用。流量計和壓力儀表負責主要液體、氣體和壓力測量和控制相關任務。從中可見流體依賴性和相互作用。 |
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使用質量流量控制的理由測試結果和精度一樣好所有流體控制和測量的相關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)的許多測試目標都會受到影響，例如在確定性能指標和特征時（根據(jù)IEC 62882系列或其它標準），輸入供給控制精度會對系統(tǒng)不確定性產(chǎn)生巨大影響。 |
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控制燃料電池相關流量、壓力和密度條件的優(yōu)良選擇是基于熱式旁路質量流量測量技術的儀表。該原理質量流量控制器可實現(xiàn)高靈活性、高精度和高重復性的流體控制，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幾百千瓦的設置。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質量流量測控儀表適用于OEM應用、實驗室和工業(yè)環(huán)境。 |
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