为什么燃料电池测试要用鼓泡增湿，这篇文章告诉你

近年来，我国氢能产业技术快速发展，质子交换膜燃料电池商用规模不断扩大，关键材料和制备工艺不断成熟，氢能无污染、0排放、效率高的优势在国家“双碳目标”推进过程中发挥着重要作用。

质子交换膜燃料电池在运行过程中，通过氧化还原反应将氢燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，在电化学反应中，进气的湿度控制是非常重要的环节。

为什么要进行湿度控制？

在燃料电池系统中，膜的质子传导能力与含水量存在密切关系，当膜处于良好润湿状态，膜电极的传质性能比较理想。

可以说，质子交换膜燃料电池性能很大程度上取决于膜电极的润湿状态。

如果没有很好地控制温度和水分，催化剂和质子运输介质的老化会增加损耗，降低效率，会最终导致电池解体。

理想气体含湿量（湿度比）方程：

0.622为水蒸气与干空气摩尔质量比；

Pv为水蒸气分压；

P-Pv为湿空气中干空气分压。

燃料电池空气湿度过低，会造成质子交换膜脱水或干枯。湿度过高，又会造成电池内部积水过多，导致电极中的催化剂被水腌渍，反应活性快速降低，并且会阻塞气液流道。

因此，我们在进行高性能燃料电池膜电极测试时，必须关注测试湿度数据，及时进行调控，保持良好的测试效果。

如何进行湿度控制？

当前，燃料电池增湿方式有“自增湿”和“外增湿”两种形式。

自增湿技术是无需外界获取水分，阴极侧电化学反应生成的水，是自增湿的唯yi水分来源。自增湿技术可以降低电池成本、简化电堆系统的结构，但是面临着商用化挑战。目前，学术界针对燃料电池自增湿技术做了大量研究，在复合膜、催化层、膜电极方面有深入探索。

外增湿是通过在电堆外围增加一套增湿设备，在气体进入电堆之前进行增湿，保证润湿效果。这种增湿方式成本较低，运行比较稳定，但会增加燃料电池系统的体积。现阶段，行业内燃料电池测试系统基本都是采用“外增湿”方式。

鼓泡增湿有什么优势？

鼓泡增湿是一种高效节能的外增湿方案。气体通入液体中并逐渐产生气泡，气泡在液体中上升，使得气相与液相之间能够直接接触，在一定的温度下，加湿器中的水在蒸气压的作用下蒸发，并在反应过程中与气体一起进入氢燃料电池。从而获得较好的传质、传热效果。

鼓泡增湿具有“简洁、可控”特点，通过调节水温和气体流量就可以精确控制加湿后的气体露点，温度传感器、加热器、液位传感器均采用高质量材料，电池的湿度控制精度会更高，维护也非常方便。

DC 980桌面型燃料电池测试系统采用的就是鼓泡增湿方案，加湿温度范围 RT+5~90℃，最大加湿湿度范围100%RH@最大流量（10L），具备干湿自动切换功能，加湿器配备自动补水系统，能够确保水位稳定，避免干烧现象。满足高性能燃料电池技术测试研究。