燃料电池加湿

电子流过外部电路为电动机供电。燃料中的化学能转化为电能。

燃料电池基本上由电堆组成，电极之间有一层电解质膜。电解液允许离子传导和发电。在聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）中电解质需处于水合状态，以保持高离子（质子）电导率，因此，性能优化。燃料电池的加湿是必不可少的。这是汽车应用的典型工艺。

针对汽车工业中的试验台，一家德国研究机构通过Bronkhorst分销商Wagner Mess- und Regeltechnik寻求使反应物氢气和氧气具有一定相对湿度的解决方案。

工艺方案

Bronkhorst方案基本上由温度受控的液体源汽化器（CEM系统）组成，用于产生受控的水蒸汽流，并将其供应给燃料电池。氢和氧（或空气）作为水蒸汽流动的载气。在CEM系统中，EL-FLOW Select 或 EL-FLOW Prestige热式质量流量控制器控制氢气、氧气或空气的气体流量，mini CORI-FLOW 或 LIQUI-FLOW液体流量控制器提供水流量。流量通过这些仪表进入产生蒸汽/气体混合物的CEM装置。

燃料电池试验台的研究旨在优化燃料电池的单个组件（电解质膜、电堆的数量）和工艺条件。氢、氧、空气和水的流量及其比率是输入参数，燃料电池的性能以电池电压和电流的形式作为输出参数进行测量。
需要解答的问题有：如果过量添加氢气或空气，会发生什么情况？湿度有什么影响？不同类型的膜的作用是什么？

EL-FLOW Select 或 EL-FLOW Prestige仪表的测控特性可满足这一特定用途需求。高精度和必要的可能的压差是必需的，此类热式气体流量计适合该应用。针对水蒸汽供应，依托CEM中的混合阀，装置可提供非常高水平的控制稳定性。

该应用中针对单电堆研究，燃料电池输入的典型水流量范围为100到1000g/h，匹配相应氧气和氢气载气量，相对湿度在5至95%范围内。此外，从技术上讲，控制水流量可达1g/h。

一些燃料电池会在高压下运行，并且膜上的压差可能很低，甚至电极两侧的压力相当。目前单电堆研究的压力测量范围可达100 bar，对于特种类型膜更高压力下性能更佳。绝压和压差受控于Bronkhorst IN-PRESS仪表。Bronkhorst CEM系统通常用于单电堆所用的准确小流量，水流量高达1000g/h。

在自动化和通信方面，对于质量流量控制器和汽化系统，在测量装置中有多种控制总线可选系统集成：模拟量信号、Profibus、Flowbus 以及Profinet 或 EtherCat等系统。LabVIEW 通常用于研究环境中。通过这种方式，所有工艺参数都能立即得到，使其值可控，并能进行良好的监控和质量管控。

基于其工作原理，CEM汽化系统的工作值可快速更改。较传统的吹泡器，这是很大的优势，特别是在较大的气体流量下。

Bronkhorst在燃料电池领域有20多年的经验。如您有燃料电池加湿蒸发系统相关需求，请联系我们。