利用關(guān)鍵因素，實(shí)現(xiàn)理想的燃料電池系統(tǒng)性能

燃料電池技術(shù)的不斷進(jìn)步促使驗(yàn)證工程師尋求優(yōu)化系統(tǒng)性能的方法。選擇合適的質(zhì)子交換膜(PEM)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)理想的系統(tǒng)性能和使用壽命而言至關(guān)重要。在本期“咨詢專家”中，W. L. Gore & Associates（戈?duì)柟荆┊a(chǎn)品專家Chow Mun Hoe將為大家解讀影響燃料電池性能的關(guān)鍵因素。

為解決驗(yàn)證PEM特性時(shí)的挑戰(zhàn)，Mun Hoe強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)性能、使用壽命，以及諸如膜電極組件(MEA)、電堆設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)配置等變量之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。建議通過(guò)短電堆或全電堆測(cè)試，在電堆層面評(píng)估質(zhì)子交換膜對(duì)膜電極性能的影響，同時(shí)對(duì)不同的電堆設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。系統(tǒng)層面的測(cè)試則需考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工作條件、驅(qū)動(dòng)模式等因素，由此評(píng)估電堆的性能和使用壽命。

隨著重心向開(kāi)發(fā)商用燃料電池汽車轉(zhuǎn)移，Mun Hoe強(qiáng)調(diào)了樹(shù)脂的類型、質(zhì)子交換膜增強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)以及質(zhì)子交換膜的厚度都會(huì)影響到電導(dǎo)率和續(xù)航里程。制造商需要應(yīng)對(duì)工作過(guò)程中濕度變化和惡劣環(huán)境帶來(lái)的機(jī)械性能和化學(xué)耐久性衰減風(fēng)險(xiǎn)。在量產(chǎn)制造過(guò)程中，只有采用系統(tǒng)性的方法和嚴(yán)格的質(zhì)量控制流程，才能確保一致且高質(zhì)量的生產(chǎn)。戈?duì)枔碛谐墒旆€(wěn)定的制造工藝，還制定了產(chǎn)品規(guī)范，并通過(guò)合理的采樣計(jì)劃和嚴(yán)格的檢查對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，可確保批次間的產(chǎn)品高度一致以及可靠的產(chǎn)品質(zhì)量。

在面對(duì)性能不佳或衰減的燃料電池電堆時(shí)，計(jì)時(shí)安培分析法(CA)、循環(huán)伏安法(CV)、電化學(xué)阻抗譜(EIS)以及SEM-EDX分析之類的診斷工具是非常寶貴的資源。這些診斷工具有助于電堆制造商識(shí)別性能衰減的潛在原因，深入理解電堆的性能及使用壽命，并助其實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)。通過(guò)理解和利用關(guān)鍵因素，同時(shí)實(shí)施合適的策略，我們便可以在不同的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)理想的燃料電池系統(tǒng)性能。