电堆是氢燃料电池的动力来源,电堆在运行过程中,产生一部分电能,剩下部分以热量的形式散出。电堆质子交换膜(PEM)需要适度润湿状态才能发挥良好的传质性能。因此,膜电极温度不能过高,否则会导致PEM脱水形变,毁坏电池。目前,业内有水冷电堆和风冷电堆两种方式进行电堆散热。
水冷电堆利用循环水流动散热,冷却效果非常好,但是面临成本高、体积大、结构复杂、漏水风险等缺点。相比之下,风冷电堆具有体积紧凑,结构简单、鲁棒性好、经济性强的优点。
随着氢能应用场景不断拓宽,在无人机、助力车、叉车、机器人、便携电源、通信基站等多个消费领域快速发展,小体积、低重量、低成本的风冷电堆技术路线迎来爆发,高性能、轻量化、可定制的风冷电堆需求日益增长。
催化剂是燃料电池电堆核心部件,起到催化电化学反应速率和效率的作用。目前,质子交换膜燃料电池(PEMFC)催化材料仍以铂催化剂(Pt)为主。由于地球上铂金属资源稀缺,PEMFC催化成本高昂,进一步阻碍氢能大规模商业应用。因此,开发低Pt载量的燃料电池电堆技术对于氢能产业具有重要意义。
海亿新能通过多种技术创新举措,结合市场需求,开发出高能量效率、一致性好、寿命更长的氢燃料电池HYFCAS风冷电堆系列产品,它有何独te之处呢?
海亿新能技术团队通过适当添加Ir、Ru增强抗反极能力,定制设计活性面积,定制设计膜电极碳纸亲/疏水配比,增大电堆与环境温差提升散热效率,优化风扇强制对流设计等创新思路,全面提升电堆性能。Pt载量低至0.15-0.25mg/cm2,风冷应用性能可达0.72W/cm2,实现低Pt载量与高能量效率,技术优势显著。
“木桶理论”告诉我们,一只木桶盛水的多少,并不取决于桶壁上蕞高的那块木块,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。
氢燃料电池电堆由多个单片电池以串联方式层叠组成,每片电池会产生0.6V-1V的电压。如果单片电池电压不稳定,压差较大,就会影响到电堆整体效能,甚至产生反极现象。因此,严格制造组装工艺,保持电压一致性,非常重要。
海亿新能风冷电堆生产制造由多轴机器人、视觉定位点胶机、多温区隧道炉、伺服丝杠压机等高精密自动化设备完成,从上料、转运、入库到生产,全流程高度自动化,品控达到车规级质量要求,生产能力已通过IATF16949及ISO9001质量管理体系认证。电压一致性优良,电堆性能稳定均一,可靠耐久。
此外,还通过多物理场耦合模型,全面优化电堆气体流道槽宽、脊宽、槽深,电池内温度分布更均匀,使风冷电堆在实际运行中发挥更出色的性能。
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