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燃料電池增濕器的“寂寥”與“商機(jī)”
燃料電池電堆在反應(yīng)過程中,,質(zhì)子交換膜需維持一定的濕度以保證較高的反應(yīng)效率,,因此要求反應(yīng)介質(zhì)需攜帶一定量的水蒸氣進(jìn)入電堆,,這一步通常通過增濕器來實(shí)現(xiàn),。
作為燃料電池系統(tǒng)的一個(gè)重要部件,增濕器領(lǐng)域的參與者卻是十分少,,原因在于其技術(shù)門檻高而市場(chǎng)需求偏小,。
據(jù)了解,目前國外僅有美國博純,、韓國科隆,、德國科德寶等幾家公司基于客戶需求,開發(fā)出滿足備用電源,、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試臺(tái)和氫燃料電池公交車等不同工況下使用的增濕器產(chǎn)品,。
其中,美國博純?cè)谠鰸衿黝I(lǐng)域已有幾十載的研發(fā)歷史,,產(chǎn)品具有一定先進(jìn)性,,在中國占有較高的*。公司FC™ 系列加濕器是利用燃料電池排出的水,,通過 Nafion 管壁滲透到進(jìn)氣中進(jìn)行加濕,。韓國科隆,、德國科德寶公司增濕器產(chǎn)品在中國市場(chǎng)同樣占有一席之地,產(chǎn)品核心部件分別采用聚砜均質(zhì)中空纖維管和夾層復(fù)合平板膜,。
知情人士透露:“上成熟的增濕器產(chǎn)品壽命表現(xiàn)整體較為不錯(cuò),,當(dāng)然也取決于終端設(shè)備的使用工況,例如運(yùn)行在叉車上(工廠污染小的前提下),,美國博純FC™ 系列加濕器壽命能達(dá)2萬小時(shí),;運(yùn)行在戶外燃料電池汽車上時(shí),如果前端過濾不夠有效,,增濕器的使用壽命會(huì)受當(dāng)?shù)乜諝忸w粒物含量,、有害物質(zhì)影響。”
而相較于國外較為成熟的增濕器產(chǎn)品,,國內(nèi)因?yàn)槠鸩捷^晚,,目前伊騰迪實(shí)現(xiàn)增濕器產(chǎn)品商業(yè)化,同時(shí)也有大洋電機(jī),、上海華熵等少數(shù)幾家企業(yè)涉足增濕器研發(fā),。
據(jù)悉,伊騰迪所采用的中空纖維加濕器內(nèi)是親水材料制備的均質(zhì)無孔中空纖維束,,水(或排氣)從中空纖維束外測(cè)流過,加濕氣體從中空纖維束內(nèi)測(cè)流過,,水由于濃度差的作用從中空纖維外側(cè)擴(kuò)散至內(nèi)側(cè),,并蒸發(fā)進(jìn)入反應(yīng)氣體中,完成對(duì)氣體的加濕,。通過調(diào)節(jié)氣體流量,,中空纖維材料、中空纖維絲表面積,、水溫(或排氣溫度),、水(或排氣)的流量、氣液相間壓差來改變中空纖維加濕量的大小,。
伊藤迪*鄭家銓表示,,公司增濕器在價(jià)格上比進(jìn)口更有優(yōu)勢(shì),原因在于產(chǎn)品的原材料是國內(nèi)的,,成本可以控制,,性價(jià)比高。
使用壽命方面,,鄭家銓透露:“我們?cè)鰸衿鞯脑O(shè)計(jì)壽命大概在2W小時(shí)以內(nèi),,一般情況下,不超過我們額定的工況溫度,、壓力,,產(chǎn)品耐久性就不會(huì)受到很大影響,。而且,我們一般會(huì)給到客戶5年或20萬公里質(zhì)保期,,目前有幾個(gè)客戶已經(jīng)裝車在跑,,還沒出現(xiàn)什么問題。”
值得一提的是,,高工氫電從燃料電池系統(tǒng)集成商處了解到,,系統(tǒng)在集成時(shí),一般會(huì)根據(jù)電堆廠家的要求來選用增濕器,。不同電堆廠家的產(chǎn)品,,對(duì)增濕器的要求也不一樣。
一位技術(shù)人員透露:“目前增濕器是國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)上*的一個(gè)部件,,但公司電堆產(chǎn)品在濕潤的南方地區(qū)運(yùn)行時(shí),,對(duì)配套的增濕器要求沒那么高,因?yàn)楫?dāng)?shù)乜諝鉂穸缺容^大,,而在比較干燥的北方地區(qū),,增濕效果要求則會(huì)相對(duì)變高。”
在這位技術(shù)人員看來,,增濕器體積難以做小,,且制造和維護(hù)成本高,若電堆設(shè)計(jì)得當(dāng),,對(duì)增濕器效果要求沒那么高,,因此未來或許可以學(xué)習(xí)日本豐田,通過溫度控制和陽極水循環(huán)做到自增濕,,取締增濕器這一部件,。
不過,自增濕除了對(duì)電堆性能要求高,,對(duì)控制策略要求更高,。總的來說,,實(shí)現(xiàn)自增濕的技術(shù)難度非常大,,難以實(shí)現(xiàn)。這意味著增濕器產(chǎn)品依然有其應(yīng)用價(jià)值與市場(chǎng)空間,。