燃料電池具有工作溫度低、啟動響應快、能源效率高、電池壽命長、產物無污染等優點，是交通、工業、建筑等領域實現能源轉型的重要途徑。當前，各國主要經濟體都在加大氫燃料電池技術研究投入，破解氫燃料電池商用化難題。燃料電池測試系統作為氫能實驗室科研需要的儀器，發揮著重要作用。

燃料電池測試包含電池性能測試（穩態模型、極化曲線V-I特性、極限電流、氣體計量比、擴散增益、溫度、壓力、濕度、過載等）、氣密性測試、耐久性測試及環境適應性測試等內容。一套功能強大的燃料電池測試系統可以幫助科研人員高效率完成測試工作，實驗數據更準確，結果易重現，節約大量的寶貴時間。

實驗室選擇燃料電池測試系統應該注意哪些技術問題呢？這3個技術點值得注意。

1、自動背壓與手動背壓

背壓的作用是根據燃料電池電堆進氣需求，與空壓機配合，提供適當流量和壓力的空氣。有自動背壓與手動背壓兩種類型。實驗室一定要首先考慮自動背壓型燃料電池測試系統。

手動背壓依賴實驗人員的動手經驗，操作費時費力，不能非常細膩地調控數值，反應滯后，且存在壓力波動現象，測試數據受人為干預因素較大，不利于結果復現。

自動背壓由計算機程序控制，可以連續實時保持恒流恒壓的狀態，保證了實驗的重復性和精準性，避免物料浪費，加快研發效率。

2、電子負載

多參數極化曲線測試是典型的燃料電池測試項目，通過描述輸出電壓和電流密度曲線，表征燃料電池的電化學反應和電子傳輸情況。在測試時，需要面臨“0V啟動”、“大電流”問題。具備“0V啟動”功能的燃料電池測試系統可以從0電壓開始測試，即便是滿電流帶載運行也無須擔心設備問題。

燃料電池測試系統的“大電流”選擇也很重要，實驗室測試所用的電子負載并不是越高越好。過高電子負載的燃料電池測試系統儀器規格不僅尺寸龐大，造價不菲。也非常占空間，操作復雜繁瑣，維護保養成本高。很多測試實驗根本用不到那么高的電流、功率。一般而言，0-300A即可滿足絕大多數測試需求。

合理的電子負載，不僅價格經濟、不挑空間，而且功能完善、高性能。以武漢電弛新能源研制的DC 980Pro燃料電池測試系統為例，該系統電子負載規格10V/240A/1600W，具備0V啟動功能，100毫秒超高響應速度，反極也能測試，電子負載的精度、分辨率與進口設備同水平。

3、質量流量控制

燃料電池本質上是氫、氧化學反應的發電裝置，質量流量控制至關重要，是衡量一套燃料電池測試系統的重要指標。當參與反應的氧氣量不足時，電堆輸出電壓降低，質子交換膜過熱，降低電堆壽命。反之參與反應的氧氣量過高，電堆輸出功率不會隨之增加但對應的空壓機功耗變大，燃料電池系統凈輸出功率減少。[1]

以武漢電弛新能源DC 980Pro為例，流量計和壓力儀表負責主要液體、氣體和壓力測量和控制相關任務。該系統擁有10000:1（0.01%-大量程）超寬穩定控制，精度可+/- 0.125%滿量程。陽極氣體流量控制可到5 SLPM，陰極氣體流量控制可達10 SLPM，應用國際品牌T型熱電偶，連續實時檢測燃料電池質量流量數據，為后續開發節能型燃料電池產品技術打下堅實基礎。

結語

   工欲善其事，必先利其器。燃料電池測試系統強大的應用功能不僅能幫助科技工作者快速完成分析測試工作，其多功能性特點也有助于材料學、界面科學、電化學、流體力學等多學科交流創新，對我國氫能源技術加速發展，意義非凡。

引用資料

[1] 西南交通大學 張玉瑾, 《大功率PEMFC空氣系統控制策略研究》