多年來,低溫無損儲存和低溫啟動技術(shù)均被業(yè)內(nèi)視為評價燃料電池系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標。在這條布滿荊棘的探索之路上,東方電氣人始終致力于為用戶提供持續(xù)穩(wěn)定的服務(wù)和一如既往的良好體驗,不斷優(yōu)化提升低溫環(huán)境下燃料電池系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性,更好地實現(xiàn)無損儲存、更好地縮短啟動時間、更好地保障運行性能,為推動我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型貢獻著“東方氫”力量。
停機過程中,有效調(diào)控燃料電池系統(tǒng),保障膜電極(MEA)水含量至合理區(qū)間,是實現(xiàn)無損存儲以及再次順利啟動運行的核心。
水含量過多,低溫下水就形成冰晶而損傷膜電極的微觀結(jié)構(gòu);水含量過少,又不利于系統(tǒng)的啟動過程。對于系統(tǒng)的低溫啟動,先秦時期《曹劌論戰(zhàn)》里有一項戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù),可以生動比喻啟動過程要領(lǐng):“夫戰(zhàn),勇氣也。一鼓作氣,再而衰,三而竭。彼竭我盈,故克之。”
在零下環(huán)境里,燃料電池系統(tǒng)如果第一次啟動能夠成功(產(chǎn)熱速度快于結(jié)冰速度),那么系統(tǒng)就能順利進入運行狀態(tài)。但如果因為儲存策略或啟動策略不合理,就會導致第一次啟動失敗。而此時因為堆溫仍然低于零度,因此啟動期間燃料電池生成的水就會結(jié)冰,冰晶會破壞催化層的微觀結(jié)構(gòu),或損傷質(zhì)子膜,或堵塞膜電極的活性區(qū)域。一方面造成膜電極性能不可逆受損,另一方面會導致二次啟動的失敗。因此,需要采取合理的“戰(zhàn)術(shù)策略”,一鼓作氣,方能順利、快速地完成低溫啟動。
近年來,東方氫能特別成立了一支技術(shù)攻堅團隊,針對燃料電池系統(tǒng)低溫儲存和啟動技術(shù)厚積薄發(fā)、潛心科研。團隊成員多由碩士、博士及高級工程師等專業(yè)技術(shù)人才構(gòu)成,理論功底扎實、工程經(jīng)驗豐富,專業(yè)涵蓋燃料電池、電氣、化工、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方向。
一路走來,攻堅團隊從起初實現(xiàn)短堆的低溫啟動、啟動速度的提升,到完成百千瓦等級的燃料電池系統(tǒng)的低溫無損儲存、-35℃低溫快速啟動等方面的技術(shù)開發(fā),經(jīng)歷了“正向構(gòu)建理論模型--試驗驗證--模型修正--再驗證--控制策略定版--實車驗證”的閉環(huán)開發(fā)環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上,還建立起零部件和系統(tǒng)低溫儲存與啟動的經(jīng)驗庫,為不同規(guī)格燃料電池系統(tǒng)在無損儲存、低溫啟動等方面的控制策略制定提供豐富的數(shù)據(jù)源。
如今,東方氫能已形成全套完整的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低溫無損儲存和快速啟動技術(shù)及控制策略,申請兩項發(fā)明專利,兩項實用新型專利已獲授權(quán),相關(guān)技術(shù)水平位居國內(nèi)前列,并已在北方寒冷地區(qū)運行的燃料電池系統(tǒng)上進行了實際應(yīng)用。同時,這一技術(shù)還為東方氫能燃料電池系統(tǒng)實現(xiàn)10000小時運行性能衰減<5%的高耐久性奠定了良好基礎(chǔ)。
經(jīng)霜傲雪,百戰(zhàn)不殆。燃料電池系統(tǒng)低溫儲存和啟動技術(shù)的成功開發(fā),見證了東方氫能技術(shù)團隊敢于戰(zhàn)勝艱難險阻、勇于攀登科技高峰的心路歷程,是一次踐行“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念的生動實踐,充分體現(xiàn)了東方電氣人百折不撓、以創(chuàng)新驅(qū)動堅定發(fā)展綠色新能源的決心與信念。
原標題:技術(shù)流:盤活“冷域”,打開氫燃料電池新世界