氢燃料电池演示装置

4月30日，我国华南地区最大氢燃料电池供氢项目——茂名石化氢燃料电池供氢中心顺利建成中交，进入生产准备阶段。项目投用后，可日产6400公斤高纯氢，辐射周边200公里范围内市场。该项目采用中国石化自主知识产权技术，具有占地少、能耗低等优势，包括3000标准立方米/小时氢气纯化装置和500千克/日加氢母站（首期）及配套单元，是粤西地区目前唯一的供氢项目。项目投用后，将有效满足粤西地区用氢需求，助力广东氢能源产业快速发展。

德国ETAS氢燃料电池HIL方案- FCU HIL测试方案（面向2020年最新版）ETAS GmbH 成立于 1994 年，是罗伯特博世联合企业的一部分，是车用电子控制系统以 及相关嵌入式控制系统软件开发工具和测试设备的领先供应商。ETAS 致力于为车用嵌 入式系统的整个生命周期提供支持性的创新产品。ETAS 可向全球的汽车 OEM 以及电控 单元的一级供应商提供产品与服务。本公司在全球拥有约 700 名员工，年营业额达到约 1.4 亿欧元。以下是有关本公司的概要介绍。ETAS 全球化网络是在全球范围内构建起的一个由办事机构和研发中心组成的网络，通 过该网络进行产品的开发、配置并提供技术支持。本公司相信，对于建立长期、成功 的客户关系来说，在地理位置上与客户接近将具有至关重要的意义。ETAS 集团总部位 于德国斯图加特，在美国、日本、韩国、中国、印度、法国、英国、意大利、巴西及 俄罗斯联邦均设有地区分公司或办事机构。每一处办事机构都提供客户账户管理、客 户技术支持、区域内项目管理以及工程技术服务资源等。与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车具有加注时间短，续航里程长等优势，是未来汽车工业可持续化发展的重要方向。目前，氢燃料电池汽车产业正在兴起。氢能是一种清洁能源，氢燃料电池只会产生水和热，并不会产生二氧化碳，对环境无任何污染。 燃料电池电动汽车技术是目前世界环保汽车技术的热点，我国应更加积极开展燃料电池电动汽车技术研究，较快缩小与西方汽车工业发达国家的汽车环保技术的差距，从能源和环保角度来讲，进行燃料电池电動汽车技术开发对能源多样化，发展燃料电池汽车，将促进一系列技术和产业的发展，形成国民经济发展的新增长点。 燃料电池是一种很有前途的清洁能源，在未来很可能代替传统能源成为主要能源。所以，很多国家和跨国集团都极其重视燃料电池技术的开发和研究。美国将燃料电池技术列为国家安全技术 欧盟在2008年制定了2020年氢能与燃料电池发展计划，投资近10亿欧元用于燃料电池与氢能研究、技术开发及验证等方面 加拿大计划将燃料电池发展成国家的之助产业 日本认为燃料电池技术是21世纪能源环境领域的核心 《时代》周刊将燃料电池电动汽车列为21世纪10大高技术之首 我国中长期科学和技术发展规划纲要明确提出，大力发展氢燃料的制取、存储及专用燃料电池技术的开发与研究，提高产业化技术。 近20年来，我国科技人员经过不懈努力，尽管燃料电池及材料的开发和应用得到了极大的进展，但由于研究投入和产业化资金数量很少，燃料技术的总体水平与发达国家相比还有较大差距，燃料电池技术的阻力主要在于基础设施匮乏，技术人才不足，成本高、耐久性差，研究力量分散，产业化体系尚未形成，尤其是缺少企业的参与，很难将研究成果进行示范应用。所以，我国应寻找最佳切入点，根据当前和中长期经济和社会发展需要，集中研究力量，大力推动燃料电池发电技术的发展，加大研发和产业化投入，为我过的国家能源安全和国民经济可持续发展服务。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 LABCAR-MODEL-FC在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。测试用于燃料电池系统的ECU LABCAR-MODEL组合包括集成电路发动机、用于汽车推进的锂离子电池、电动机、燃料电池、车辆动力学、车辆、驾驶员和环境的仿真模型。在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。 ETAS的LABCAR-MODEL-FC模拟燃料系统性能。模拟整个系统-从PEM-FC（高分子电解膜燃料电池）堆栈到反应物和冷却剂的供应-以确保对燃料电池系统ECU的可靠性测试和校准。LABCAR-MODEL-FC可以模拟堆栈、氢气供应、氧气供应和冷却剂供应的详细过程。此技术基于对物理过程的精确模拟，而这些模拟都是基于对电解反应的复杂计算以及基于对堆栈和外围设备之间相互作用的复杂计算得出。鉴于现代燃料电池堆栈的复杂性,要对堆栈进行一维（1D）空间分布模拟。为了满足当前和未来的要求，可以实现对二维（2D）堆栈模拟进行特殊扩展，其燃料电池系统的模拟模型可用于完成基于HiL的校准（LABCAR-MODEL-FCCAL）。基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC能为实时模拟提供所需的电源。 LABCAR-MODEL-FC模拟模型可以让用户在硬件在环测试台上对燃料电池的ECU进行早期的测试和优化。 将高成本的测试和安全相关的应用转移到硬件在环测试台上，从而在开发过程中让顾客直接受益。应用实例包括模拟PEM-FC燃料电池堆栈的冷启动调节或模拟氢气供应的临界处理。 ETAS模拟模型的优势ETAS燃料电池模型包括用于模拟堆栈和外围设备的Simulink元件库和各种电解槽模型。模型的实时性有利于测试燃料电池ECU时与ETASHiL系统的整合，还可以同时进行安全相关的故障模拟和ECU软件的初始预标定。由于这些模型考虑到了所有相关的物理现象，可以用来测试所有项目，包括基础软件、高级控制、操作和诊断性功能。ETAS的模拟模型组合提供HiL模拟，包括独家提供的硬件 、软件和模拟模型。 应用用户可针对具体的汽车要求，进行大量的典型性闭环ECU测试： l 测试用于氢气供应的典型ECU功能：l 惰性气体测定、清洗方法、气体引射器控制l 测试用于氧气供应的典型ECU功能：l 空气压缩机控制、水再循环l 测试用于冷却系统的典型ECU功能：l 冷却方法、泵控制、散热器激活l 测试用于诊断和管理的典型ECU功能：l 渗漏检测、冷启动、压力协调、紧急关闭l 针对优化运行的设计和校准：l 水管理、电厂辅助设备 优势LABCAR-MODEL-FC有助于对所有项目进行测试，包括基础软件精密控制、运行、和燃料电池ECU的诊断功能。LABCAR-MODEL-FCCAL扩展模型提供了2D堆栈模型，可以实时精准地模拟出电池电压、电解膜状态或水再循环过程，从而满足当前和未来的要求。该模型可以同LABCAR-MODEL-VVTB进行整合（用于HiL测试的虚拟车辆测试台模拟模型）ETAS独家提供硬件、软件和模型，以及客制化技术服务和专家咨询。 用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FC）包括对PEM-FC堆栈的一维模拟，以及对反应物和冷却剂供应系统进行详细和模块化记录。还能提供操作燃料电池ECU所需的所有相应接口。 用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FCCAL）为LABCAR-MODEL-FC模型增加了2D空间分辨堆栈模拟，并且能详细洞察电池性能。除了有助于对ECU在闭环控制回路中运行时的基础校准外，其还能让用户对最佳堆栈运行的功能进行测试，以及在早期开发阶段将电池降解降至最低。 因LABCAR-MODEL-FC和LABCAR-MODEL-FCCAL基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC以及开放性，可对其进行定制并满足不同的要求。Simulink的开放性安装启用特点让开发者可以选择对ETAS或其它供应商提供的元件模型进行整合。 除了模拟模型外，ETAS还对所有开发需求提供技术支持服务和咨询。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 实时模型运行平台仿真硬件 ES5300 RTPCETAS LABCAR 使用运行实时操作系统 Linux 的标准 PC 进行仿真模型运算。其灵活的结 构可适应 PC 市场的最新发展趋势，用户可将仿真 PC 更换为市场上出现的具有更高性 能的 PC。因此，LABCAR 使用户能在尽可能宽广的测试范围和深度内进行精确仿真， 从而确保了在专用硬件和软件方面投入的高效性。 标准 IPC 进行模型仿真工作 从上图可以看到，采用了四核 CPU 的实时工控机，在 ETAS 软件环境的管理下，可以实 现分核下载，即将不同模型下载到不同的核内并行运行，确保了在复杂任务管理模式 下系统的实时性。标准 PC 还可提供 PCI 和 PCI-Express 总线接口，将需要辅助板卡(例 如使用 CAN 总线进行 ECU 通讯的板卡)集成到整个系统中。 传感器信号仿真传感器信号仿真主要通过 ETAS 自有的 I/O 板卡实现。本方案中普通的信号级传感器信 号采用 ES5350 模拟信号输入输出板卡、ES5321 PWM 及数字信号输出板卡及工程部件 实现；FUEL CELL 相关的温度信号(电阻信号)采用 ES5385.1 模拟 发动机特有信号的模 拟和采集采用 ES5340.2-ICE 板卡实现。ES5300 实时仿真计算机及 ES5350、ES5340、ES5321 和 ES5385.1 电流传感器仿真本方案中推荐采用配置中 30 路 ES5350DAC 输出模拟信号，通过 DB6200 转换为 4- 20mA 电流信号的方式模拟电流传感器。执行器信号采集同上，采用安装在 ES5300 实时仿真机上的 ES5350 模拟输入板卡和 ES5321 PWM 板卡 检测控制器的执行器控制信号。对于特殊的负载，采用真实器件负载箱实现，如高压 接触器和充电电子锁等。 电流采集模块采用 CSM_5PA 板卡来实现。该电流测 模块用于测 动态负载电流。 静态电流测通道数 10最大容许电压 30 V电流测 范围 5,20,30,50 A (手动设置/) 精度 +/- 1% (主要标称电流 IPN )温度测 量 在 PCB 上测 ，进行温度补偿采样频率 高达 1kHz，通过 USB 更新故障注入功能FUEL CELL 信号级 I/O 电气故障注入，采用 ES5398 和 ES4440 故障注入设备实现。故障模拟模块 ES5398用于实时环境下 ECU 自动测试的故障模拟。它可与硬件在环测试系统结合使用。 ES5398.1 采用 PCI/Express 接口安装于 ES5300 系统中。ES5398.1 模块每块板卡提供 40个故障注入通道。 实验环境 EE 提供了测试执行的用户界面。它提供了实验和图形用户界面，集成的 参数和数据管理，代码下载，实验执行，实时信号产生和测量数据记录方法，以及信 号管理。实验环境是整个测试项目中手动测试的环境，所有的测试都在这里进行。有 LABCAR IP 生成的实时代码需要在这里下载到 RTPC 里面并且开始模拟。通过 Experi- ment Explorer 窗口中进行参数集群和文件管理也是 LABCAR 软件的特色。 EE 软件用户界面和虚拟仪表EE 里面还有不同的图像组件，包括常用的各种虚拟仪表，可以用来做成不同的用 户界面。EE 里面可以观察和修改标定量，控制模型的运行，选择不同的运行模式，实 时记录运行数据，以及接入编写的信号发生器信号。同时用户可以方便地通过拖拽来 加入或编辑这些组件。 实验环境中 EE 的组件操作 故障仿真软件LABCAR-PINCONTROL V2.0 为故障仿真箱 ESES5398 的配套软件，具有方便用户使用的 接口，可实现 ES5398 的手动操作，是 ES5398 的重要组成部分，操作界面友好，其操 作界面请参见下图。软件可实现的功能如下：• 创建并管理故障模式，产生 ECU 信号的一系列故障。如氧传感器故障• 简化故障仿真信号的选取• 设置故障产生的时间• 通过点击鼠标来触发故障• 设置多台 ES5398 同时使用• 提供自动化测试的 API 接口等。• 通过 Excel 表格进行故障配置和定义 LABCAR_PINCONTROL 的配置界面 模型方案 燃料电池堆动力学模型ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个 1-D+1-D 的燃料电池堆站模型，该模型包含 1-D 的 燃料电池单体膜模型和 1-D 的双电极及气体通道仿真模型。1-D 的燃料电池单体膜模型 能够对燃料电池膜的内阻，电极之间氧和氢反映生成水的情况进行仿真；1-D 的双电极 及气体通道仿真模型能够仿真双电极间气体在通道内非线性分布的特性，包括温度， 电流，沿电芯堆叠方向的气体压力变化，以及对冰点温度影响等。ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 模型可以考虑为将燃料电池堆沿着气路方向分为多个小模 块，如下图所示。Z 坐标所示方向为气体流动方向，X/Y 坐标表示垂直于膜和气流方向。每一个小模块代表所有燃料电池功能层，包括两个电极板，气路通道，气体扩散层 以及膜。燃料电池模型的采用上述基本架构，在子系统中包括有完整功能层，每个小模块均可对外提供数据接口，同时也能适用于用户的模型扩展要求。 坐标系描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FCCAL 的无时间限制的、节点版操作许可证， 客户被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FCCAL 的代码生成。LABCAR-MODEL-FCCAL 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。 这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。 LABCAR-MODEL-FCCAL 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在 网络中的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。 功能LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个先进燃料电池堆栈模型。该模型包含了一个一维膜模型，能够仿真薄膜电阻、含水量以及电极之间产生的水交换等特性。 除此之外，它使用了空间分布的 双极板与气体通道双 1-D 维度模型，考虑上述两个维 度上的电堆温度、电流和压力变化的非线性特性。此外还特别考虑了汽车会遇到在冰 点温度下工作的情况。LABCAR-MODEL-FCCAL 仿真模型包含：• 单电池模型，并考虑到电流、温度、反应物化学计量数以及膜湿度对电池电压损耗的 影响计算。• 基于一维膜模型的含水量和水交换量的详细计算。• 一维多组分气体通道模型允许为每个电极指定单独的气体成分。• 不同的流场设计仿真。支持内部电池加湿的顺/逆流量设置。• 基于膜温度模型、电池含水量的非线性动态特性和受温度影响的流体性质的实际冷启 动行为。• 考虑气体通道内液态水的积聚和运动的两相水模型。• 具有两种膜类型的默认堆栈参数设置。 传输范围绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 燃料电池系统动力学模型 LABCAR-MODEL-FC 模型具备完整的燃料电池系统模型结构，该堆站模型的主要目的是 详细计算气路通道的压力分布，电池膜上的水生成量和电堆中水的相变情况。模型根据功能层特性被划分为冷却回路，燃料电池正负极回路模型等。 模型架构描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FC 的无时间限制的、节点版操作许可证，客户 被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FC 的代码生成。LABCAR-MODEL-FC 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。LABCAR-MODEL-FC 可以被集成到虚拟汽车测试平台 LABCAR-MODEL-VVTB 中，以仿真 一辆燃料电池整车。LABCAR-MODEL-FC 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系 统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在网络中 的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。功能LABCAR-MODEL-FC 仿真模型是一个用于燃料电池控制单元（FCCU）闭环控制测试应用 的燃料电池系统模型，它被用于在汽车环境中对 FCCU 进行测试和验证。 它包含的子系统分别代表一个 1-D PEM 的燃料电池堆、供氢回路、供氧回路和冷却回 路。LABCAR-MODEL-FC 所提供的系统架构根据它的组成回路划分。下图是模型组件的 概述。氧供应系统 氧供应系统包含以下组成部分：• 压缩机• 中冷器• 增湿器• 旁路• 节流通风孔• 排气和进气歧管 氧供应系统 氢供应系统 氢供应系统包含以下组成部分：• 带截止阀的氢罐• 减压器• 氢气喷嘴及中阀• 液态水分离器• 氢循环泵• 排气/排空阀• 排气和进气歧管 冷却回路系统 冷却回路包含以下组成部分：• 电磁阀• 加热器• 散热器• 冷却泵• 排气和进气歧管 冷却液供应系统 绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 软件兼容性LABCAR-MODEL-FC 支持以下软件版本：• LABCAR-OPERATOR5.4.7,MATLAB/Simulink 2014b 64Bit 如果需要更多信息，请查看 LABCAR-MODEL-FC 的版本注释中的软件兼容性表。 请注意• 安装媒介不包含该许可证，它作为一个单独的项目提供。• 强烈建议用户每年单独采购软件升级维护服务。• 该许可证只允许代码生成。若需要实时运行模型，需要一个实时运行许可证。该许可 证需要单独采购。• 该许可证只允许本机使用，禁止远程访问。• 若要将模型加载到一个 LABCAR-OPERATOR 项目中，需要 MATLAB 和 Simulink 代码。 两者必须单独购买。附加项目• 一年的软件服务协议 (LCM_FC_SRV-ME52) 。• 一个运行时间许可证 (LCM_FC_RT_LIC-MP) 。• 安装媒介 (LCM_FC_PROD) 。• 用于实时仿真的先进二维堆栈模型 (LCM_FCCAL_LIC-MP) 。 ECU 线束设计和制作 在 HIL 系统中需要针对要连接的 ECU 准备连接线束，将 ECU 连接到 LABCAR 的连接器 BOB 面板。线束的设计和制作都是较为复杂的工作，至少为首次使用 ETAS LABCAR 系 统的客户，我们提供工程服务以保证系统调试可以正确进行。 线束的设计需要考虑各个信号类型与 LABCAR 的匹配，要根据信号的功率大小选择合适 的线径，不同信号的抗干扰等等因素也要被考虑在内。在线束设计完成后还需要进行 复查以尽量减少可能出现的错误。在这个环节 ETAS 需要得到系统所有要连接进入的 ECU 的引脚布置和外部电路图，对于特殊的信号还需要知道信号的详细描述，比如通 过传感器说明书的形式得到。线束的制作需要两端的连接器，客户需要提供所有 ECU 端的配套连接器，以及相应的 说明书。ETAS 将根据线束定义为买方加工制作线束，并在制作完成后进行测试。在线 束制作过程中会加入相应的内容从而使未来线束的修改和少量信号增加可以较容易的 完成，而不必完全制作新的线束。在后面的系统调试阶段，ETAS 将介绍所设计的线束，应用的原则等，这样用户可以将 线束设计的方法消化吸收，再通过对 LABCAR 系统的使用加深理解，从而可以在未来自 行为新版本的 ECU 设计线束。本方案将为客户共提供 1 套 ODU ECU 线束。 在车辆控制单元开发与测试领域，LABCAR 硬件在环系统（HIL）是 ETAS 工具系列的一 个核心部分，贯穿于 V-模型的所有阶段。测试既可以在给定模型在环（Model-in-the- Loop，MIL)上操作，在当前软件在环(Software-in-the-Loop, SIL)，连接实体 ECU 硬件 在环(Hardware-in-the-Loop，HIL)上执行，也可以涉及附加测量标定步骤，对车载 ECU 数据标定产生影响。它具备灵活性能和全面合理的逻辑概念。 控制单元初期开发，硬件在环（HIL）测试系统为其提供了重要的质量保证。为了便于 在实验室对控制单元进行功能测试或诊断, 通过 DVE 模型的模拟仿真，任何虚拟行驶环 境测试可以在广泛范围内反复进行。另外自动化操作扩展了测试范围，而对驾驶者和 车辆毫无损害。LABCAR 的开放式结构支持与测量标定工具的集成，广泛的模型选择与信号质量优良是LABCAR 的两大经典优势。LABCAR 的另一重要特色，即基于 PC 的结构，赋予了其本身一项固有优势：可用计算 能力的升级更加简便、经济。多目标与多核应用实质上无限量地提高了仿真速度与同 步获取大量数据信息时的计算能力，智能信号管理，投资高度安全和系统整个服务周 期内的性价比更加优越。 同时 ETAS 是一个真正能为 V 模式开发提供完整工具链的供应商。产品系列可靠地涵盖 了 ECU 软件开发的每个步骤 （直到售后诊断）， 他们分布到不同的应用领域，

p style="text-align: justify text-indent: 2em "近年来，我国陆续建立了一系列关于氢燃料电池的政策。《国家创新驱动发展战略纲要》、《能源技术革命创新行动计划(2016年~2030年》、《汽车产业中长期发展规划》等国家级规划中，都明确了氢能与燃料电池产业的战略性地位。随着国家政策的进一步明晰，氢燃料电池的发展、应用已提上日程。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据中汽协数据，截止2019年底，我国氢燃料电池汽车累计销量6000台，已达成《节能与新能源汽车技术路线图》中到2020年实现5000辆燃料电池汽车规模的阶段性目标。有业内人士预计2020年可达10000辆，超先前预期。然而，我国氢燃料电池装机量的快速发展也面临着巨大的挑战，特别是氢燃料电池的环境安全保障技术等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "以此，仪器信息网特别采访了上海机动车检测认证技术研究中心有限公司（以下简称：上海汽检）氢燃料技术专家裴博士、大连锐格新能源科技有限公司（以下简称：锐格新能源）市场总监刘艳喜span style="text-indent: 2em "，以及重庆阿泰可科技股份有限公司（以下简称：重庆阿泰可）总工程师周建，围绕氢燃料电池的检测技术、设备要求等进行了交流。/span/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="width: 100% border-bottom: 5px solid rgb(169, 211, 214) box-sizing: border-box "section style="display: inline-block vertical-align: bottom margin-bottom: -5px border-bottom: 5px solid rgb(1, 135, 207) font-size: 19px padding: 5px line-height: 1em box-sizing: border-box "p style="margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "span style="font-size: 18px "strong氢燃料电池检测需求激增，相关仪器迎来风口/strong/span/p/section/section/section/sectionp style="text-align: justify text-indent: 2em "氢燃料电池的发电性能受多项因素影响，伴随不同的操作而有不同的表现。其在不同情况下的性能表现，常需要高精度的仪器去测量才能判断。因此，在发展氢燃料电池技术的过程中，性能检测不可或缺。相同的原因，整合燃料电池系统更是依赖精确的检测结果去匹配发展。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2017年7月，《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》开始实施，该文件规定了新能源汽车生产企业准入审查要求，并且设定了新能源汽车产品专项检验项目及依据标准，唯有通过相关检测才能获得准入凭证。这一文件出台后，氢燃料电池检测成为了硬性规定。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》（2017）的推动下，国内氢燃料电池行业在发展的起步阶段就产生了大量的检测设备采购需求。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "随着氢燃料电池行业的深入发展和氢燃料电池技术的更新迭代，检测市场的需求更是显著提升，无论是第三方检测机构、电堆系统企业、燃料电池测试设备专业生产厂家，都在加快引进、研发新一代的检测仪器。其中，上海汽检瞄准了燃料电池检测市场商机，并购进相关检测设备，设立了氢燃料电池检测中心；锐格新能源则不断迭代现有测试设备，以期占领氢燃料电池测试设备技术的最前沿。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0d97986b-426e-4d14-9130-341252d59f3c.jpg" title="图片3.png" alt="图片3.png" style="text-align: center white-space: normal max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " width="450" vspace="0" height="253" border="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "a href="https://www.smvic.com.cn/pages/index.html" target="_self" style="text-decoration: underline "span style="text-align: center font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "strong上海机动车检测认证技术研究中心有限公司/strongstrong/strongstrong/strong/span/a/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/89c5315f-4149-4bfe-901b-3e39bb0bae3a.jpg" title="锐格新能源.jpg" alt="锐格新能源.jpg" width="450" vspace="0" height="300" border="0"//pp style="text-align: center "a href="http://www.rigorpower.com/" target="_self"span style="font-size: 14px text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px "大连锐格新能源科技有限公司/span/strong/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "“当前，我国氢能产业蓬勃发展，创造出了数万亿的巨大市场容量，虽然氢燃料电池检测在整个氢能产业体量当中是较小的一环，却是不可或缺的最重要的一环。”锐格新能源市场总监刘艳喜说到。/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="width: 100% border-bottom: 5px solid rgb(169, 211, 214) box-sizing: border-box "section style="display: inline-block vertical-align: bottom margin-bottom: -5px border-bottom: 5px solid rgb(1, 135, 207) font-size: 19px padding: 5px line-height: 1em box-sizing: border-box "p style="margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "strongspan style="font-size: 18px "国产设备正崛起，电池检测环节已打破进口仪器依赖局面/span/strong/p/section/section/section/sectionp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-align: justify text-indent: 2em "行业发展初期，由于缺乏专业的国内/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "仪器/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "厂商提供测试/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "设备/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "以满足/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "氢/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "燃料电池系统的研究与开发，用户只能选用/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "Greenlight/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "、/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "Feulcon/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "等少数进口品牌的测试/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "仪器/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "，或自行搭建一个简易的/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "氢/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "燃料电池测试平台，用于检验/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "氢/spanspan style="text-align: justify text-indent: 2em "燃料电池电堆和发动机。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "如今，随着一批国产氢燃料电池检测仪器企业的崛起，国内氢燃料电池产业在检测环节已经开始打破依赖进口仪器的局面。当前，纯科研类、小功率氢燃料电池检测仪器，国外品牌的占有率相对偏高；而大功率、实用型氢燃料电池检测仪器，则偏重国产。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "上海机动车检测认证技术研究中心氢燃料电池技术专家裴博士讲到：“氢燃料电池商业化应用处于起步阶段，其工程化水平尚不成熟，急需相关测试技术作为保障。而测试所需要的国产设备也处于开发验证阶段，需要典型企业担当重任，尤其在核心部件基础性能、环境适应性、可靠性、耐久性等领域。”/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "“在氢燃料电池研发和生产环节的各种运行评测以及各种工况下性能和操作技术的模拟评测中，安全性无疑是一个重要课题。”锐格新能源总监刘艳喜提到，“氢燃料电池和氢燃料电池发动机系统在批量生产前会进行苛刻的模拟试验，尤其是苛刻的模拟环境测试，比如耐温、耐湿、盐雾、IP防护、海拔高度、冷启动等，均需要环境试验箱的参与。”/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "作为氢燃料电池检测设备，环境试验箱需要进行严谨的现场调试、难度大、时间长、多系统联调联动，而国内企业产品性价比高、售后服务及时，能快速解决生产中遇到的问题。上海汽检在选购试验箱以及锐格新能源在产业链产品协同推介时，均选择了与一家国内试验箱生产厂商——重庆阿泰可进行合作。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 244px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/8f78d08a-9ca2-478c-8275-255f2c6b71b4.jpg" title="WechatIMG32.jpeg" alt="WechatIMG32.jpeg" width="450" height="244" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104061/" target="_self"span style="text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px "重庆阿泰可/span/strong/spanspan style="text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px "科技股份有限公司/span/strong/span/aa href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104061/" target="_self"strong style="text-decoration: underline "span style="font-size: 14px "/span/strongspan style="text-decoration-style: initial text-decoration-color: initial "strong/strong/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "仪器信息网了解到，重庆阿泰可成立于2006年，是国内专业从事气候环境试验设备的首家上市公司。2014年，公司专门设立了汽车事业部，以便进一步深入研发氢燃料电池及汽车类的环境试验箱技术。目前，重庆阿泰可已推出涉氢高温度试验箱、温湿度试验箱、高原模拟试验箱等一系列专为氢燃料电池研发所用的环境试验设备。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/37046556-a97d-4052-8b26-a649ee3ba6d1.jpg" title="图片5.png" alt="图片5.png" width="450" vspace="0" height="253" border="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="font-size: 14px "重庆阿泰可汽车事业部/span/strong/span/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="width: 100% border-bottom: 5px solid rgb(169, 211, 214) box-sizing: border-box "section style="display: inline-block vertical-align: bottom margin-bottom: -5px border-bottom: 5px solid rgb(1, 135, 207) font-size: 19px padding: 5px line-height: 1em box-sizing: border-box "p style="margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "strongspan style="font-size: 18px "环试仪器可达国外先进水平，满足氢燃料电池检测高要求/span/strong/p/section/section/section/sectionp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前，环试设备品类包括标准和非标准型的高低温（湿热）试验箱、温度冲击试验箱、低压试验箱、淋雨试验箱、盐雾试验箱、沙尘试验箱等，而用于氢燃料电池的试验箱类型主要有高低温（湿热）试验箱和高原环境模拟低气压试验箱。重庆阿泰可总工程师周建介绍到：“高低温（湿热）试验箱主要测试氢燃料电池及其系统在不同温度、湿度环境下的工况与稳定性，包括极端环境下的安全性等；高原环境模拟低气压试验箱主要针对氢燃料电池及其系统在不同海拔高度环境下的工况和可靠性。”/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/959f798b-aadb-46b8-930f-309c97132b20.jpg" title="图片6.png" alt="图片6.png" width="450" vspace="0" height="283" border="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="font-size: 14px "氢燃料电池防爆高原气候舱/span/strong/spanstrong/strong/pp style="text-align: center "span style="font-size: 14px "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/18d07aac-89fe-430d-9b54-6fcf96d2dfe5.jpg" title="图片7.png" alt="图片7.png" width="450" vspace="0" height="338" border="0"//spanstrongspan style="font-size: 14px "br//span/strong/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="font-size: 14px "氢燃料电池专用试验箱/span/strong/spanstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "环境试验箱的应用场景非常广泛，如航空航天、军事、造船、电工电子、医疗、仪器仪表、石油化工、汽车、新能源等领域，但由于氢的特殊性，用于氢燃料电池的试验箱设备要求无疑要高于其他应用场景。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "一是用于氢燃料电池及系统实验的试验箱安全等级要求高。如果实验室为涉氢环境的防爆实验室，则整个环境试验箱（包括箱体、机组、控制柜等）需要进行整机防爆设计；或者采用分体式，即箱体采用全防爆，布置在涉氢房间內；而机组、控制柜等其他模块采用常规方式，放在非涉氢房间内。如果实验室为非防爆实验室，则只需要环境箱箱内防爆（包括空气调节单元、风机、传感器、加热、照明、排气、泄压要防爆处理，以及需要防静电、防火化设计等），以保证在箱内出现氢气泄漏时的安全。二是在试验过程中试验箱要对箱内氢气浓度进行实时监控，避免试验中氢气泄漏对安全的影响，并与排风系统、测试台架进行安全联动等。三是消防灭火要求，试验箱配备火焰探测器以七氟丙烷等相应的自动及手动灭火装置。四是电堆或电池发动机散热比较大的特性，环境箱如何在大散热量的状态下保证试验的稳定与可靠，也是有别与于传统环境箱的地方。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "此外，根据氢燃料电池的测试要求，试验箱要求具备新风系统、尾排系统，水氢空接口，以及预留氢气控温接口，以确保进入燃料电池发动机的氢气与环境箱温度一致。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "从上海汽检的选择和锐格新能源的推介来看，重庆阿泰可的试验箱设备无疑满足了以上要求，其环试设备不仅具有良好的稳定性、动态性，达到了国外同行业中的先进水平，还创新性地配有降低劳动强度的装置，以适应高频次的测试需求。/psection style="box-sizing: border-box text-align: justify "section style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center position: static box-sizing: border-box " powered-by="xiumi.us"section style="width: 100% border-bottom: 5px solid rgb(169, 211, 214) box-sizing: border-box "section style="display: inline-block vertical-align: bottom margin-bottom: -5px border-bottom: 5px solid rgb(1, 135, 207) font-size: 19px padding: 5px line-height: 1em box-sizing: border-box "p style="margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box "strongspan style="font-size: 18px "“革命尚未成功”，各个环节仍需努力/span/strong/p/section/section/section/sectionp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "然而，目前用于/spanspan style="text-indent: 2em "氢/spanspan style="text-indent: 2em "燃料/spanspan style="text-indent: 2em "电池/spanspan style="text-indent: 2em "的环境试验/spanspan style="text-indent: 2em "设备/spanspan style="text-indent: 2em "仍存在一些技术痛/spanspan style="text-indent: 2em "点/spanspan style="text-indent: 2em "。如/spanspan style="text-indent: 2em "氢/spanspan style="text-indent: 2em "燃料电池发动机在低气压环境下运行的精度保证问题，高原环境模拟试验箱如何保证发动机所需的温湿度、低气压、新风量/spanspan style="text-indent: 2em "//spanspan style="text-indent: 2em "尾排量等多因素的综合控制精度仍是环境试验设备需要解决的难点。此外，上海汽检裴博士还提到了市场上已经提出的相关的技术指标要求，比如：常规的环境温度模拟范围/spanspan style="text-indent: 2em "-40/spanspan style="text-indent: 2em "～/spanspan style="text-indent: 2em "80/spanspan style="text-indent: 2em "℃，精度± /spanspan style="text-indent: 2em "1/spanspan style="text-indent: 2em "℃，并需要提供相对快速的降温速度；环境湿度模拟范围/spanspan style="text-indent: 2em "10/spanspan style="text-indent: 2em "～/spanspan style="text-indent: 2em "95%RH/spanspan style="text-indent: 2em "，精度/spanspan style="text-indent: 2em "≤± /spanspan style="text-indent: 2em "5%RH外，还需要模拟燃料电池专用的海拔span style="text-align: justify text-indent: 32px "≤4500m、动态热源状态下温度控制等氢燃料电池环境模拟、氢气预冷等尚待解决的特殊问题。这就需要应用方和供应商之间的紧密协同，共同开发/span/spanspan style="text-indent: 2em "。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "“希望我国环境试验箱的研发、生产企业能够设计出充分满足市场需求的产品，为氢燃料电池的测试提供更加丰富的模拟场景。”锐格新能源市场总监刘艳喜还表示，“环境试验箱与测试平台是密不可分的整体，希望未来锐格新能源与阿泰可采用战略联盟等互助方式进行合作，共同助力我国氢燃料电池行业健康快速发展。”/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/784248ad-daca-4c76-bb85-9d563f266de2.jpg" title="图片8.png" alt="图片8.png" width="450" vspace="0" height="253" border="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "随着近几年氢燃料电池的快速发展和相关检测标准的不断完善，市场对检测仪器需求激增的同时，对其技术要求也越来越高，尤其用于安全可靠性检测的环试仪器。安全可靠性测试虽是氢燃料电池汽车产业体量中较小的一环，却是必不可少的一环，而这一环的运行离不开环试仪器的支持。愿各产业链共同努力，助力我国氢燃料电池产业健康快速发展。/ppbr//p

p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-align: justify text-indent: 28px font-family: 宋体 "日前，我国知名电池生产企业深圳市雄韬电源科技股份有限公司（简称雄韬股份）在最新一次董事会议上宣布，将非公开发行股票募资/spanspan style="text-align: justify text-indent: 28px "14.15/spanspan style="text-align: justify text-indent: 28px font-family: 宋体 "亿布局氢燃料电池项目，包括动力系统产业化基地建设项目，产业园项目、电堆研发项目等。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 2em "快增红利刺激 大手笔抢占氢燃料电池制高点/strong/pp style="text-align:center"span style="text-align: justify text-indent: 28px font-family: 宋体 "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 450px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/c754d60e-557b-4563-8a89-1b370c8cc3c8.jpg" title="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (4)雄韬股份.jpg" alt="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (4)雄韬股份.jpg" width="600" height="450" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-indent: 28px text-align: justify "span style="font-family:宋体"雄安股份是我国最早从事阀控式密封铅酸蓄电池研发和生产的专业厂家之一，/spanspan2018/spanspan style="font-family:宋体"年依托于锂离子电池业务的出色表现和氢燃料电池投资的较好利润收益，公司营业总收入近/spanspan30/spanspan style="font-family:宋体"亿元，利润总额也超过/spanspan1.1/spanspan style="font-family:宋体"亿元，同比增长/spanspan140%/spanspan style="font-family:宋体"。2019年，公司继续大规模投资氢燃料电池，本次拟投资的氢燃料电池项目计划由雄安股份董事会全票通过。据悉，在非公开募集资金到位之前，雄安股份将先自筹资金投入项目建设，项目详情汇总如下：/span/pp style="text-align:center"spanimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/11b397de-0143-4a5a-8584-39b2d79b9434.jpg" title="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？雄韬股份 (2).jpg" alt="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？雄韬股份 (2).jpg"//span/ppspan/span/pp style="text-indent: 2em "strong产业化热潮蜂起 标准法规不断完善/strong/pp style="text-align:center"spanimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/bfd5b9fc-5472-4450-885b-d8891d45e9e6.jpg" title="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (5)雄韬股份.jpg" alt="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (5)雄韬股份.jpg"//span/pp style="text-indent: 21px text-align: justify "span style="font-family:宋体"氢燃料电池是燃料电池的一种，是利用电解水的逆反应，将化学能转换成电能的电化学发电装置。早在/spanspan20/spanspan style="font-family:宋体"世纪/spanspan60/spanspan style="font-family:宋体"年代，氢燃料电池就在航天、发电、汽车等领域得到了应用，然而安全性、氢储存、高能量密度、高成本等问题使得氢燃料电池在我国的产业化始终面临瓶颈。但随着技术的不断提升，成本的进一步降低，燃料电池将逐渐进入产业化阶段。本次拟布局的项目，正是雄安股份抢占氢燃料电池业高地的大手笔。旨在锁定先发优势，在未来的市场竞争中处于有利的地位。/span/pp style="text-align:center"spanimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 259px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1357c2b0-b95e-4fad-83b7-6873e636f5cc.jpg" title="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (3)雄韬股份.jpg" alt="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (3)雄韬股份.jpg" width="600" height="259" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-indent: 21px text-align: justify "span style="font-family:宋体"随着节能环保和/spanspanLCA/spanspan style="font-family:宋体"等概念的兴起，氢燃料电池因其无污染、无噪声、高效率等特点而成为人们热捧的研究方向。特别是在汽车行业，氢燃料电池汽车已成为业内普遍认为的商用车重要转型升级方向之一。美、英、韩、日等发达国家都出台了大量政策和规划来发展氢燃料电池汽车，我国作为世界上最大的制氢国，近年来也通过strongspan style="color:#00B0F0"《节能与新能源汽车产业发展规划（/span/strong/spanstrongspan style="color:#00B0F0"2012/span/strongstrongspan style="font-family:宋体 color:#00B0F0"—/spanspan style="color:#00B0F0"2020/span/strongstrongspan style="font-family:宋体 color:#00B0F0"年）》、《中国制造/spanspan style="color:#00B0F0"2025/span/strongstrongspan style="font-family:宋体 color:#00B0F0"》、《汽车产业中长期发展规划》/span/strongspan style="font-family:宋体"等政策及相关补贴法规，大力推动氢燃料电池汽车的发展，相关国家标准体系也不断丰富和完善。/span/pp style="text-align:center"spanimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 689px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/d5e94621-9cc8-49b3-90c5-a385cf6a2381.jpg" title="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (6)雄韬股份.jpg" alt="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (6)雄韬股份.jpg" width="600" height="689" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-align:center"spanimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 760px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/edc87cad-d3cf-43a3-940c-2ca6b0f390a7.jpg" title="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (7)雄韬股份.jpg" alt="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (7)雄韬股份.jpg" width="600" height="760" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-family:宋体"氢能源电池汽车检测国家标准/span/strong/pp style="text-indent: 0em "strongspan style="font-family:宋体"/span/strong/pp style="text-indent: 2em "strong仪器检测未来红利 延续锂电市场奇迹？/strong/pp style="text-indent: 21px text-align: justify "span2018/spanspan style="font-family:宋体"年，我国燃料电池产业布局资金已超过/spanspan850/spanspan style="font-family:宋体"亿，截至/spanspan2019/spanspan style="font-family:宋体"年/spanspan5/spanspan style="font-family:宋体"月，我国参与氢能燃料电池汽车生产的整车厂商已超过/spanspan41/spanspan style="font-family:宋体"家，包括力帆、众泰、奥迪等。氢燃料电池的聚焦和产业化布局的快速发展，也将给科学仪器检测市场带来更多的新商机，众所周知，近年来诸如电子显微镜、/spanspanXRD/spanspan style="font-family:宋体"、/spanspanXPS/spanspan style="font-family:宋体"、激光粒度仪、比表面及孔径分析仪、电化学仪器等一系列仪器类型都迎来了巨大的市场红利。而现如今氢燃料电池的前景也被很多科学仪器行业的从事者所看好。/span/pp style="text-align:center"spanimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 450px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/7184a896-e08a-4d04-8091-260a7e116ee2.jpg" title="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (8)雄韬股份.jpg" alt="30亿巨头砸14亿布局氢燃料电池 检测市场新机？ (8)雄韬股份.jpg" width="600" height="450" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-indent: 21px text-align: justify "span style="font-family: 宋体 background: white"在氢燃料电池的研发中，电极研发是关键技术之一，通常由/spanspan style="font-family:宋体"特制的多孔惰性材料制成，且需要具有很强的催化活性。/spanspan style="font-family: 宋体 background: white"它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面，还要对电池的化学反应起催化作用，常用的材料有铂活性炭等。特别在材料物性仪器方面，预计，氢燃料电池电极的研发和检测将对比表面及孔径分析类仪器、粒度粒形分析类仪器有显著的需求。/span/pp style="text-indent: 21px text-align: justify "span style="font-family: 宋体 background: white"另外氢燃料电池也需要进行如下的环境可靠性、失效分析、理化分析、电子兼容、动力电池类等检测试验：/span/ptable border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" style="border: none"tbodytr class="firstRow"td width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "strongspan style=" font-family:宋体 color:#333333"测试类型/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "strongspan style=" font-family:宋体 color:#333333"具体检测项目/span/strongstrong/strong/p/td/trtrtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "strongspan style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"环境可靠性测试/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"高低温试验、温湿度试验、盐雾腐蚀试验、振动试验、跌落试验、压力测试… … /span/p/td/trtrtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "strongspan style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"失效分析类测试/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"高低温试验、温湿度试验、盐雾腐蚀试验、振动试验、跌落试验、压力测试… … /span/p/td/trtrtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "strongspan style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"理化分析类测试/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"重金属检测、成分测试、有毒有害物质… … /span/p/td/trtrtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "strongspan style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"电磁兼容类测试/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"干扰抗干扰… … /span/p/td/trtrtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "strongspan style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"动力电池类测/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="284" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white"浸水测试、防爆测试、针刺、挤压、翻滚… … /span/p/td/trtrtd width="568" colspan="2" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p style="text-align: justify "strongspan style=" font-family:' Helvetica' ,' sans-serif' color:#333333 background:white"etc/span/strong/p/td/tr/tbody/tablep style="text-indent: 21px text-align: justify "span style=" font-family:宋体 color:#333333"氢能源电池的产业化之路是否顺畅，究竟会走向何方？其发展给科学仪器检测市场带来的蛋糕能有多大？相信这些问题不久之后就能得到解答。/span/pp style="text-align: center "span style=" font-family:宋体 color:#333333"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 250px height: 250px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/4234cb64-d712-4e47-bf58-0babb988a6ea.jpg" title="小材子.jpg" alt="小材子.jpg" width="250" height="250" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-align: center "strongspan style=" font-family:宋体 color:#333333"欢迎扫码添加仪器信息网材料类大V号小材子：XCZ3i666/span/strong/p

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。燃料电池的能量利用效率高，环境污染小，是最有发展前途的发电技术之一。燃料电池按照电解质的种类不同，可分为碱性燃料电池（AFC），磷酸燃料电池（PAFC），熔融碳酸盐燃料电池（MCFC），质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。按照燃料的类型可分为氢燃料电池，甲烷燃料电池，甲醇燃料电池，乙醇燃料电池。目前各类燃料电池电动车主要使用的是质子交换膜燃料电池（PEMFC）。质子交换膜燃料电池的结构和化学反应上图是PEMFC的结构和化学反应。PEMFC由膜电极（membrane-electrode assembly，MEA)和带气体流动通道的双极板组成。其核心部件膜电极是采用一片聚合物电解质膜和位于其两侧的两片电极热压而成，中间的固体电解质膜起到了离子传递和分割燃料和氧化剂的双重作用，而两侧的电极是燃料和氧化剂进行电化学反应的场所。PEMFC通常以全氟磺酸型质子交换膜为电解质，Pt/C或PtRu/C为电催化剂，氢或净化重整气为燃料，空气和纯氧为氧化剂，带有气体流动通道的石墨或表面改性金属板为双极板。膜电极（MEA）的截面SEM图片Sample: Courtesy of Prof. Takeo Yamaguchi, Tokyo Institute of Technology膜电极（Membrane Electrode Assembly ，MEA)是燃料电池的主要部分，它每层的结合情况以及颗粒的聚集状态会影响发电性能。MEA截面的结构观测非常重要。上图显示了一个聚合物膜样品在冷却时的横截面离子研磨后的结果，为减少离子束的热损伤使用了-100 ℃的条件进行加工。MEA横截面的整个图像显示各层接触时没有分层。在高倍放大时的阳极图像可以观察到纳米尺寸的铂粒子，碳粒子和其中的空隙。阴极层是纳米胶囊催化剂与铂铁纳米颗粒结合，从它的横截面可以看到，催化剂胶囊被紧密地包装在中空空间中。因此，离子研磨法可以在没有应力的情况下进行加工，能够通过冷却功能加工截面样品来减少热损伤，产生具有减少热损伤的横截面样品，进而可以有效的理解MEA的整体结构和分析催化剂颗粒的纳米结构。燃料电池催化电极材料高倍图像和三维重构结构from Prof. Chihiro Kaito, Ritsumeikan University上图左图是使用日立HT7830得到的燃料电池催化电极材料高倍图像，加速电压使用120kV，高分辨模式（HR mode），放大倍数为×50,000。C基底上的Pt颗粒的分散状态可以很清晰的看到。上图右图是同样的样品从+60°～-60°每2°拍照一次得到一系列图片后做三维重构后的结果，可以清楚的看到三维结构的Pt颗粒的分散情况。CNT和PTFE复合膜的SEM图像Sample：courtesy of Prof. Yoshinori SHOW Department of Electrical and Electronic Engineering,School of Engineering, Tokai University由于导电性和耐腐蚀性好，碳纳米管（CNT）和聚四氟乙烯（PTFE）复合膜有时会作为 MEA 的保护膜使用。CNT 在PTFE 中分散的均匀性非常重要，因为膜的导电性会受此影响。上图中，左图为0.2eV时观察CNT和PTFE的表面形貌，由于电压非常低，所以样品没有被电子束损伤。 右图为0.2eV时观察CNT和PTFE的电位衬度，CNT的亮度比PTFE明显要高，这是因为CNT的导电性更好。利用电位衬度就可以非常清晰的区分成分衬度相差不大的CNT和PTFE。燃料电池气体扩散层的电镜观察气体扩散层(Gas diffusion Layer，GDL)作为连接催化层和流动区域的桥梁，一般具有多孔性，导电性，疏水性，化学稳定性和可靠性。常用的支撑材料有碳纤维和聚四氟乙烯/碳膜组成的微孔层（MPL），目前碳纤维布附着MPL可以达到气体扩散层的要求。上图就是碳纤维布及附着MPL的SEM图片，可以观察到二者之间的紧密接触，各自空隙及厚度。高分辨观察自组装Fe3O4纳米颗粒Sample：courtesy of Electrical Computer Engineering department, National University of Singapore过渡金属基材料比如自组装Fe3O4纳米颗粒现在被作为储氢材料，这对氢能的利用来说是非常关键的。上图是高分辨观察自组装Fe3O4纳米颗粒，所用的着陆电压为1.5 kV，使用了电子束减速功能。纳米颗粒非常有规则的组装在一起，每个颗粒的直径约为12nm。利用电镜观察燃料电池各部分的形貌和结构，有助于高性能燃料电池的研发。公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

2017年8月28日-30日，由中国机械工业联合会、全国氢能标准化技术委员会、全国燃料电池与液流电池标准化技术委员会共同主办的“2017年中国国际氢能与燃料电池技术应用展览暨产业发展大会”，在北京国家会议中心隆重召开。 本次展会吸引了来自全球十几个国家共六十多家参展商，涵盖了制氢、储运氢相关基础设施企业、燃料电池系统及关键部件、材料、测试装置等领域，是氢能与燃料电池全行业的第一次集中展示。 美国Gamry电化学是世界电化学工作站的领先制造者，有着30年历史。从单通道到多通道电化学工作站，在全球都已得到广泛应用。从线路板的设计，元器件的选择，信号的处理，甚至到智能导线，Gamry一致都追求电化学仪器的最佳性能。 本次展览会上，Gamry展出了Reference3000、Interface5000等一系列电化学工作站。 Reference3000电化学工作站：Gamry Reference 3000 电化学工作站结合Booster电流放大器，将仪器最大电流扩展至30A，结合多台Booster，还可以扩展至60、90、120或180A。该系统擅长快速大电流脉冲，以及超低阻抗的准确测量。用户可以方便地进行电池动态应力测试、放电过程中的交流阻抗测试等实验，广泛应用于各种电池、燃料电池、超级电容器、电池组等领域的测试和研究。交流阻抗谱应用于越来越多的电化学研究领域，该仪器具有优越超前的准确性、精度及速度，极低的噪声和干扰，可准确测量1μ?以下的超低阻抗样品。 Interface5000电化学工作站：l 专为电池研究打造l 高达5A的大电流设计l 超低阻抗测量，低至微欧l 同步跟踪阴阳极电压及阻抗 Interface 5000系列电化学工作站具有测试电流大，抗噪声性能好等特点，最大电流达到5A，适合功率略大的能量转换体系测试使用。

新材料不含贵金属 成本不再高企　　近日，中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室博士邓德会、研究员潘秀莲、院士包信和等与洁净能源国家实验室燃料电池研究部合作，首次完成用铁替代燃料电池催化剂中贵金属的实验。相关研究成果日前在线发表于《德国应用化学》。　　据了解，利用氢气发电是未来先进可持续能源体系发展的重要目标。为了实现这一目标，作为重要能量转换装置的质子交换膜燃料电池将会发挥不可替代的作用。然而，该类燃料电池需要大量的贵金属，如铂、钯、钌等作为催化剂，进而影响了其大规模应用。因此，大幅降低燃料电池电极材料中的贵金属含量，并最终采用地球上丰富的“廉”金属元素完全替代贵金属已成为该领域的重大机遇和挑战。　　为此，该研究团队创造性地将铁基金属纳米粒子限域到具有豆荚状结构的碳纳米管的管腔中，采用该研究组新近研制成功的深紫外光发射电子显微镜，并借助上海光源先进的X射线吸收谱，结合理论计算，首次观察到金属铁的活性d电子通过与组成碳管壁的碳原子相互作用而“穿过”碳管管壁，使富集在碳管外表面的电子直接催化分子氧的还原反应。　　该实验和理论研究进一步证实，在这一体系中，包裹纳米金属铁的碳壁阻断了反应气体与铁纳米粒子的直接接触，从原理上避免了反应过程中活性金属铁纳米粒子的深度氧化以及反应气氛中其他有害组分对催化剂的毒害，从而在根本上解决了纳米金属铁作为燃料电池阴极催化剂的稳定性难题。　　业内专家认为，该项研究不仅为燃料电池催化剂的贵金属替代研究提供了行之有效的途径，而且，由此发展出来的概念为在苛刻条件下运行的催化剂的设计和制备开辟了新方向。　　以上研究得到了国家自然科学基金委和科技部等相关项目的资助。

助力双碳，“氢”心打造-燃料电池汽车用氢质量分析方案(Ⅱ)原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国高丽1. 前言 随着全球能源消费结构向低碳转型的加速，氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源和工业还原物料而备受瞩目。氢能是我国战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，是我国实现2060年“碳中和”目标的重要途径。氢燃料电池汽车的研发和应用是我国氢能利用的重点应用产业，氢气质量是确保燃料电池正常运行的关键因素之一。作为燃料电池能量来源的氢气主要来自工业副产氢、电解制氢、化工原料制氢和化石能源制氢，不同生产方式制取的氢气不可避免地会产生相应的杂质组分，会对燃料电池的性能和寿命产生不同程度的影响。经过十几年探索和验证，发现二氧化碳、甲烷、氮、氩、氦等杂质组分会降低氢气的分压，导致燃料电池局部氢气供应不足，可能造成电池反极并发生碳蚀现象。一氧化碳会占据PEM催化剂的活性位而阻碍氢气在催化剂上的吸附，降低氢气电离出质子的速率，严重时会导致催化剂完全失活等。由此可见，氢气的纯度及杂质含量会对PEMFC的性能造成严重的损害并降低其使用寿命、影响效率和安全等，因而，准确而快速的测定燃料氢气的纯度和杂质含量是极其重要的。赛默飞与北京石科院合作，采用1台气相色谱仪，配置TCD、FID和PDD三个检测器、多阀多色谱柱分析系统检测质子交换膜燃料电池汽车用氢气中氦、氩、氮、一氧化碳、二氧化碳和烃类组分，建立燃料电池用氢质量分析方案，所有测试结果均满足新修订国标的要求。2. 仪器及配置 表1 气相色谱仪仪器配置（点击查看大图）3. 结果与讨论 3.1氢中微量一氧化碳和二氧化碳检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将一氧化碳和二氧化碳标气稀释至0.05 µ mol/mol～10 µ mol/mol 范围内的8个浓度级别并进行检测并绘制多点校正曲线（强制过原点），典型样品色谱图见图1，一氧化碳和二氧化碳测试校正曲线相关系数分别是0.9999和0.9992。图1 一氧化碳和二氧化碳分析（PDD流路）典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体稀释仪配制0.05 μmol/mol的样品，平行测定至少10次，样品峰面积的相对标准偏差、方法检出限结果列于表2中。样品叠加色谱图见图2。从测试结果得到2种杂质的检出限均低于20 ppb。图2 一氧化碳和二氧化碳检出限测试谱图（点击查看大图）表2 样品组分低浓度点连续10针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）3.2氢中烃类组分检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将烃类标气分别稀释至6个浓度级别，甲烷浓度范围0.1 µ mol/mol～5.3 µ mol/mol，其他烃组分浓度范围0.1 µ mol/mol～2 µ mol/mol，绘制校正曲线（强制过原点）。烃类组分典型色谱图见图4，绘制校正曲线见图3，绘制校正曲线的线性相关系数均大于0.9992。图3 烃类组分（FID流路）典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体稀释仪配制0.1 μmol/mol的样品，平行测定至少7次，样品保留时间、峰面积和峰高的相对标准偏差，方法检出限结果列于表3中，从测试结果得到烃组分杂质的检出限均低于0.1 ppm。表3 烃组分低浓度点连续7针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）3.3氢中氦、氩、氮组分检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将氦、氩、氮标气稀释至5个浓度级别（10 µ mol/mol～602 µ mol/mol范围内），绘制多点校正曲线（强制过原点），TCD流路典型样品色谱图见图4，测试校正曲线相关系数均大于0.9992。图4 氢中氦氩氮（TCD流路)典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体标准样品平行测定7次， 样品保留时间、峰面积和峰高的相对标准偏差，方法检出限结果列于表4中，七针测试叠加色谱图见图5。从测试结果得到氦、氩、氮组分的检出限均低于10 ppm。图5 氢中氦氩氮低浓度点叠加色谱图（点击查看大图）表4 氦氩氮低浓度点连续7针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）结 论方案操作简单，灵敏度高、能够满足质子交换膜燃料电池汽车用氢气对杂质的分析需求。经验证考察，各杂质组分相关系数均大于0.9992，满足GB/T 37244《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》、团标T/CECA-G 0179—2022《氢气中氦、氩、氮和烃类的测定 气相色谱-热导和火焰离子化检测器法》和团标T/CECA-G 0181—2022《氢气中一氧化碳和二氧化碳的测定 气相色谱-氦离子化检测器法》对校准曲线相关系数、检出限等要求；同时，也完全满足 GB/T 3634.2和ISO 14687中规定的各杂质的检出限要求。如需合作转载本文，请文末留言。

助力双碳，“氢”心打造-燃料电池汽车用氢质量分析方案(Ⅰ)原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国高丽摘要：含硫化合物、甲醛、有机卤化物01背景氢能因为其具有绿色无污染、零排放等优势，是未来国家能源体系的重要组成部分，是我国战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，是我国实现2060年“碳中和”目标的重要途径。氢燃料电池汽车的研发和应用是我国氢能利用的重点应用产业，我国也将其列为战略性新兴产业予以扶持，随着质子交换膜燃料电池汽车（PEMFCV）的发展，人们越来越关注燃料电池用氢质量对燃料电池性能的影响。作为燃料电池能量来源的氢气主要来自工业副产氢、电解制氢、化工原料制氢和化石能源制氢。不同生产方式制取的氢气不可避免地会产生相应的杂质组分，会对燃料电池的性能和寿命产生不同程度的影响。经过十几年探索和验证，我们了解到氢中杂质会对PEMFC的性能造成严重的损害作用并降低其使用寿命，不同种类的杂质如硫化氢、羰基硫、二氧化硫、硫醇、硫醚等都会对PEMFC阴极催化剂产生不可逆的毒化作用等等。综上，氢气的纯度及杂质含量会对PEMFC的性能造成严重的损害并降低其使用寿命、影响效率和安全等，因而，准确而快速的测定燃料氢气的纯度和杂质含量是极其重要的。2023年赛默飞与北京石科院合作，参与氢能新国标的修订工作。采用低温预富集技术与Thermo Scientific&trade ISQ&trade 7610气质联用仪、SCD检测器对燃料氢中硫化物、甲醛和卤化物等杂质进行检测，建立燃料电池用氢质量分析方案，所有测试结果均满足新修订国标的要求。02线性测试2.1 按实验测试条件进样，硫化物典型色谱图见图1；目标物浓度0.1 ppb-10 ppb范围内，7种含硫化合物相关系数均大于0.998，硫化物多浓度点校正曲线见表1；2.2 按实验测试条件进样，卤化物典型色谱图见图2；甲醛浓度1-400 ppb范围内，相关系数为0.9998、有机卤化物浓度在1-100 ppb范围内，8种有机卤化物相关系数均大于0.998，其多浓度点校正曲线见表2。图1 硫化物分析典型色谱图（点击查看大图）表1 硫化物线性相关系数（点击查看大图）1-甲醛；2-一氯甲烷；3-溴甲烷；4-三氯一氟甲烷；5-二氯甲烷；6-顺-1,2-二氯乙烯；7-三氯甲烷；8-四氯乙烯；9-氯苯图2 甲醛、有机卤化物TIC图和定量通道谱图（点击查看大图）表2 甲醛、有机卤化物线性相关系数（点击查看大图）向下滑动查看所有内容03重复性测试 3.1 按实验测试条件，对摩尔分数为0.05 nmol/mol混合硫化物标气连续测定7次，硫化物各组分RSD均小于5%，7针标气叠加谱图见图3，重复性测试结果见表3。1-硫化氢；2-羰基硫硫化物；3-乙硫醇；4-甲硫醚；5-二硫化碳；6-噻吩；7-二甲基二硫醚图3 0.05 ppb硫化物组分7针叠加色谱图（点击查看大图）表3 硫化物各组分重复性测试结果（点击查看大图）3.2 按实验测试条件，对摩尔分数为1 nmol/mol甲醛、有机卤化物标准气体连续测定7次，所有组分的RSD 3.17%。7针标气叠加谱图见图4，重复性测试结果见表4。图4 1 ppb甲醛、有机卤化物组分7针叠加色谱图（点击查看大图）表4 甲醛、有机卤化物各组分重复性测试结果（点击查看大图）04检出限测试含硫化合物的检出限值低至0.01×10-3 μmol/mol，样品色谱图见图5；甲醛检出限值低至0.1×10-3 μmol/mol，样品的TIC图见图6；一氯甲烷等卤化物检出限值低至0.5×10-3 μmol/mol，样品的TIC图见图7。1-硫化氢；2-羰基硫；3-乙硫醇；4-甲硫醚；5-二硫化碳；6-噻吩；7-二甲基二硫醚图5 硫化物检出限测试谱图（点击查看大图）图6 甲醛检出限测试TIC图（点击查看大图）1-一氯甲烷；2-溴甲烷；3-三氯一氟甲烷；4-二氯甲烷；5-顺-1,2-二氯乙烯；6-三氯甲烷；7-四氯乙烯；8-氯苯图7 有机卤化物检出限测试TIC图（点击查看大图）向下滑动查看所有内容总 结方案适用于GB/T 37244质子交换膜燃料电池汽车用氢气中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定；也可用于工业氢、高纯氢和超纯氢中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定。建立的燃料电池用氢质量分析系统实现：1. 方法的检出限和测定范围满足工作要求 2. 方法准确可靠，满足各项方法特性指标的要求 3. 方法具有普遍适用性，易于推广使用。如需合作转载本文，请文末留言。

p style="text-indent: 2em "针对这份《关于加快推动燃料电池商用车发展的建议》，答复文件明确，科技部将结合国家中长期科技发展规划研究和“十四五”国家重点研发计划重点专项凝练等工作，继续加强氢能与燃料电池技术攻关，加快关键核心技术取得实质性突破，提升燃料电池技术成熟度，为燃料电池商用车技术进步和产业发展提供强有力技术支撑。/pp style="text-indent: 2em "不仅如此，目前，财政部正联合科技部等部门，通过“以奖代补”方式，重点在积极性高、经济条件和政策基础好、具备氢能和燃料电池汽车产业基础、有市场需求的地区进行燃料电池汽车示范推广。/pp style="text-indent: 2em "值得关注的是，科技部高度重视燃料电池汽车技术研发。“十五”期间，科技部启动实施电动汽车重大科技专项，确立“三纵三横”（三纵：纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车，三横：电池、电机、电控）研发布局，燃料电池汽车技术作为“三纵”之一得到重点研发部署，并在“十一五”到“十三五”期间持续进行科技攻关。/pp style="text-indent: 2em "“十三五”期间，科技部牵头组织实施国家重点研发计划“新能源汽车”和“可再生能源与氢能技术”两个重点专项，氢能和燃料电池技术持续得到重点部署。具体来说，“新能源汽车”重点专项在车用燃料电池技术方面启动项目13项，重点在燃料电池乘用车及商用车应用领域，对面向产业化的和未来前瞻性的关键核心技术进行了针对性研发部署，其中，重大共性关键技术项目主要由整车企业牵头，将极大带动燃料电池系统技术和产业快速发展。“可再生能源与氢能技术”重点专项已启动项目17项，重点在高效电解水制氢、先进制氢技术，高压储运氢、固态储运氢、加氢站及安全评价技术，燃料电池发电、长寿命电堆及关键组件、分布式热电联供系统技术，膜电极、空压机、循环泵、氢气纯化、催化剂技术加强研发部署。/pp style="text-indent: 2em "答复文件指出，经过四个五年国家科技计划的组织实施，我国燃料电池从电堆、系统到关键部件技术研发均取得一系列关键突破，形成了涵盖制氢、储氢、氢安全及燃料电池及整车应用等技术的产学研用研发体系，培育了一批从事燃料电池及关键零部件研发生产的企业，以分布式能源领域、移动通信基站以及城市客运、物流等商用车型为先导开展了规模化示范运行，并以资本为纽带，带动广东、江苏、湖北等多地初步形成了产业集群，开展一定规模的示范应用。/pp style="text-indent: 2em "在加强技术研发的同时，科技部积极推动燃料电池汽车示范运行考核工作。2008年北京奥运会投入燃料电池轿车作为马拉松先导车和燃料电池客车作为运动员收容车开始，燃料电池汽车示范运行拉开序幕。到2020年，在北京、上海、郑州、佛山、盐城等地开展累计百辆级的燃料电池客车、轿车、物流车商业化示范运行工作。　/ppbr//p

为了普及作为新一代环保汽车的燃料电池车，日本经济产业省正在探讨重审氢气储存罐材质标准等，以便增设可补给燃料的“氢气站”。　　燃料电池车在行驶中不会排放尾气，有望成为继混动车、电动车后又一大环保车型，但燃料补给网的配备滞后成为课题。日本政府在经济增长战略中提出了放宽相关管制的计划，力争在2015年投放市场。　　日本政府计划在2014年年底前在全国协助建设约100处氢气站，但目前还不到20处。由于氢气站建设费用较高，每处约为6亿日元(约合人民币3750万元)，政府将探讨放宽储存罐钢材的材质管制，让在海外用于制造储存罐的廉价钢材也能在日本使用。日本政府还将于本年度内完善标准，以允许在市区设置储存量更大的“液化氢气站”。

p style="text-indent: 2em "记者从清华大学核能与新能源技术研究院新型能源及材料化学研究室获悉，燃料电池关键材料催化剂产业化生产难题，已被清华大学氢燃料电池实验室与武汉一家科技公司的联合研发团队攻克。目前，该催化剂获得17项专利，产能达到每天1200克，且价格仅为进口产品一半。/pp style="text-indent: 2em "催化剂作为燃料电池核心材料，其综合性能与国产化直接关系到我国燃料电池技术的核心竞争力及其产业化前景。但相关知识产权一直掌握在西方少数发达国家手中，催化剂核心材料长期依赖进口的高成本现状，制约了我国氢能产业的自主发展。/pp style="text-indent: 2em "2015年，清华大学与武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司开展校企深度合作，联合利用清华大学催化剂制备工艺开展Pt/C催化剂的量产技术攻关。目前，催化剂产能达到1200克/天的规模，可满足40台36kW燃料电池电堆使用，并具备大规模工业化生产条件。该系列成果彻底打破少数国家对该技术的长期垄断，且价格仅为同类进口产品一半。/pp style="text-indent: 2em "催化剂系列化产品已应用在中科院、高校和多家燃料电池公司的燃料电池电堆中。今年底，采用该催化剂生产的氢燃料电池可达1000台。/pp style="text-indent: 2em "攻关团队带头人、清华大学氢燃料电池实验室主任王诚表示，下一步团队将继续提升催化剂的各项指标，提高对硫化物、氮化物等杂质的耐受性，为我国燃料电池国产化不断注入强大动力。/p

加拿大ASD公司推出的痕量硫化物应用方案得到了强烈的市场反响。近期，我们升级了痕量硫化物专用气相色谱分析系统KA8000plus-S，该系统重点用于超痕量水平检测氢燃料电池用氢中的所有硫基化合物，具有无需预浓缩，直接探峰1~5ppb,检测限小于0.5ppb(以重复性计)，高稳定性、高灵敏度等优势，为痕量硫化物分析带来全新的解决方案。硫化物专用气相色谱KA8000plus-S该系统采用100％ASD自主技术及相关设备，其中增强型等离子体放电检测器Epd，可用于所有检测，包括已知难以分析的硫化合物和甲醛。与传统的SCD和FPD/PFPD相比，Epd技术是固态的，仅需要惰性的载气即可运行。对于包括H2S在内的硫成分，它也不需要预浓缩，直接测量样品浓度1~5ppb, 检测限0.5 ppb，是一种非常可靠的解决方案。同时结合PLSV嵌入式密封阀技术（对整个系统性能有着重要作用），和我们先进创新的信号处理以及先进的GC平台，大大提高了整体技术，成为现市场中强大而简单的解决方案。未来几个月，将有更多类似的系统投入全球使用。案例：西南化工研究院实验室KA8000plus-S系统---氢燃料电池用氢质量分析方案特点 直接探峰1~5ppb，检测限 0.5ppb 无需样品预浓缩 操作仪器不需要燃料气，只需氦气即可 高稳定性、高灵敏度方案基本配置◆ KA8000plus-S硫化物专用气相色谱仪 包括：SePdd 增强型等离子体放电检测器 PLSV 惰性6通阀+2ml惰性定量环◆ ASDPure载气体纯化器（出口杂质1ppb）：纯化5N氦气方案应用详情请联系：fzhu@asdevices.cn

p style="text-align: center "strong我国已发布40项燃料电池国家标准/strong/pp style="text-align: center "strong有力推动了燃料电池汽车等产业发展/strong/pp　　截至目前，我国已经发布燃料电池国家标准40项，其中采标(采用国际标准)国家标准13项，我国自主制定国家标准27项(占总标准数量约67.5%)。这是9月23日，中国工程院院士、中科院大连化学物理研究所研究员、全国燃料电池及液流电池标委会主任委员衣宝廉在北京举行的2015年燃料电池技术与标准化国际研讨会上透露的。/pp　　据悉，燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，将燃料和空气分别送进燃料电池，就能生产出电能。从外表上看，燃料电池有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上不能“储电”，而是一个“发电厂”。作为一种无污染、高效的发电方式，燃料电池应用领域广泛，既可用于军事、空间、发电厂领域，也可应用于电动车、移动设备及居民家庭领域，被认为是终极的发电方式。/pp　　2015年被业内人士认为是燃料电池的产业化元年，燃料电池汽车投放市场、燃料电池固定式发电进入商业化运营模式以及不断开拓燃料电池在便携式、微型领域的商业化发展道路，而标准规范成为其产业化发展路上至关重要的一环。目前，无论是日本、韩国等亚洲国家，还是美国、德国等欧美国家，都十分重视燃料电池，加大马力进军这一产业，尤其是积极抢占标准这一产业制高点。IEC(国际电工委员会)专门成立了IEC/TC105(国际电工委员会燃料电池标准化技术委员会)，负责燃料电池的国际标准制定，现任主席来自日本，秘书处设在德国。/pp　　我国早在2008年就成立了全国燃料电池标准化技术委员会，后在2012年更名为全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC342)，主要负责燃料电池和液流电池技术领域的标准化工作。“我国一直积极参与该领域的国际标准化工作，已有十几位专家加入IEC/TC105各个工作组参与相关工作。2012年提出的低温冷启动测试方法国际标准提案已被合并入《聚合物燃料电池单电池测试方法》国际标准中。去年，我国专家齐志刚博士成为了WG1(术语标准工作组)的召集人，实现了在此领域的新突破。”全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC 342)秘书长卢琛钰介绍说。/pp　　同时，我国的燃料电池标准体系建设也在不断完善。目前已经发布的40项国家标准中，形成了基础标准、FC模块、固定式FC发电系统、便携式FC发电系统、微型FC发电系统、驱动辅助动力用FC发电系统等组成的燃料电池标准体系框架。尤其值得一提的是，在燃料电池的产业应用中，燃料电池汽车正成为新能源汽车的宠儿之一。我国很早就对燃料电池汽车进行了探索，并在2008年北京奥运会、2010年上海世博会上推出了示范产品。截至目前，我国先后有200余辆燃料电池电动车示范运行，累计运行里程十余万公里，产品性能与国际水平接近，但成本、耐久性等方面亟待改善。/pp　　在我国已经发布的国家标准中，燃料电池汽车成为重要的组成部分，包括《燃料电池电动汽车燃料电池堆安全要求》《汽车用燃料电池发电系统 技术条件》《乘用车用燃料电池发电系统测试方法》等10余项标准都与其相关。“我国在车用燃料电池和燃料电池车方面已取得较好进展，今后将在耐久性与低成本燃料电池技术方面继续开展研究工作，促进燃料电池车示范与应用。燃料电池标准化工作已有良好开端，今后应加强国际合作，促进燃料电池技术与标准化工作向深入发展。”衣宝廉说。/p

燃料电池具有工作温度低、启动响应快、能源效率高、电池寿命长、产物无污染等优点，是交通、工业、建筑等领域实现能源转型的重要途径。当前，全球主要经济体都在加大氢燃料电池技术研究投入，破解氢燃料电池商用化难题。燃料电池测试系统作为氢能实验室科研必备仪器，发挥着重要作用。燃料电池测试包含电池性能测试（稳态模型、极化曲线V-I特性、极限电流、气体计量比、扩散增益、温度、压力、湿度、过载等）、气密性测试、耐久性测试及环境适应性测试等内容。一套功能强大的燃料电池测试系统可以帮助科研人员高效率完成测试工作，实验数据更准确，结果易重现，节约大量的宝贵时间。实验室选择燃料电池测试系统应该注意哪些技术问题呢？这3个技术点值得注意。1、 自动背压与手动背压背压的作用是根据燃料电池电堆进气需求，与空压机配合，提供适当流量和压力的空气。有自动背压与手动背压两种类型。实验室一定要首先考虑自动背压型燃料电池测试系统。手动背压依赖实验人员的动手经验，操作费时费力，不能非常细腻地调控数值，反应滞后，且存在压力波动现象，测试数据受人为干预因素较大，不利于结果复现。自动背压完全由计算机程序控制，可以连续实时保持恒流恒压的状态，保证了实验的重复性和精准性，避免物料浪费，加快研发效率。2、 电子负载多参数极化曲线测试是典型的燃料电池测试项目，通过描述输出电压和电流密度曲线，表征燃料电池的电化学反应和电子传输情况。在测试时，需要面临“0V启动”、“大电流”问题。具备“0V启动”功能的燃料电池测试系统可以从0电压开始测试，即便是满电流带载运行也无须担心设备问题。燃料电池测试系统的“大电流”选择也很重要，实验室测试所用的电子负载并不是越高越好。过高电子负载的燃料电池测试系统仪器规格不仅尺寸庞大，造价不菲。也非常占空间，操作复杂繁琐，维护保养成本高。很多测试实验根本用不到那么高的电流、功率。一般而言，0-300A即可满足绝大多数测试需求。合理的电子负载，不仅价格经济、不挑空间，而且功能完善、性能卓著。以武汉电弛新能源研制的DC 980Pro燃料电池测试系统为例，该系统电子负载规格10V/240A/1600W，具备0V启动功能，100毫秒超高响应速度，反极也能测试，电子负载的精度、分辨率与进口设备同水平。3、 质量流量控制燃料电池本质上是氢、氧化学反应的发电装置，质量流量控制至关重要，是衡量一套燃料电池测试系统的重要指标。当参与反应的氧气量不足时，电堆输出电压降低，质子交换膜过热，降低电堆寿命。反之参与反应的氧气量过高，电堆输出功率不会随之增加但对应的空压机功耗变大，燃料电池系统净输出功率减少。[1]以武汉电弛新能源DC 980Pro为例，流量计和压力仪表负责主要液体、气体和压力测量和控制相关任务。该系统拥有10000:1（0.01%-100%量程）超宽稳定控制，精度可+/- 0.125%满量程。阳极气体流量控制最大可到5 SLPM，阴极气体流量控制最大可达10 SLPM，应用国际一线品牌T型热电偶，连续实时检测燃料电池质量流量数据，为后续开发节能型燃料电池产品技术打下坚实基础。结语工欲善其事，必先利其器。燃料电池测试系统强大的应用功能不仅能帮助科技工作者快速完成分析测试工作，其多功能性特点也有助于材料学、界面科学、电化学、流体力学等多学科交流创新，对我国氢能源技术加速发展，意义非凡。引用资料[1] 西南交通大学 张玉瑾, 《大功率PEMFC空气系统控制策略研究》

英国利物浦大学(University of Liverpool)和西班牙阿利坎特大学(University of Alicante)的研究人员发现，领先燃料电池催化剂铂上存在低电位表面物质，这对发展氢燃料电池技术具有重要意义。利物浦大学斯蒂芬森可再生能源研究所(SIRE)的研究人员，利用高灵敏度光谱技术，探讨低配位Pt原子上OH物质(氢氧根负离子)的吸附性。这种光谱技术名为SHINERS，即壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术。研究人员借助SHINERS方法证明，OH会在比以前认为的更多的负电位下被吸附。在交通运输领域，氢燃料电池正在引领下一场革命。在这些装置中，氢气中的储能与空气中的氧发生反应，从而产生电力，为电动汽车提供动力。氢燃料电池使用铂来催化其内部反应，包括氧还原反应和氢氧化反应。虽然市面上已有燃料电池驱动的汽车、客车和卡车，但所使用的铂成本较高，仍是这项技术的主要阻碍之一。在燃料电池中，要减少铂的使用量，甚至用成本更低和更有效的催化剂代替铂，需要从分子层面深入了解铂表面发生的反应。 到目前为止，人们一直认为，在发生反应的电位下，铂的表面比较“干净的”，没有其他物质。然而，这项研究表明，氢氧根负离子在极低的电位下被吸附在铂表面。对于理解氧还原反应的发生方式，以及寻找更有效的催化剂，这将产生重要影响。研究人员利用电化学技术和拉曼光谱，从而获得这些结果。电化学技术可以区分表面发生的不同过程。基于最近的发展，拉曼光谱首次可以检测吸附的氢氧根负离子。SIRE博士研究生Julia Fernández Vidal领导先进的拉曼测量。Julia表示：“通过系统的电化学和光谱研究，可以观察到OH吸附光谱信号。SHINERS是一种非常强大的技术，能够检测电极表面的分子单层。通过实验观察到这一点，非常令人兴奋。”

2021年5月7日，加拿大 ASDevices增强型等离子在线气相色谱GC-EPD（型号：KA8000Ex）成功中标中国石化燕山分公司“氢燃料电池汽车用炼化工业副产氢气规模化提纯关键技术研究项目”。这是和中石化石科院在实验室解决方案合作后，ASD再次为中石化服务，提供中石化系统首套氢燃料电池用氢在线测量解决方案，将运用于北京“2022冬奥会”氢燃料电池车辆的氢气品质检测！该系统首先在燕山石化公司安装，不久之后将在其它地点陆续安装上线。项目背景随着燃料电池技术的进步，环保氢燃料电池汽车的发展即将成为现实的全球趋势。到2025年，北京的目标是在道路上拥有10,000辆氢燃料电池汽车，同时其他国家也正在发展进行。ASD 在该领域的检测技术研发已经进行了3年以上，为氢燃料电池用氢的品质检测市场的到来做好了充分准备。技术研发ASD致力于研究用于过程和实验室气体的气体分析技术和设备已有30多年的历史，拥有超过160多项的专利，其创新力、研发力、技术力及产品品质获得全球用户的认可。在过去3年中，我们开发了多种技术及配套解决方案，可轻松解决其它公司无法攻克的痕量气体分析，尤其是硫化物分析。此次中标的在线工业气相色谱KA8000Ex可同时检测永久性气体和硫化物。在线工业气相色谱KA8000Ex氢中的杂质分析谱图主要技术特点：● 无需预浓缩，在线直接测量硫化物，检测限0.5 ppb● 性价比高,一台表同时测量硫化物和永久气体● 具有科学验证手段，iGCS全钝化音速喷嘴稀释校准仪确保超痕量检测的有效性和准确性iGCS全钝化音速喷嘴稀释校准仪中国石化近期在《化工进展》发表了一篇名为《氢燃料电池汽车用氢气中痕量杂志分析技术进展》的科学论文，重点介绍了ASD公司创新的色谱技术的产品性能。对于中石化的认可， ASDevices首席执行官André Lamontagne表示：“中石化的论文是3年研发的成果。 这是对我们的团队和合作伙伴的高度认可。制氢制造商一直在等待ASD突破性的创新解决方案， 而ASD是众多公司中具有资格的公司。这让我们对绿色能源领域的发展更加有信心。”部分论文节选

近日，中国科学技术大学高敏锐教授课题组研制出一种高抗氨毒化的镍基碱性膜燃料电池阳极催化剂，其在阳极含10 ppm氨的膜电极组装中，能保持95%的初始峰值功率密度和88%的初始电流密度(0.7 V下)，远超商业铂碳催化剂。相关成果以“Efficient NH3-Tolerant Nickel-Based Hydrogen Oxidation Catalyst for Anion Exchange Membrane Fuel Cells”为题发表在国际著名学术期刊《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 31, 17485)上。氢氧燃料电池由于比能量高和零排放等优点，有望在国家“双碳”战略中扮演重要的角色。然而，商业铂碳催化剂极易被氢气燃料中的氨气毒化而导致性能降低。特别地，在碱性膜燃料电池中，铂基催化剂的氢气氧化反应动力学缓慢，其与氨毒化协同作用，加速电池性能的衰退。因此，设计高活性、高抗氨毒化的新型阳极催化剂是碱性膜燃料电池实用化亟需解决的难题。 　　通常，过渡金属结合氨的能力与其未占据和占据的d轨道相关，其既可接受来自氨的电子也能向氨反向供给电子，两者都能增强氨的吸附。钼镍合金是高效氢氧化催化剂，研究人员认为营造镍位点的富电子态会排斥氨的孤对电子供给，而引入比镍电负性小的元素可以提供电子获得镍的富电子态。研究人员发现，将Cr掺杂入钼镍合金不仅获得镍的富电子态来抑制σN-H→dmetal电子供给，同时还使d带中心下移阻隔了d→σ*N-H的反向电子供给，两者协同作用大大削弱了氨吸附。 图1.氨毒化机制和电子态调控 　　旋转圆盘电极测试表明，该催化剂在2 ppm氨存在条件下电化学循环1万次性能几乎没有损失，而铂碳催化剂性能损失严重。在实际的碱性膜燃料电池中，以该催化剂作为阳极组装的器件在10 ppm氨存在下可保留95%的初始峰值功率密度。相比之下，铂碳催化剂的功率输出则降低至初始值的61%。 　　衰减全反射-表面增强红外吸收光谱测试表明，没有Cr掺杂的钼镍合金与商业铂碳催化剂在不同电位下对氨具有吸附行为。经Cr调制的催化剂表面则没有任何氨吸附峰的存在。同时，电子能量损失谱和电子顺磁共振分析也表明Cr的引入使得镍的d带占据数更高，验证了其富电子态催化中心；理论计算发现Cr引入可降低镍的d带中心，佐证了氨在其表面吸附被削弱。 　　近年来，高敏锐研究小组致力于碱性膜燃料电池非贵金属电催化剂的研制和应用研究(Acc. Chem. Res.2023, 56, 12, 1445；Nat. Catal. 2022, 5, 993；Nat. Commun. 2021, 12, 2686；Nano Lett. 2023, 23, 107；Nano Res. 2023,16, 10787)。在之前的工作中，该小组与杨晴教授合作发现Co元素的掺杂可以有效抑制镍的d轨道对一氧化碳分子2π*反键轨道的电子“反向供给”，获得了高一氧化碳耐受性的氢气氧化非贵金属电催化剂(Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, e202208040)。 　　论文的通讯作者是合肥微尺度物质科学国家研究中心高敏锐教授，共同第一作者为中国科大博士研究生王业华、博士后高飞跃和张晓隆。相关研究受到国家自然科学基金委、国家重大科学研究计划、安徽省重点研究与开发计划等项目的资助。

近日，由中国科学院大连化学物理研究所、新源动力股份有限公司、北京化工大学、中氢新能技术有限公司和国创氢能科技有限公司等五家单位联合共建的“燃料电池及氢源技术国家工程研究中心”，经大连市发改委批准并报告国家发改委，完成了共建单位的迭代更新重新挂牌，北京化工大学作为在该领域拥有核心技术专利的新共建单位被引入，中心挂靠材料电化学过程与技术北京市重点实验室。“燃料电池及氢源技术国家工程研究中心”是在国家发改委和大连市政府的支持下，依据《国家工程研究中心管理办法》和《纳入国家工程研究中心新序列管理》相关要求建立，旨在通过具备自主知识产权的技术构建氢能及燃料电池创新链、产业链，解决发达国家制约我国氢燃料电池行业发展的关键共性技术与“卡脖子”问题，带动产业升级。中心重新挂牌后，将在国家发改委、大连市发改委和中国科学院共同领导下，实行主任负责制，副主任由共建单位各派1名领导专家担任，并设立科学技术委员会，由我国燃料电池与氢源技术领域著名专家组成。中心将坚持“资源共享、模式创新、做大做强”方针，分设多个技术平台，包括燃料电池系统科学与工程研究平台、绿色制氢技术平台、化石能源高效制氢技术研究平台、燃料电池及氢源技术商业化应用科创平台、分布式氢源及低碳应用技术研发平台等，逐步打造为创新引领型技术攻关平台，高效赋能“双碳”战略。北京化工大学表示，作为中心共建单位之一，目前在燃料电池和氢能研究领域，已形成了一支由院士、国家杰青领衔的高层次人才队伍，先后承担了一系列国家级和省部级重大科研计划项目。在未来国家工程研究中心建设中，将继续聚焦燃料电池和氢能行业关键共性技术和“卡脖子”课题，进一步发挥在燃料电池、电解水、储氢等方面的专长，通过产学研用跨学科协同创新，加速提升成果转化和市场化能力，积极推动燃料电池和氢源技术产业化进程。

全球环境监测、医疗和科研应用气体预处理解决方供应商美国博纯将于2019年5月5日至8日参加在北京中国国际展览中心（静安庄馆）举行的2019中国国际氢能与燃料电池技术应用展览暨产业发展大会。在这一年一度氢能与燃料电池技术盛会上，主办方组织呈现产业链上全系产品及各种燃料电池终端应用产品，特别是在交通、电力和能源系统中的应用提供一站式“氢能与燃料电池”解决方案。众所周知，燃料电池系统工作时，电堆对反应气体的相对湿度具有较高要求。一般来说，电池堆的性能随着反应气体相对湿度的增大而提高。如果反应气体湿度达不到湿度要求，电池堆的性能会降低，同时会缩短运行寿命；如果反应气体湿度超过100％，则极容易夹杂液态水进入电池堆，容易影响电池堆的运行稳定性。因此，对氢燃料中的H2及空气中的O2加湿控制成为至关重要的一步。届时，美国博纯会带来具有卓越的湿度管理解决方案。使用Nafion技术，博纯开发出独特的FC系列加湿器，可为不同功率的燃料电池电堆及实验平台提供个性化技术支持，为客户大大提高燃料电池性能及运行时间。博纯展台设在6号馆6601号，欢迎各位业内专家的莅临参观！美国博纯（Perma Pure）是英国豪迈旗下公司，是一家提供高性能气体预处理解决方案生产厂商，产品包含干燥管、加湿器、过滤器、凝聚过滤器、专业洗涤器和完整的样气预处理系统。总部位于新泽西州莱克伍德，在中国和印度设有服务支持中心。作为使用Nafion™ （由杜邦公司研发的离子交换共聚物）管解决方案的指定生产商，我们提供高性能、高质量和可靠性产品，博纯是医疗、科研和环境监测市场先行者们的信赖之选。公司产品有助于全球数百万人的健康，安全和幸福。博纯通过了ISO 9001：2015,13485：2016认证，并获得FDA注册。

近日，中国科学技术大学工程科学学院精密机械与精密仪器系先进感知、数据融合及智能运维课题组毛磊特任研究员团队在氢燃料电池无损检测方面取得突破性进展，报道了一种基于磁场成像的氢燃料电池无损检测理论及方法，突破现有氢燃料电池性能表征依赖于材料分析、电流分布等侵入式检测手段的瓶颈，研究成果以题为“Imaging PEMFC performance heterogeneity by sensing external magnetic field”发表在Cell Press期刊Cell Reports Physical Science上。氢燃料电池技术（PEMFC）被广泛应用于氢能利用领域，然而影响商用氢燃料电池系统可靠性的主要因素是在电池运行过程中难以进行电池性能表征并识别电池异常状态。目前，主要的状态识别方法仅可对PEMFC状态变化进行识别，但难以对电池内部状态变化的发展路径及对应机理进行检测及分析，从而无法根据识别结果对PEMFC系统进行对应调控，进而保障PEMFC系统的运行安全。在PEMFC运行过程中，电池性能状态与其内部水分布、电流分布息息相关。目前，相关技术主要通过材料分析、水传输分布、电流分布等手段来评估氢燃料电池性能状态。然而这些技术会干扰电池的运行状态，甚至破坏电池固有结构和性能，进而很难保证技术可靠性和实用性。PEMFC电流分布和相应磁场分布如图1所示，作者将PEMFC内部电流分解为平行膜方向膜电流（图1B）和垂直膜方向主电流（图1C），并揭示了氢燃料电池故障时性能下降的本质原因是参与化学反应的主电流减少，寄生损耗的膜电流增加，因此膜电流及其激发磁场可以反映电池性能变化。这是在该研究领域内首次系统性分析并提出了氢燃料电池的性能变化与其内部不同分量电流和激发磁场的关联机制。图1.PEMFC内部电流和磁场分布(a) PEMFC内部电流 (b)膜电流及其磁场分布 (c)主电流及其磁场分布.该研究的研究思路如图2所示，首先通过建立多物理场PEMFC仿真建模，对PEMFC在不同运行状态下的膜电流及其磁场分布变化进行分析；进而搭建PEMFC外部磁场检测系统，通过检测PEMFC运行过程中的膜电流磁场分布，分析PEMFC系统内部状态变化路径及对应机制。据此，本研究工作中提出了一种基于磁场成像的PEMFC系统无损检测理论及方法，可在PEMFC运行过程中揭示状态变化的起源和演变过程，在商用PEMFC系统的状态检测及异常识别方面极具应用潜力。图2.技术路线图中国科学技术大学工程科学学院博士研究生孙誉宁为论文的第一作者，毛磊特任研究员为论文的唯一通讯作者。该项工作得到了基金委、中科院、安徽省及合肥市等资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2022.101083

德国ETAS: FCU-HIL (LABCAR)系统优势LABCAR-MODEL-FC有助于对所有项目进行测试，包括基础软件精密控制、运行、和燃料电池ECU的诊断功能。LABCAR-MODEL-FCCAL扩展模型提供了2D堆栈模型，可以实时精准地模拟出电池电压、电解膜状态或水再循环过程，从而满足当前和未来的要求。该模型可以同LABCAR-MODEL-VVTB进行整合（用于HiL测试的虚拟车辆测试台模拟模型）ETAS独家提供硬件、软件和模型，以及客制化技术服务和专家咨询。 用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FC）包括对PEM-FC堆栈的一维模拟，以及对反应物和冷却剂供应系统进行详细和模块化记录。还能提供操作燃料电池ECU所需的所有相应接口。 用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FCCAL）为LABCAR-MODEL-FC模型增加了2D空间分辨堆栈模拟，并且能详细洞察电池性能。除了有助于对ECU在闭环控制回路中运行时的基础校准外，其还能让用户对最佳堆栈运行的功能进行测试，以及在早期开发阶段将电池降解降至最低。 因LABCAR-MODEL-FC和LABCAR-MODEL-FCCAL基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC以及开放性，可对其进行定制并满足不同的要求。Simulink的开放性安装启用特点让开发者可以选择对ETAS或其它供应商提供的元件模型进行整合。 除了模拟模型外，ETAS还对所有开发需求提供技术支持服务和咨询。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 ETAS GmbH 成立于 1994 年，是罗伯特博世联合企业的一部分，是车用电子控制系统以 及相关嵌入式控制系统软件开发工具和测试设备的领先供应商。ETAS 致力于为车用嵌 入式系统的整个生命周期提供支持性的创新产品。ETAS 可向全球的汽车 OEM 以及电控 单元的一级供应商提供产品与服务。本公司在全球拥有约 700 名员工，年营业额达到约 1.4 亿欧元。以下是有关本公司的概要介绍。ETAS 全球化网络是在全球范围内构建起的一个由办事机构和研发中心组成的网络，通 过该网络进行产品的开发、配置并提供技术支持。本公司相信，对于建立长期、成功 的客户关系来说，在地理位置上与客户接近将具有至关重要的意义。ETAS 集团总部位 于德国斯图加特，在美国、日本、韩国、中国、印度、法国、英国、意大利、巴西及 俄罗斯联邦均设有地区分公司或办事机构。每一处办事机构都提供客户账户管理、客 户技术支持、区域内项目管理以及工程技术服务资源等。ETAS的LABCAR-MODEL-FC模拟燃料系统性能。模拟整个系统-从PEM-FC（高分子电解膜燃料电池）堆栈到反应物和冷却剂的供应-以确保对燃料电池系统ECU的可靠性测试和校准。LABCAR-MODEL-FC可以模拟堆栈、氢气供应、氧气供应和冷却剂供应的详细过程。此技术基于对物理过程的精确模拟，而这些模拟都是基于对电解反应的复杂计算以及基于对堆栈和外围设备之间相互作用的复杂计算得出。鉴于现代燃料电池堆栈的复杂性,要对堆栈进行一维（1D）空间分布模拟。为了满足当前和未来的要求，可以实现对二维（2D）堆栈模拟进行特殊扩展，其燃料电池系统的模拟模型可用于完成基于HiL的校准（LABCAR-MODEL-FCCAL）。基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC能为实时模拟提供所需的电源。 LABCAR-MODEL-FC模拟模型可以让用户在硬件在环测试台上对燃料电池的ECU进行早期的测试和优化。与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车具有加注时间短，续航里程长等优势，是未来汽车工业可持续化发展的重要方向。目前，氢燃料电池汽车产业正在兴起。氢能是一种清洁能源，氢燃料电池只会产生水和热，并不会产生二氧化碳，对环境无任何污染。 燃料电池电动汽车技术是目前世界环保汽车技术的热点，我国应更加积极开展燃料电池电动汽车技术研究，较快缩小与西方汽车工业发达国家的汽车环保技术的差距，从能源和环保角度来讲，进行燃料电池电動汽车技术开发对能源多样化，发展燃料电池汽车，将促进一系列技术和产业的发展，形成国民经济发展的新增长点。 燃料电池是一种很有前途的清洁能源，在未来很可能代替传统能源成为主要能源。所以，很多国家和跨国集团都极其重视燃料电池技术的开发和研究。美国将燃料电池技术列为国家安全技术 欧盟在2008年制定了2020年氢能与燃料电池发展计划，投资近10亿欧元用于燃料电池与氢能研究、技术开发及验证等方面 加拿大计划将燃料电池发展成国家的之助产业 日本认为燃料电池技术是21世纪能源环境领域的核心 《时代》周刊将燃料电池电动汽车列为21世纪10大高技术之首 我国中长期科学和技术发展规划纲要明确提出，大力发展氢燃料的制取、存储及专用燃料电池技术的开发与研究，提高产业化技术。 近20年来，我国科技人员经过不懈努力，尽管燃料电池及材料的开发和应用得到了极大的进展，但由于研究投入和产业化资金数量很少，燃料技术的总体水平与发达国家相比还有较大差距，燃料电池技术的阻力主要在于基础设施匮乏，技术人才不足，成本高、耐久性差，研究力量分散，产业化体系尚未形成，尤其是缺少企业的参与，很难将研究成果进行示范应用。所以，我国应寻找最佳切入点，根据当前和中长期经济和社会发展需要，集中研究力量，大力推动燃料电池发电技术的发展，加大研发和产业化投入，为我过的国家能源安全和国民经济可持续发展服务。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 LABCAR-MODEL-FC在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。测试用于燃料电池系统的ECU LABCAR-MODEL组合包括集成电路发动机、用于汽车推进的锂离子电池、电动机、燃料电池、车辆动力学、车辆、驾驶员和环境的仿真模型。在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。 将高成本的测试和安全相关的应用转移到硬件在环测试台上，从而在开发过程中让顾客直接受益。应用实例包括模拟PEM-FC燃料电池堆栈的冷启动调节或模拟氢气供应的临界处理。 ETAS模拟模型的优势ETAS燃料电池模型包括用于模拟堆栈和外围设备的Simulink元件库和各种电解槽模型。模型的实时性有利于测试燃料电池ECU时与ETASHiL系统的整合，还可以同时进行安全相关的故障模拟和ECU软件的初始预标定。由于这些模型考虑到了所有相关的物理现象，可以用来测试所有项目，包括基础软件、高级控制、操作和诊断性功能。ETAS的模拟模型组合提供HiL模拟，包括独家提供的硬件 、软件和模拟模型。 应用用户可针对具体的汽车要求，进行大量的典型性闭环ECU测试： l 测试用于氢气供应的典型ECU功能：l 惰性气体测定、清洗方法、气体引射器控制l 测试用于氧气供应的典型ECU功能：l 空气压缩机控制、水再循环l 测试用于冷却系统的典型ECU功能：l 冷却方法、泵控制、散热器激活l 测试用于诊断和管理的典型ECU功能：l 渗漏检测、冷启动、压力协调、紧急关闭l 针对优化运行的设计和校准：l 水管理、电厂辅助设备 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 实时模型运行平台仿真硬件 ES5300 RTPCETAS LABCAR 使用运行实时操作系统 Linux 的标准 PC 进行仿真模型运算。其灵活的结 构可适应 PC 市场的最新发展趋势，用户可将仿真 PC 更换为市场上出现的具有更高性 能的 PC。因此，LABCAR 使用户能在尽可能宽广的测试范围和深度内进行精确仿真， 从而确保了在专用硬件和软件方面投入的高效性。 标准 IPC 进行模型仿真工作 从上图可以看到，采用了四核 CPU 的实时工控机，在 ETAS 软件环境的管理下，可以实 现分核下载，即将不同模型下载到不同的核内并行运行，确保了在复杂任务管理模式 下系统的实时性。标准 PC 还可提供 PCI 和 PCI-Express 总线接口，将需要辅助板卡(例 如使用 CAN 总线进行 ECU 通讯的板卡)集成到整个系统中。 传感器信号仿真传感器信号仿真主要通过 ETAS 自有的 I/O 板卡实现。本方案中普通的信号级传感器信 号采用 ES5350 模拟信号输入输出板卡、ES5321 PWM 及数字信号输出板卡及工程部件 实现；FUEL CELL 相关的温度信号(电阻信号)采用 ES5385.1 模拟 发动机特有信号的模 拟和采集采用 ES5340.2-ICE 板卡实现。ES5300 实时仿真计算机及 ES5350、ES5340、ES5321 和 ES5385.1 电流传感器仿真本方案中推荐采用配置中 30 路 ES5350DAC 输出模拟信号，通过 DB6200 转换为 4- 20mA 电流信号的方式模拟电流传感器。执行器信号采集同上，采用安装在 ES5300 实时仿真机上的 ES5350 模拟输入板卡和 ES5321 PWM 板卡 检测控制器的执行器控制信号。对于特殊的负载，采用真实器件负载箱实现，如高压 接触器和充电电子锁等。 电流采集模块采用 CSM_5PA 板卡来实现。该电流测 模块用于测 动态负载电流。 静态电流测通道数 10最大容许电压 30 V电流测 范围 5,20,30,50 A (手动设置/) 精度 +/- 1% (主要标称电流 IPN )温度测 量 在 PCB 上测 ，进行温度补偿采样频率 高达 1kHz，通过 USB 更新故障注入功能FUEL CELL 信号级 I/O 电气故障注入，采用 ES5398 和 ES4440 故障注入设备实现。故障模拟模块 ES5398用于实时环境下 ECU 自动测试的故障模拟。它可与硬件在环测试系统结合使用。 ES5398.1 采用 PCI/Express 接口安装于 ES5300 系统中。ES5398.1 模块每块板卡提供 40个故障注入通道。 实验环境 EE 提供了测试执行的用户界面。它提供了实验和图形用户界面，集成的 参数和数据管理，代码下载，实验执行，实时信号产生和测量数据记录方法，以及信 号管理。实验环境是整个测试项目中手动测试的环境，所有的测试都在这里进行。有 LABCAR IP 生成的实时代码需要在这里下载到 RTPC 里面并且开始模拟。通过 Experi- ment Explorer 窗口中进行参数集群和文件管理也是 LABCAR 软件的特色。 EE 软件用户界面和虚拟仪表EE 里面还有不同的图像组件，包括常用的各种虚拟仪表，可以用来做成不同的用 户界面。EE 里面可以观察和修改标定量，控制模型的运行，选择不同的运行模式，实 时记录运行数据，以及接入编写的信号发生器信号。同时用户可以方便地通过拖拽来 加入或编辑这些组件。 实验环境中 EE 的组件操作 故障仿真软件LABCAR-PINCONTROL V2.0 为故障仿真箱 ESES5398 的配套软件，具有方便用户使用的 接口，可实现 ES5398 的手动操作，是 ES5398 的重要组成部分，操作界面友好，其操 作界面请参见下图。软件可实现的功能如下：• 创建并管理故障模式，产生 ECU 信号的一系列故障。如氧传感器故障• 简化故障仿真信号的选取• 设置故障产生的时间• 通过点击鼠标来触发故障• 设置多台 ES5398 同时使用• 提供自动化测试的 API 接口等。• 通过 Excel 表格进行故障配置和定义 LABCAR_PINCONTROL 的配置界面 模型方案 燃料电池堆动力学模型ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个 1-D+1-D 的燃料电池堆站模型，该模型包含 1-D 的 燃料电池单体膜模型和 1-D 的双电极及气体通道仿真模型。1-D 的燃料电池单体膜模型 能够对燃料电池膜的内阻，电极之间氧和氢反映生成水的情况进行仿真；1-D 的双电极 及气体通道仿真模型能够仿真双电极间气体在通道内非线性分布的特性，包括温度， 电流，沿电芯堆叠方向的气体压力变化，以及对冰点温度影响等。ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 模型可以考虑为将燃料电池堆沿着气路方向分为多个小模 块，如下图所示。Z 坐标所示方向为气体流动方向，X/Y 坐标表示垂直于膜和气流方向。每一个小模块代表所有燃料电池功能层，包括两个电极板，气路通道，气体扩散层 以及膜。燃料电池模型的采用上述基本架构，在子系统中包括有完整功能层，每个小模块均可对外提供数据接口，同时也能适用于用户的模型扩展要求。 坐标系描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FCCAL 的无时间限制的、节点版操作许可证， 客户被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FCCAL 的代码生成。LABCAR-MODEL-FCCAL 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。 这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。 LABCAR-MODEL-FCCAL 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在 网络中的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。 功能LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个先进燃料电池堆栈模型。该模型包含了一个一维膜模型，能够仿真薄膜电阻、含水量以及电极之间产生的水交换等特性。 除此之外，它使用了空间分布的 双极板与气体通道双 1-D 维度模型，考虑上述两个维 度上的电堆温度、电流和压力变化的非线性特性。此外还特别考虑了汽车会遇到在冰 点温度下工作的情况。LABCAR-MODEL-FCCAL 仿真模型包含：• 单电池模型，并考虑到电流、温度、反应物化学计量数以及膜湿度对电池电压损耗的 影响计算。• 基于一维膜模型的含水量和水交换量的详细计算。• 一维多组分气体通道模型允许为每个电极指定单独的气体成分。• 不同的流场设计仿真。支持内部电池加湿的顺/逆流量设置。• 基于膜温度模型、电池含水量的非线性动态特性和受温度影响的流体性质的实际冷启 动行为。• 考虑气体通道内液态水的积聚和运动的两相水模型。• 具有两种膜类型的默认堆栈参数设置。 传输范围绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 燃料电池系统动力学模型 LABCAR-MODEL-FC 模型具备完整的燃料电池系统模型结构，该堆站模型的主要目的是 详细计算气路通道的压力分布，电池膜上的水生成量和电堆中水的相变情况。模型根据功能层特性被划分为冷却回路，燃料电池正负极回路模型等。 模型架构描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FC 的无时间限制的、节点版操作许可证，客户 被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FC 的代码生成。LABCAR-MODEL-FC 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。LABCAR-MODEL-FC 可以被集成到虚拟汽车测试平台 LABCAR-MODEL-VVTB 中，以仿真 一辆燃料电池整车。LABCAR-MODEL-FC 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系 统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在网络中 的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。功能LABCAR-MODEL-FC 仿真模型是一个用于燃料电池控制单元（FCCU）闭环控制测试应用 的燃料电池系统模型，它被用于在汽车环境中对 FCCU 进行测试和验证。 它包含的子系统分别代表一个 1-D PEM 的燃料电池堆、供氢回路、供氧回路和冷却回 路。LABCAR-MODEL-FC 所提供的系统架构根据它的组成回路划分。下图是模型组件的 概述。氧供应系统 氧供应系统包含以下组成部分：• 压缩机• 中冷器• 增湿器• 旁路• 节流通风孔• 排气和进气歧管 氧供应系统 氢供应系统 氢供应系统包含以下组成部分：• 带截止阀的氢罐• 减压器• 氢气喷嘴及中阀• 液态水分离器• 氢循环泵• 排气/排空阀• 排气和进气歧管 冷却回路系统 冷却回路包含以下组成部分：• 电磁阀• 加热器• 散热器• 冷却泵• 排气和进气歧管 冷却液供应系统 绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 软件兼容性LABCAR-MODEL-FC 支持以下软件版本：• LABCAR-OPERATOR5.4.7,MATLAB/Simulink 2014b 64Bit 如果需要更多信息，请查看 LABCAR-MODEL-FC 的版本注释中的软件兼容性表。 请注意• 安装媒介不包含该许可证，它作为一个单独的项目提供。• 强烈建议用户每年单独采购软件升级维护服务。• 该许可证只允许代码生成。若需要实时运行模型，需要一个实时运行许可证。该许可 证需要单独采购。• 该许可证只允许本机使用，禁止远程访问。• 若要将模型加载到一个 LABCAR-OPERATOR 项目中，需要 MATLAB 和 Simulink 代码。 两者必须单独购买。附加项目• 一年的软件服务协议 (LCM_FC_SRV-ME52) 。• 一个运行时间许可证 (LCM_FC_RT_LIC-MP) 。• 安装媒介 (LCM_FC_PROD) 。• 用于实时仿真的先进二维堆栈模型 (LCM_FCCAL_LIC-MP) 。 ECU 线束设计和制作 在 HIL 系统中需要针对要连接的 ECU 准备连接线束，将 ECU 连接到 LABCAR 的连接器 BOB 面板。线束的设计和制作都是较为复杂的工作，至少为首次使用 ETAS LABCAR 系 统的客户，我们提供工程服务以保证系统调试可以正确进行。 线束的设计需要考虑各个信号类型与 LABCAR 的匹配，要根据信号的功率大小选择合适 的线径，不同信号的抗干扰等等因素也要被考虑在内。在线束设计完成后还需要进行 复查以尽量减少可能出现的错误。在这个环节 ETAS 需要得到系统所有要连接进入的 ECU 的引脚布置和外部电路图，对于特殊的信号还需要知道信号的详细描述，比如通 过传感器说明书的形式得到。线束的制作需要两端的连接器，客户需要提供所有 ECU 端的配套连接器，以及相应的 说明书。ETAS 将根据线束定义为买方加工制作线束，并在制作完成后进行测试。在线 束制作过程中会加入相应的内容从而使未来线束的修改和少量信号增加可以较容易的 完成，而不必完全制作新的线束。在后面的系统调试阶段，ETAS 将介绍所设计的线束，应用的原则等，这样用户可以将 线束设计的方法消化吸收，再通过对 LABCAR 系统的使用加深理解，从而可以在未来自 行为新版本的 ECU 设计线束。本方案将为客户共提供 1 套 ODU ECU 线束。 在车辆控制单元开发与测试领域，LABCAR 硬件在环系统（HIL）是 ETAS 工具系列的一 个核心部分，贯穿于 V-模型的所有阶段。测试既可以在给定模型在环（Model-in-the- Loop，MIL)上操作，在当前软件在环(Software-in-the-Loop, SIL)，连接实体 ECU 硬件 在环(Hardware-in-the-Loop，HIL)上执行，也可以涉及附加测量标定步骤，对车载 ECU 数据标定产生影响。它具备灵活性能和全面合理的逻辑概念。 控制单元初期开发，硬件在环（HIL）测试系统为其提供了重要的质量保证。为了便于 在实验室对控制单元进行功能测试或诊断, 通过 DVE 模型的模拟仿真，任何虚拟行驶环 境测试可以在广泛范围内反复进行。另外自动化操作扩展了测试范围，而对驾驶者和 车辆毫无损害。LABCAR 的开放式结构支持与测量标定工具的集成，广泛的模型选择与信号质量优良是LABCAR 的两大经典优势。LABCAR 的另一重要特色，即基于 PC 的结构，赋予了其本身一项固有优势：可用计算 能力的升级更加简便、经济。多目标与多核应用实质上无限量地提高了仿真速度与同 步获取大量数据信息时的计算能力，智能信号管理，投资高度安全和系统整个服务周 期内的性价比更加优越。 同时 ETAS 是一个真正能为 V 模式开发提供完整工具链的供应商。产品系列可靠地涵盖 了 ECU 软件开发的每个步骤 （直到售后诊断）， 他们分布到不同的应用领域，

近日，北京市市场监督管理局公布2023年财政预算信息。2023年度收入预算150918.14万元，比2022年年初预算数164909.87万元减少13991.73万元，下降8.48%，主要原因是2022年一次性项目在2023年不再安排。2023年支出预算150918.14万元，比2022年年初预算数164909.87万元减少13991.73万元，下降8.48%，主要原因是贯彻厉行勤俭节约要求压缩一般性支出。文件指出，2023年北京市市场监督管理局重点支出和重大投资项目仅一项，为筹建国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心购置专用设备项目。该项目拟购置设备291台（套），资金总额61161.17万元，其中，申请财政资金55512.17万元，单位自筹资金5649万元；项目拟建设涵盖氢燃料电池汽车整车、核心零部件（包括氢燃料电池系统、车载氢系统、电驱动系统）、加氢设施、智能化等检测能力，形成同时具备氢燃料电池汽车一站式全方位检测及智能网联汽车检测的服务平台，填补同类检测中心加氢设施、储氢瓶检测能力的空白。详情如下：1.项目名称：筹建国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心购置专用设备项目2.政策依据：氢燃料电池涉及多个行业，其技术细节繁复，跨部门、跨地域的测试活动在所难免。我国目前氢燃料电池汽车评价检测体系等仍不健全，使得产业全链条下的产品推广受到严重的制约和限制。亟待完善燃料电池汽车技术标准体系，建立完整的材料、部件、系统的有效检测体系，不仅推进氢能燃料电池的技术发展、产品应用创新，更是夯实安全基础，达到全链条安全监管规范可控。2021年8月，北京市经济和信息化局发布了《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》,明确北京将打造“区域协同、辐射发展、国内领先、世界一流”的氢能和燃料电池产业创新高地。大兴国际氢能示范区现已汇集包括亿华通、液空厚普、水木滨华、海珀尔、海德利森、慧垣氢能等100余家氢能上下游企业，急需提高检验检测能力，健全安全标准与规范体系，为保障产业的安全健康发展提供技术支撑。　　3.绩效目标：　　（1）总目标：落实北京市氢燃料电池汽车产业发展规划，助推京津冀燃料电池汽车示范城市群发展，加快氢燃料电池汽车产业高质量和规模化发展，并带动北京氢能产业的发展，助力氢能产业集群的形成，筹建国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心，打造国内领先、国际先进的氢燃料电池汽车公共技术服务平台 ，建设覆盖氢燃料电池汽车整车、核心零部件（包括氢燃料电池系统、车载氢系统、电驱动系统）、氢气质量检测、加氢设施等氢燃料电池汽车全产业链检测验证的国家级实验室；为北京市氢燃料电池汽车产业化在标准体系、检测认证、测评研究、技术服务、应用推广、产业孵化、质量监管等方面提供有力支撑。　　（2）年度目标：通过项目前期深入的调研工作和论证，开展设备选型，实验室规划设计，完成设备购置的招投标工作，购置设备291台（套）。保障基础建设开工，进行全面施工建设，完成一期的氢燃料电池系统实验室规划和建设。　　4.预算安排：项目资金总额61161.17万元，其中：申请财政资金55512.17万元，单位自筹资金5649万元。项目建设期两年，其中：2023年资金需求29985.67万元，2024年资金需求31175.5万元。因该项目尚未完成相关审批程序，暂未纳入2023年年初预算安排。　　5.实施方案：国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心（北京）拟建设涵盖氢燃料电池汽车整车、核心零部件（包括氢燃料电池系统、车载氢系统、电驱动系统）、加氢设施、智能化等检测能力，形成同时具备氢燃料电池汽车一站式全方位检测及智能网联汽车检测的服务平台，填补同类检测中心加氢设施、储氢瓶检测能力的空白。项目整体位于大兴区氢能示范区，大兴区政府负责项目土地、房屋及基础设施建设投资。该项目计划分两期建成，一期建筑面积1500平方米，其中涉氢甲类建筑面积1500平方米；二期项目计划位于一区东侧，北至魏永路，东至京石线铁路，南至新发路，西至一期项目及其西延长线。二期用地面积34632平方米，建筑面积约45000平方米，其中涉氢建筑面积约3000平方米。据中国汽车工业协会最新统计显示，2022年我国新能源汽车持续爆发式增长，产销分别完成705.8万辆和688.7万辆，同比分别增长96.9%和93.4%，连续8年保持全球第一。随着保有量的增加，新能源汽车安全问题日益突出，成为社会广泛关注的话题。为推动我国新能源汽车产业高质量发展，提升新能源汽车安全水平 ，仪器信息网将于2023年3月15-17日举办第五届“汽车检测技术”网络会议，联合国联汽车动力电池研究院特设新能源汽车测试专场，欢迎感兴趣的行业人士免费报名参会。参会方式本次会议免费参会，参会报名请点击https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/automobile2023/扫描二维码报名会议日程报告时间报告题目报告嘉宾单位职称3月15日 汽车零部件失效分析09:00-09:50汽车零部件失效分析的技术逻辑刘柯军汽车工程学会材料分会理化及失效专业委员会名誉委员09:50-10:20欧波同汽车材料检测显微分析解决方案苏瑞雪北京欧波同光学技术有限公司业务发展（BD）工程师10:20-10:50赞助席位10:50-11:40兔年读图——图解汽车零部件失效分析潘安霞中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司高级工程师11:40-14:00午休14:00-14:50重型汽车零部件失效分析及改进探讨白培谦陕西重型汽车有限公司质量管理部总监14:50-15:20日立电镜在汽车行业的应用周海鑫日立科学仪器（北京）有限公司电镜市场部 副部长15:20-15:50汽车零件热疲劳典型案例分析陈成奎中国第一汽车集团有限公司高级工程师15:50-16:20赞助席位16:20-17:10汽车半轴失效模式的分析与探讨唐刚比亚迪汽车工业有限公司实验室主任17:10-17:40X射线残余应力检测在汽车上的应用李润哲中国第一汽车集团有限公司技术主任3月16日 新能源汽车测试09:00-09:30基于典型失效行为的动力电池安全测试马天翼中汽研新能源汽车检验中心（天津）有限公司技术总监/高级工程师09:30-10:00赞助报告待定徕卡应用工程师10:00-10:30动力电池热安全研究朱阳阳北京新能源汽车股份有限公司高级经理10:30-11:00赞助报告待定奥林巴斯应用工程师11:00-11:30锂离子电池燃烧特性及灭火技术研究与开发余章龙国联汽车动力电池研究院博士11:30-14:00午休14:00-14:30“富锂富镍”高能量密度锂离子电池正极材料的构建李彪北京大学助理教授14:30-15:00牛津仪器在锂电池材料分析中的应用徐宁安牛津仪器科技(上海)有限公司高级应用科学家15:00-15:30动力电池材料检测分析宋冉冉北京新能源汽车股份有限公司高级经理15:30-16:00赞助报告张元日本电子应用工程师16:00-16:30电动汽车齿轮测试技术石照耀北京工业大学长江学者特聘教授16:30-17:00赞助席位17:00-17:30基于实车运行大数据的新能源汽车安全检测技术林倪北京理工大学副研究员3月17日上午 汽车尺寸测量技术09:00-9:30汽车产业几何量数字化测量系统的构建李明上海大学教授09:30-10:00赞助报告待定岛津企业管理（中国）有限公司应用工程师10:00-10:30高性能在位在线视觉测量技术及在汽车行业的应用尹仕斌天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室副研究员10:30-11:00赞助席位11:00-11:30待定孙晓辉上汽通用汽车有限公司质量检测主任工程师3月17日下午 汽车司法鉴定检测技术14:00-14:30汽车油漆的司法检验鉴定李海燕公安部鉴定中心警务技术正高级14:30-15:00赞助报告待定飞纳电镜应用工程师15:00-15:30交通肇事案件中轮胎橡胶物证的检验方法张振宇中国刑事警察学院教授15:30-16:00赞助席位16:00-16:30汽车保险杠检验方法研究进展宋小娇南京森林警察学院教研室主任/副教授16:30-17:00差分拉曼光谱结合机器学习对汽车灯罩的可视化研究姜红中国人民公安大学教授会议联系1. 会议内容仪器信息网牛编辑：13520558237，niuyw@instrument.com.cn2. 会议赞助刘经理，15718850776，liuyw@instrument.com.cn

离子电渗透，是一种离子流在电场力的驱动下在介质中有向扩散的物理过程。基于此原理，离子化的药物分子在电场力的作用下可主动透过皮肤的生物屏障，提高透皮和吸收的效果。然而目前基于离子电渗透的经皮给药技术或装置，都需依赖外接电源或金属基电池来驱动获得电场力，在安全性和便捷性上不甚理想。酶燃料电池是一种新型的燃料电池，可通过生物酶在电极上的催化，将廉价底物中的化学能直接转化为电能，在柔性可穿戴电子器件供电和传感等方面展示了应用潜力。鉴于其良好的产电性能、优异的安全性和生物相容性，酶燃料电池可提供产生电场力所需的清洁、安全、低成本的电能，进而促进药物经皮吸收，有望为基于离子电渗透的经皮给药技术提供了新的能源解决方案。中国科学院天津工业生物技术研究所体外合成生物学中心研究团队，首次将柔性可穿戴的酶燃料电池与面膜相结合，在无纺布基底上制备了基于葡萄糖和葡萄糖氧化酶的酶燃料电池，并证实了其可驱动离子电渗透以促进面膜相关有效成分的经皮吸收。首先，研究人员为了最大化离子电渗透效果同时保持材料的透水透气以及生物相容性，尝试了多种在无纺布基底上制备柔性电极的材料和方法，解决了电子中介体脱落、酶载量低、接触电阻大、由于碳纳米材料导致的面膜发黑等问题，所制备的酶燃料电池可以10 mM葡萄糖为底物产出约0.4 V的电压和23 μW/cm2的功率密度。其次，研究人员以罗丹明、烟酰胺、阿司匹林和熊果苷为例，对这些分子的经皮吸收效果进行了定性和定量的分析，基于Franz透皮实验的结果证明该离子电渗透面膜在15分钟内可提高2到3倍的分子经皮渗透量。此外，该面膜在基于小鼠急性足炎症模型的活体动物经皮给药实验中也表现出类似的促渗效果。最后，通过红细胞溶血实验和L929活性实验均证实了该面膜材料具有良好的生物相容性。这些结果初步证明了酶燃料电池驱动的离子电渗透面膜技术的可行性，为后续进一步提升其性能和可应用性奠定了基础，也为酶燃料电池驱动其他基于离子电渗透的经皮给药技术的开发提供了参考。该研究获得了国家重点研发计划的支持，相关发明专利已被授权，相关论文发表在Biosensors & Bioelectronics上，天津工业生物所博士生李泽华为论文第一作者，张以恒研究员、朱之光研究员为论文共同通讯作者。

燃料电池堆作为燃料电池汽车的核心部件，其耐久性的优劣直接影响了燃料电池汽车的大规模商业化进程，受到了国内外的科研机构及企业的高度重视。目前，GB/T 38914-2020通过提取典型工况及寿命预测的方式为燃料电池堆耐久性测试提供了参考，但行业内仍缺少以实际车用工况进行耐久性测试的相关标准。由中汽研新能源汽车检验中心（天津）有限公司牵头发起的CSAE标准《燃料电池电动汽车 燃料电池堆耐久性试验方法》已按《中国汽车工程学会标准（CSAE）制修订管理办法》有关规定通过立项审查，现正式列入中国汽车工程学会标准研制计划，起草任务书编号：2022-61。本标准中的耐久性循环工况是基于GB/T 38146.1-2019和GB/T 38146.2-2019规定的中国汽车行驶工况转化的，可以反映燃料电池堆在中国实际道路条件下的运行情况；本标准采用实测的性能衰减速率对燃料电池堆进行耐久性评价，不进行寿命预测。本标准的的提出可以进一步丰富燃料电池堆耐久性的标准体系，填补基于实车工况的燃料电池堆耐久性测试方法的空白。本标准旨在明确耐久性循环工况，细化性能复测方法，完善耐久性评价指标。在试验方法方面，统一了活化、极化曲线、耐久循环工况步骤、停机频率等；在循环工况方面，提出了基于中国工况的符合中国实际道路特点的燃料电池堆的工况；在性能复测方面，明确了性能复测的内容、频率和测试步骤；在评价指标方面，提出了电压衰减、功率衰减、效率衰减、一致性变化、安全性变化的评价测试体系。本标准将为燃料电池堆的制造商、应用方和第三方检测机构提供参考，为鉴别市场上电堆产品的优劣提供可靠依据，进一步推动燃料电池堆耐久性评价的系统化和规范化。标准发起单位：中汽研新能源汽车检验中心（天津）有限公司、上海韵量新能源科技有限公司、上海捷氢科技有限公司、北京氢璞创能科技有限公司、森碧欧（上海）科技有限公司、中国第一汽车集团有限公司、深圳市氢蓝时代动力科技有限公司、广东国鸿氢能科技股份有限公司、东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司、佛山市清极能源科技有限公司、航天氢能（上海）科技有限公司、天能控股集团有限公司。欢迎相关领域的企业、测试机构、研究机构等单位积极参与到标准研究和编制工作中。如加入在研标准起草工作组，可添加标准管理部联系人微信，申请加入工作组交流群，并在CSAE标准信息平台（http://csae.sae-china.org/）注册登记。咨询方式：中国汽车工程学会 标准管理部电话：010-50911054邮箱：wwq@sae-china.org扫码添加联系人微信

为推进气候变化治理和能源转型，促进能源行业供给改革，保障国民经济和民生的可持续和高质量发展，我国以负责任的大国担当态度提出了“3060双碳”目标。氢能因其来源广、燃烧热值高、能量密度大、可储存、可再生的特点，成为我国节能减排和能源变革过程中最理想的能源互联媒介。近几年，国家各部委和地方政府密集出台了一系列促进氢能产业发展的顶层设计方案，以中石化、中石油、国家能源集团、国家电投等为代表的相关央企纷纷布局氢能产业链。质子交换膜燃料电池（PEMFC）汽车作为氢能利用的重要场景，我国早在2006年就将其列入了国家中长期科学和技术发展规划纲要。氢气作为燃料电池汽车的能量载体，其质量的优劣将直接影响PEMFC的运行和寿命正常与否。国内外相关科研机构围绕氢气中杂质组分对燃料电池的损伤机理开展了大量的探索与验证工作，各种微痕量杂质对燃料电池会产生不同的影响：水含量过高会使气体的扩散效率下降，阻止气体到燃料电池的催化层进行反应，影响燃料电池的效率、稳定性和耐久性；二氧化碳、甲烷、氮、氩、氦等杂质组分会降低氢气的分压，导致燃料电池局部氢气供应不足，可能造成电池反极并发生碳蚀现象；一氧化碳会占据 PEM 催化剂的活性位而阻碍氢气在催化剂上的吸附，降低氢气电离出质子的速率，严重时会导致催化剂完全失活；不同种类的硫化物如硫化氢、硫氧碳、二氧化硫、硫醇、硫醚等都会对PEMFC 阴极催化剂产生不可逆的毒化作用；甲酸和甲醛具有类似的毒化作用，两者均会在电池膜电极催化剂表面产生吸附，从而降低反应表面积；氨会降低电池电极电化学反应界面，对 PEMFC 性能产生不可逆的损坏；卤离子在电池阴极上与氧气的竞争吸附会影响燃料电池的工作效率，降低电池性能；颗粒物杂质会占据膜电极的活性位影响电池性能效率，并会影响氢气储存和反应系统的安全[1]。氢燃料质量相关标准的进化史目前ISO以及各个国家针对PEMFC所用燃料氢气中对电池性能以及关键零部件会会造成损害的杂质组分/种类和限值都作了明确的规定，并制定了相应的标准，如ISO 14687:2019、ISO 21087:2019、ISO 19880-8:2020、BS EN 17124:2018、SAE J 2719:2015和GB/T 37244-2018等。我国PEMFC汽车用燃料氢气的现行产品标准为GB/T 37244-2018，最初是以团体标准T/CECA-G 0015-2017的形式于2017年12月发布实施，后在2018年12月以国家标准的形式发布，2019年7月开始实施，该标准中对杂质组分种类和限值要求完全参照国际标准ISO 14687-2:2012和SAE J2719:2015。ISO 14687系列标准经历20多年的制定完善过程，最初以氢燃料质量标准ISO 14687:1999版本发布，后经2004年美国能源部召开的研讨会讨论将氢燃料的关注重点由纯度（Purity）转变为质量（Quality），并与2012年形成ISO 14687-2:2012，该标准系统规定了14类杂质组分的组成和限值要求。目前国际上现行有效的产品质量标准 ISO 14687:2019 由ISO/TC 197 Hydrogen technologies（国际标准化组织氢能技术委员会）于2019年发布，相较于国内现行版本 GB/T 37244-2018 有以下异同处（具体指标见表1）。BS EN 17124:2018规定的内容与ISO 14687:2019完全一致。在对氢气纯度、非氢气总量、水、氧、氦、二氧化碳、一氧化碳、氨、甲酸、总卤化物、最大颗粒物浓度等这11个指标的要求上，ISO 14687:2019与GB/T 37244-2018保持了一致。两者的主要区别在于，ISO 14687:2019放宽了对甲烷、氮、氩和甲醛等4个杂质含量限值的要求，其中对甲烷的含量限值作了单独规定，为100 μmol/mol；氮和氩由原来的合计不超过100 μmol/mol，更改为各自不超过300 μmol/mol；总烃含量的计量方式由“按照甲烷计”更改为“按照C1计且不包含甲烷”；甲醛的含量限量值由原来的0.01 μmol/mol提高为0.2 μmol/mol；总硫含量的计量方式也由“按照硫化氢计”更改为“按照S1计”。此外，ISO 14687:2019还针对一氧化碳、甲醛、甲酸的总含量提出不可超过0.2 μmol/mol的要求。需要注意的是，ISO 14687:2019标准内“总硫”参数所推荐的检测方法ASTM D7652已经于2020年作废了，目前ISO/TC 197正在组织开展ISO 14687:2019下一个版本的修订工作。表1. 国内外现行标准对燃料电池用氢杂质组分的限量值要求项目名称GB/T 37244-2018ISO 14687:2019氢气纯度（摩尔分数）99.97%99.97%非氢气总量300 μmol/mol300 μmol/mol单种/类杂质的最大浓度水（H2O）5 μmol/mol5 μmol/mol总烃2 μmol/mol（按甲烷计）2 μmol/mol（按Cl计、不含甲烷）甲烷（CH4）/100 μmol/mol氧（O2）5 μmol/mol5 μmol/mol氦（He）300 μmol/mol300 μmol/mol氮（N2）100 μmol/mol（两者总量）300 μmol/mol氩（Ar）300 μmol/mol二氧化碳（CO2）2 μmol/mol2 μmol/mol一氧化碳（CO）0.2 μmol/mol0.2 μmol/mol总硫0.004 μmol/mol（按H2S计）0.004 μmol/mol（按S1计）甲醛（HCHO）0.01 μmol/mol0.2 μmol/mol甲酸（HCOOH）0.2 μmol/mol0.2 μmol/mol氨（NH3）0.1 μmol/mol0.1 μmol/mol总卤化物（按卤离子计）0.05 μmol/mol0.05 μmol/mol颗粒物1 mg/kg1 mg/kg我国现行质子交换膜燃料电池汽车用氢气GB/T 37244-2018中提出了需要关注的氢燃料质量有影响的系列杂质组分限量值要求，并针对每种杂质组分分别引用了不同的分析方法标准。考虑到氢气背景条件下的适用性，从经济适用性等角度考虑，笔者认为部分方法标准还存在可以优化和提升的空间。氢能工作组全力开展检测方法标准化体系建设工作产业要发展，标准需先行。质子交换膜燃料电池用氢气作为产业“前端生产的产品”和“后端应用的原料”，建立准确可靠、具有溯源性的质量检测分析方法标准体系至关重要。在制定标准的过程中，要注重标准的质量：既不能造成标准实施过程中技术门槛和成本过高，现场适用性差，变为“僵尸标准”；亦要注意尽量采用先进的技术和方法，有利于技术的更新迭代，促进产业进步发展；既要响应国家提倡的分析仪器装备国产化要求，尽量实现技术自主可控；同时还要兼顾氢能产业对在线和离线测试需求的特点。为了健全我国氢燃料质量分析方法标准体系，2019年3月7日，经全国气体标准化技术委员会批准，依托中国测试技术研究院化学研究所为秘书处，成立全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组（SAC/TC206/SC1/WG1，以下简称“氢能工作组”），氢能工作组负责国内氢能与燃料电池领域气体分析标准化的归口工作。工作组成立之后，在全国气体标准化技术委员会的指导下，秘书处承担单位组织科研人员，并联合工作组各成员单位，针对GB/T 37244和ISO 14687标准中规定的质子交换膜燃料电池汽车用氢气质量检测所涉及到的所有气态组分杂质和颗粒物组分杂质的取样和检测开展联合科研攻关和标准化工作，主要包括各类组分分析方法标准，气体分析术语标准，气体标准样品/物质制备方法，气体采样、取样方法标准等方面。如何确保痕量甚至是超痕量水平的测量需求，准确的取样、高水平的分析方法以及量值稳定、准确、可靠的气体标准物质是非常重要的三个环节。基于以上原则，结合全国气体标准化技术委员会在气体分析方法标准领域的经验积累和氢能工作组的技术优势，我们从2019年开始组织开展了大量针对性的标准化研究工作，目前已经联合国内外的优势分析仪器厂家共同开发了多个整体解决方案。针对不同指标灵活搭配检测仪器针对8个无机和烃类杂质组分需要3台不同仪器检测的问题，中国测试技术研究院的研究人员以岛津GC-2030气相色谱为应用测试平台，采用多阀多柱，热导检测器、火焰离子化检测器和甲烷转化炉组合的气相色谱分析方法，实现一次进样完成8个参数的准确定性定量分析，分析谱图见图1，实验表明THC、CO、CH4、CO2、Ar、O2、He、N2的线性相关系数R20.995，检出限分别为0.020 μmol/mol、0.033 μmol/mol、0.039 μmol/mol、0.14 μmol/mol、0.25 μmol/mol、0.32 μmol/mol、9.5 μmol/mol、1.7 μmol/mol。图1. 氢气中甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氧、氦、氮、氩等7个组分的连续7次进样典型谱图针对标准中限值最为严格和分析难度最大的总硫含量(4 nmol/mol)，中国测试技术研究院的研究人员开发了基于不同来源的氢气中9种典型硫化合物的低温富集与GC-SCD相结合的在线分析解决方案。此方案主要包括高准确度微痕量氢气中多组分硫化物混合气体标准物质、集成了在线动态稀释功能的半导体低温富集系统和硫化学发光气相色谱仪。结果表明此系统的校准曲线的相关系数高于0.999，仪器检出限不高于0.050 nmol/mol，方法检出限最低可达到0.01 nmol/mol，精密度和准确度令人满意（RSD5%，SD15%）。开发的系统成功地应用于实际样品分析[2]。在该方案中，将毛细管色谱柱更换为非保留色谱柱即可用于氢气样品中总硫的分析。图2. 低温富集-GC-SCD在线分析系统数据示意图（出峰顺序为：H2S、COS、CH3SH、C2H5SH、CH3SCH3、CS2、CH3SC2H5、C4H4S和C2H5SC2H5）（左图浓度为0.1、0.2、0.5、1、4、8、10、15、20、30和40 nmol/mol；右图为0.1、0.2，0.5和1 nmol/mol）图3. 燃料电池汽车用氢中痕量硫化物解决方案系统组成图标准的最大价值在于服务社会进步、经济发展和产业创新，其最大使命在于指导、规范和约束使用者得到合理、科学和准确的结论。分析方法在实验室离线使用以及现场在线应用中，要充分考虑方法的适用性、合理性、安全性和经济性，氢能工作组在充分调研和前期实验研究的基础上，紧跟国际上最新的燃料电池用氢气质量标准ISO14687：2019中规定的杂质组分组成和限值要求，分别整理了一些分析方法解决方案供检测实验室和现场参考使用，具体见表2。表2. 针对ISO 14687要求的气体杂质组分分析方法解决方案杂质参数名称限量值要求分析方法解决方案总烃（按Cl计、不含甲烷）2 μmol/mol“三阀四柱+GC-(TCD+FID+MTN)”，在线/离线（注：可采用电化学氧气分析仪在线监控O2组分）甲烷（CH4）100 μmol/mol一氧化碳（CO）0.2 μmol/mol二氧化碳（CO2）2 μmol/mol氧（O2）5 μmol/mol氦（He）300 μmol/mol氮（N2）300 μmol/mol氩（Ar）300 μmol/mol总硫（按S1计）0.004 μmol/mol“低温富集+GC-SCD”，在线/离线甲酸（HCOOH）0.2 μmol/mol“FTIR”或“低温富集+GC-MS”，在线/离线甲醛（HCHO）0.2 μmol/mol“FTIR”或“低温富集+GC-MS”或“CRDS”，在线/离线氨（NH3）0.1 μmol/mol“FTIR”或“CRDS”或“在线吸收-离子色谱法”，在线/离线总卤化合物（按卤离子计）0.05 μmol/mol无机卤化物：“在线吸收-离子色谱法”，在线/离线；有机卤化物：“预浓缩+GC-MS”或“预浓缩+GC-ECD”，在线/离线水分5 μmol/mol露点法、电容法、石英晶体震荡；在线/离线颗粒物1 mg/kg在线滤膜取样+称重法目前，氢能工作组正在组织开展的与燃料氢气质量检测相关的国家标准制修订项目有：“气体分析 质子交换膜燃料电池用氢气质量分析方法 指南（制定）”、“气体分析 微型热导气相色谱法（制定）”、“GB/T 28726-2012 气体分析 氦离子化气相色谱法（修订）”、“气体中微量水分的测定”系列标准修订，“气体中微量氧的测定”系列标准修订等；正在开展的团体标准制定项目：《气体分析 氢气中硫化物含量的测定 低温富集-硫化学发光气相色谱法》、《气体分析 氢气中氨含量的测定 光腔衰荡光谱法》、《气体分析 氢气中氩、氧、氦、甲烷、非甲烷总烃、一氧化碳、二氧化碳含量的测定 气相色谱法》。同时，氢能工作组已组织团队完成了“氢气中甲烷、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲酸、氨和氯化氢的测定 傅里叶变换红外光谱法”、“氢气中卤化物的测定 在线吸收-离子色谱法”、“甲醛的测定 低温富集-气相色谱/质谱法”、“气体中微量水分的测定 电容法”、“高压气态氢气的取样方法”等系列方法标准的前期验证试验工作，下一步将在全国气体标准化技术委员会的组织下积极申报国家标准，完善涉及燃料氢气质量检测相关的取样和分析方法标准体系，满足我国氢能产业高质量发展对气体分析标准化的需求。参考文献[1] 潘义,邓凡锋,王维康,杨嘉伟,张婷,林俊杰,龙舟,姚伟民,方正.车用燃料氢气中杂质组分分析方法标准化现状与探讨——以质子交换膜燃料电池汽车为例[J].天然气工业,2021,41(04):115-123.[2] Yi P, Feng F D, Zheng F, et al. Integration of cryogenic trap to gas chromatography-sulfur chemiluminescent detection for online analysis of hydrogen gas for volatile sulfur compounds[J]. Chinese Chemical Letters, 2021（DOI：10.1016/j.cclet.2021.05.067）（作者：中国测试技术研究院化学研究所 潘义，邓凡锋）

燃料电池是一种洁净、环境友好的发电方式，被认为是21世纪首选的清洁、高效的发电技术。质子交换膜燃料电池随着研究的深入，其性能、寿命及成本等方面得到了长足的发展，在交通、便携式电源以及分布式发电等领域得到了广泛的应用。质子交换膜燃料电池的研究主要集中在催化剂、质子交换膜、电极、极板等的研究，各部分的研究表征技术对于电池的研究是必不可少的。岛津可以提供质子交换膜燃料电池研究中涉及的各种表征分析仪器及解决方案。01电催化剂表征02质子交换膜表征03膜电极表征（整体、气体扩散层）04双极板研究表征对于质子交换膜燃料电池各部分的研究表征，岛津为您提供完整解决方案。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

国家市场监督管理总局(国家标准委)发布公告：由我国牵头修订的国际标准《使用压缩氢气的燃料电池电动汽车动力性试验方法》近日发布。近年来，燃料电池电动汽车因为零排放，成为各国汽车行业的发展重点，也是国际标准化组织的重要工作方向。试验方法在完善最高车速测试方法的基础上，进一步增加了加速能力试验以及爬坡试验，从而形成了完整的燃料电池电动汽车动力性测试方法。试验方法的发布，促进了国内国际标准相互促进融合机制的形成，提高了中国参与国际标准协调的贡献度，同时将助力中国燃料电池电动汽车产业走出去。

p　　前段时间，国务院总理李克强在日本丰田汽车北海道工厂参观考察了氢燃料电池车。这一举动，被解读为对氢燃料电池车产业释放出利好信号。/pp　　一个有些尴尬的现实是，国外的燃料电池车已实现量产，但我国车用燃料电池还处在技术验证阶段。南方科技大学机械与能源工程系教授王海江指出，我国车用燃料电池的现状是——几乎无部件生产商，无车用电堆生产公司，只有极少量商业运行燃料电池车。/pp style="text-align: center "strong　　燃料电池是“一支队伍”/strong/pp　　一般来说，单节燃料电池的电压偏低、电流偏大，在实际应用中需要由多节燃料电池串联形成电堆，以提升输出电压。/pp　　氢燃料电池的动力来源是氢气和氧气，两者会在燃料电池中开始它们的“奇幻”旅程：氢在阳极催化作用下氧化，生成质子和电子 电子经外电路做功，到达阴极 而质子通过质子交换膜从电池内部传输到阴极，质子与电子在阴极汇合并在催化作用下与氧反应生成水。/pp　　看起来似乎只是初中化学知识。但实际上，燃料电池的运作，是一个系统工程。/pp　　燃料电池不像普通蓄电池，反而更像发电机——把燃料和氧化剂“喝”进去，将电发出来。所以，除了电堆，燃料电池还有燃料供应子系统，氧化剂供应子系统，水热管理子系统以及热管理和控制系统……总之，人家是团队作战。/pp　　“燃料电池车是新能源车的一种，它是未来的发展方向之一。”中科院大连化物所燃料电池研究部部长邵志刚告诉科技日报记者，2014年年底，日本丰田公司宣布实现燃料电池车的商业化 而在国内，一切尚处于起步阶段。/pp style="text-align: center "　strong　关键材料还缺批量生产线/strong/pp　　车用燃料电池，一般为质子交换膜燃料电池。/pp　　它有两大关键部件，一个叫膜电极组件，一个叫双极板。前者其实是由“三兄弟”构成：质子交换膜、催化层和气体扩散层。/pp　　质子交换膜的主要功能是传输质子，分隔反应气体以及电子绝缘。它负责“把门”，把质子放过去，把电子拦下来 催化层主要搭载的是催化剂，催化剂可以促进氢、氧在电极上的氧化还原过程并产生电流 气体扩散层则由基底层和微孔层组成，它要求具有高导电性、导热性和疏水性。/pp style="text-align: center "　strong　这些关键材料，决定着燃料电池的寿命和性能。/strong/pp　　“巧妇难为无米之炊。我们的关键材料长期依赖国外，一旦国外禁售，我国的燃料电池产业便没有了材料基础支撑。”清华大学氢燃料电池实验室主任王诚说。/pp　　其实，这些材料我国并非完全没有，有些实验室成果甚至已达到国际水平。但是，没有批量生产线，燃料电池产业链依然梗阻。特别是在气体扩散层量产技术方面，我国还是空白。“这是因为气体扩散层的石墨化工序需要经过2000℃以上的高温才能制备，但关键设备高温炉技术还掌握在国外手中。”王诚解释。/pp　　要实现材料的批量生产，就得解决一致性和成本控制问题。它和实验室制备的难度不可同日而语。以催化剂为例，王诚告诉科技日报记者，目前商用的燃料电池催化剂仍是铂基催化剂，实验室制备水平一般为毫克级，量产技术需公斤级水平。批量生产要突破三项关键技术：一是反应条件的均一，确保批次稳定性 二是铂颗粒纳米尺寸控制，确保催化活性比表面积 三是提升碳载体的稳定性，达到车用工况下的使用寿命。/pp　　将实验室成果进行工业化放大是一项关键技术，需要企业介入。“长期以来，我国燃料电池的研发主要由高校和科研院所进行。企业持观望态度，参与得少，加入得晚。”邵志刚所在的大连化物所从1994年就开始开展车用燃料电池研究。但基础研究和应用之间的断裂，使得关键材料的工业化成为一道坎。/pp style="text-align: center "strong　　要商业化，还得强链、补链/strong/pp　　王海江此番回国，就是想带着在燃料电池领域深耕多年的经验，和团队在深圳建成燃料电池产业链。/pp　　先有了南科燃料电池有限公司，主要做电堆关键部分生产、电堆集成和测试。但如果电堆原材料均需从国外进口，成本太高。于是，团队又成立了一家公司，主攻气体扩散层、质子交换膜和催化剂三种关键材料的国产化。“到时，燃料电池的成本能下降三分之一。”王海江说。/pp　　目前，我国电堆及产业链企业数量逐渐增长，预计2018年国内电堆产能将超过40万kW。“纯电动汽车近几年有很大进步，为燃料电池的应用创造了非常好的条件。”王诚表示，“此时，我们就更需要聚焦燃料电池内核创新。”/pp　　要打破发达国家的长期技术垄断，就得加大对燃料电池核心材料产业化的投入。接受采访的专家均指出，燃料电池产业链“非常长”，涉及到氢能系统、燃料电池发电系统以及汽车等终端产品。“国内零部件、氢基础设施以及标准规范还不健全，需要强链、补链，带动新材料、新能源、汽车高端装备制造成长，才能促进燃料电池商业化提速。”王诚强调。/ppbr//p

为了降低质子交换膜燃料电池的制造成本，我们通常会使用颗粒很小但表面积很大的碳颗粒负载催化剂在电极上。这种催化剂在阳极帮助质子很快地传递到膜上，而在阴极则协助产生水。质子导电电解质如Nafion在这个过程中扮演着重要角色，它有效地将质子在催化剂层内传递。质子导电电解质的存在让催化剂能在三维空间里发挥作用，只有那些直接接触膜的催化剂才能发挥作用，其他部分催化剂会被浪费掉。新制造的低负载催化剂PEM燃料电池在开始运行时不会立即达到最佳性能，通常需要一个预处理或磨合期。在这段时间内，电池性能会逐渐提高，根据不同的元件组合可能需要数小时甚至数天。这段时间不仅消耗了氢燃料，还会延长整个燃料电池调试过程。本研究通过三种不同的PEM燃料电池活化方法（1，2，3）对催化剂性能提升的影响进行了分析： 一、先CO氧化剥离再升高温度和压力（升温升压）活化图1 铂负载0.17 mg cm-2 时CO氧化剥离与升温升压结合对燃料电池性能的影响 阴极由30%的Nafion和70%的E-TEK 20% Pt/Vulcan XC-72组成，Pt负载为0.17 mg cm-2。 测试在35℃的电池温度下进行，氢气和空气加湿温度为45℃(35/45/45℃，电池温度35℃，阳极增湿45℃，阴极增湿45℃。曲线1为电池经过4 h以上的磨合过程后的性能。在大多数时间内，将电池电压设置在0.4 V左右，并在上述温度下周期性地将负载从OCV扫至0.1 V左右。在此过程中，电池性能逐渐提高，但约3 h后，电池性能不再明显提高。然后进行了3次CO氧化剥离循环。第一次、第二次、第三次CO氧化剥离后的燃料电池性能分别用曲线2、3、4表示。如图所示，每次CO氧化剥离后，燃料电池的性能都有了相当大的提高。当进行第四次CO氧化剥离时，没有观察到进一步的增加。因此，曲线4代表了该MEA使用CO氧化剥离所能达到的最佳性能。将燃料电池暴露在一个升温升压过程中，在75/95/90℃和20/30 psig下持续1小时。在条件返回到35/45/45℃后，再次测量其性能。图1中的曲线5说明了燃料电池的性能得到了进一步的提高。实际上，无需进行四次CO氧化剥离，仅进行升温升压活化即可达到曲线5所示的性能。换句话说，如果使用升温升压进行活化，从性能的角度来看，不需要进行任何预先的CO氧化剥离活化。最后发现，如果在升温升压活化后进行CO氧化剥离，燃料电池的性能可以进一步提高，如图1曲线6所示。如果在第一次活化之后重复使用升温升压进行另一次活化无法实现性能提升。显然，在升温升压活化后进行CO氧化剥离可以进一步提高燃料电池的性能。图2 铂负载0.3 mg cm-2 时CO氧化剥离与高温高压相结合对燃料电池性能的影响在阴极Pt负载为0.3 mg cm-2的催化剂涂层膜(CCM)上进行了类似的测试，结果如图2所示。曲线7是燃料电池在磨合过程完成后的性能。曲线8和曲线9表示两次CO氧化剥离后的性能。第三次CO氧化剥离时，性能与曲线9相似。因此，曲线9代表了CO氧化剥离所能达到的最佳性能。然后在75/95/90℃和20/30 psig下使用升温升压进行活化1小时。之后在35/45/45℃下的燃料电池性能如曲线10所示。显然，升温升压活化实现了显著的增加。当进行额外的CO氧化剥离时，燃料电池的性能再次提高，如曲线11所示。二、先析氢再升温升压活化图3 升温升压结合析氢对燃料电池性能的影响曲线12是完成磨合过程的性能。曲线13、14、15为三次析氢活化循环后的表现。第一次析氢比第二次更能提高燃料电池的性能，第二次比第三次更能提高燃料电池的性能。之后，将燃料电池暴露在75/95/90℃和20/30 psig的条件下1小时。活化后，再次测试燃料电池在35/45/45℃下的性能，结果如图3曲线16所示。通过此活化实现了性能的进一步提高。当使用升温升压进行第二次活化时，当电流密度低于1.3 A cm-2时，燃料电池的性能略有提高，但当电流密度高于1.3 A cm-2时，性能略有下降。三、先升温升压再析氢和CO氧化剥离 图4升温升压结合析氢和CO氧化剥离对燃料电池性能的影响曲线19（对比曲线18）显示，在活化步骤后，在75/95/90℃和20/30 psig下使用升温升压，持续1小时，观察到性能显著提高。然后进行析氢步骤，实现了性能的提高(曲线20与19)。析氢后，进行CO氧化剥离，但没有观察到性能的提高(曲线21与曲线20)。这些结果表明，在使用升温升压活化后，无论是析氢还是CO氧化剥离都能够将燃料电池推向最大性能。四、结论这些活化方法是(1)升高温度和压力，(2)析氢，(3) CO氧化剥离。这些方法中的任何一种都可以有效地激活PEM燃料电池，但仅使用一种方法无法完成活化。当方法(2)或(3)在方法(1)之前进行时，活化结果与方法(1)本身相似。换句话说，在实施方法(1)之前，不需要按照方法(2)或(3)进行任何激活。 燃料电池测试系统980pro但是，在方法(1)之后进行方法(2)或(3)时，可以进一步提高燃料电池的性能，在这种情况下，使用方法(2)或(3)都可以获得类似的结果。因此，活化程序的最佳组合是在高温高压下进行活化，然后进行析氢或CO氧化剥离，这样才能最大限度提升燃料电池的性能。参考文献 [1] Xu Z , Qi Z , He C ,et al.Combined activation methods for proton-exchange membrane fuel cells[J].Journal of Power Sources, 2006, 156(2):315-320.DOI:10.1016/j.jpowsour.2005.05.072.以上内容由理化有限公司技术中心整理，有不足之处请指正，转载请注明出处。