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适配大功率,国产化产品抢占燃料电池增湿器市场

日期:2023-10-24    来源:氢启未来网  作者:安熠

国际氢能网

2023
10/24
16:57
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关键词: 氢燃料电池电堆 燃料电池增湿器 氢能产业

氢燃料电池电堆在反应过程中,质子交换膜需要处于水饱和状态来保持较高的反应效率和导电性,因此反应介质需要通过增湿器来携带一定量的水蒸气进入电堆。

增湿器也被称为燃料电池的“肺泡”,由特种材料制成的膜管内外形成独立的干湿通道,通过回收电堆中的水分和热量,使其在膜管内外两侧进行湿热交换,达到电堆所需要的温度和湿度。

燃料电池增湿器工作原理

图片来源网络

在燃料电池系统的构成中,增湿器只占整体成本的5%左右,但是作为燃料电池系统中进气加湿的关键零部件,实现增湿器国产化将是实现燃料电池的降本的重要一环。

图源网络

经过国产增湿器厂家的努力,国产增湿器在核心材料和制作工艺上都有所突破。出于降本增效的考虑,增湿器产品的国产化替代需求上涨,部分企业已从测试研发向小规模的生产逐渐过渡,改变了国外产品垄断的市场格局。

网络公开数据显示,2023年国产增湿器产品市场占比已经接近一半,并呈现出上升趋势。

以下为近两年部分增湿器相关企业的动态。

深圳伊腾迪新能源有限公司开发的采用新型中空纤维膜管开发的第三代增湿器,增湿性能比第二代增湿器提升了20%,解决了中空纤维膜管增湿器长期存在的技术难题。伊腾迪的增湿器产品已经应用于交通物流、发电设备、船舶、飞机等燃料电池应用场景。

图源:伊腾迪

魔方氢能源科技有限公司发布产品进展,增湿器产品可覆盖7kW-240kW的设备,其Z30P型号燃料电池增湿器产品已通过多家客户测试,并顺利通过检测,现已完成批量订单签订。魔方氢能针对大功率电堆已经开发出了可以适配250kW燃料电池系统的增湿器。

沃瑞科技有限公司旗下的沃瑞氢能批量出货260台燃料电池叉车系统用增湿器。在此之前沃瑞氢能已经在增湿器领域推出了>150kW折叠式膜增湿器和<120kW以下的管束式增湿器产品。

鸾鸟电气(上海)有限公司目前已开发出加湿器总成产品,并通过第三方CNAS认证,产品支持定制交付。

LN-HITA系列燃料电池加湿器总成

图源网络

从上述信息可以看到,国内已有一部分厂商可以根据客户需求定制开发增湿方案,以匹配大功率系统,这是国外厂商生产的标准产品不能满足的市场需求,能够加快增湿器的国产化替代进程。

魔方氢能董事长华周发分析称,大功率增湿器的各个厂家趋于根据客户需求进行定制化开发,在技术层面没有难题,主要是不断提升产品性价比。

不过也有专家表示,现阶段国产增湿器缺乏实际装车数据积累,在产品的耐久性和可靠性上还需要有数据支撑。

“目前有些增湿器企业给我们送来样品,但并不是每款产品都能满足基本的要求。”国内一家燃料电池系统企业技术总监分析称,国产增湿器企业要具备一定的测试验证能力,不能把所有的测试验证都交给系统厂商去完成。

为此,武汉中极氢能产业创新中心有限公司(简称“中极氢创”)针对增湿器专用研发的国内首套400kW增湿器测试台发布,顺利通过出厂前的各项检验和客户方的预验收。

图源:中极氢创

魔方氢能董事长华周发分析称,各个厂家趋于根据客户需求进行大功率增湿器的定制化开发,在技术层面没有难题,主要是不断提升产品性价比。

即使有企业已经进行国产化开发,但相比于空压机、DCDC等部件,增湿器由于研发成本高,国产化进程发展缓慢,还需要持续进行技术研发和降本探索。

图片来源:伊腾迪

上图提到,增湿器在技术方面将朝着“小型化”、“耐高温”、“模块化”和“数字化”方向发展。

沃瑞氢能相关负责人表示,“小型化”是国产增湿器产品的竞争力之一:“以匹配180kW系统的产品为例,一套增湿器的体积几乎能占到系统1/3的大小,太大了,未来增湿器的体积一定是要变小的,而且成本要低。”

沃瑞氢能发布的信息显示,沃瑞氢能已经根据“小型化”需求研发出了折叠式膜增湿器,产品性能相同的情况下其体积是平板膜增湿器的30%,管束式增湿器的50%,这种技术能够满足大功率燃料电池厂家对燃料电池系统体积控制的需求。

一家燃料电池企业负责人表示:“增湿器技术未来攻关的核心关键点在核心膜管材料和密封工艺。”该负责人认为,增湿器未来会从材料、工艺、国产化角度实现降本增效,并向着适配大功率燃料电池系统的方向发展。

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