氫燃料電池極板測試：快速溫變試驗箱模擬 “冷啟動 - 熱循環(huán)” 全工況

氫燃料電池的工作原理基于氫氣與氧氣的電化學(xué)反應(yīng)，極板在其中扮演著傳導(dǎo)電流、分配反應(yīng)氣體以及散熱等多重關(guān)鍵角色。在實際應(yīng)用中，燃料電池會面臨各種復(fù)雜的環(huán)境溫度變化，從寒冷的冬季低溫冷啟動，到運行過程中的發(fā)熱導(dǎo)致的熱循環(huán)，極板需始終保持穩(wěn)定性能。若極板在這些工況下出現(xiàn)性能衰退，如熱震導(dǎo)致的材料開裂、腐蝕引發(fā)的導(dǎo)電性能下降等，將嚴重影響燃料電池的整體性能與壽命。

快速溫變試驗箱能夠精準模擬從低溫到高溫的急劇變化過程。在冷啟動模擬中，試驗箱可迅速將溫度降低水平，如 - 40℃甚至更低，模擬極寒環(huán)境下燃料電池的啟動情況。研究表明，在這樣的低溫環(huán)境中，極板材料的特性，如熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率等，對電池能否成功啟動以及啟動時間有著關(guān)鍵影響。通過試驗箱模擬，能深入探究極板在低溫下的性能變化，為優(yōu)化材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。例如，通過對比不同材料極板在冷啟動時的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)某些復(fù)合材料極板在低溫下展現(xiàn)出更好的柔韌性與導(dǎo)電性，有助于提升電池的冷啟動性能。

而在熱循環(huán)模擬方面，試驗箱可按照設(shè)定的程序，模擬燃料電池在不同負載下的溫度波動。在燃料電池運行時，由于反應(yīng)放熱，極板溫度會迅速升高，且隨著負載變化而波動。頻繁的熱循環(huán)會使極板承受熱應(yīng)力，可能導(dǎo)致材料疲勞、涂層脫落等問題。快速溫變試驗箱能以高精度模擬這種熱循環(huán)工況，每分鐘的溫變速率可達數(shù)攝氏度甚至更高，精確控制溫度變化范圍與速率，模擬實際運行中的各種熱循環(huán)場景。科研人員通過監(jiān)測極板在熱循環(huán)過程中的性能參數(shù)，如電阻變化、氣體滲透率等，評估極板的抗熱震性能與穩(wěn)定性。