Eine präzise und anpassungsfähige Regelung des Systemdrucks und des Massenstroms der Gasleitungen kann den entscheidenden Unterschied bei der Entwicklung eines effizienten Wasserstoff-Brennstoffzellensystems ausmachen. In diesem Artikel gehen wir auf die verschiedenen Sensortechnologien in Brennstoffzellenanwendungen ein und erörtern, wie Massenfluss- und Druckgeräte zur Optimierung dieser Technologien eingesetzt werden.

Schnelle und genaue Instrumente im gesamten Brennstoffzellensystem erleichtern die Arbeit bei der Durchführung von Prüfung und Diagnose von PEM-Brennstoffzellenund die hohen Durchsatzraten ermöglichen eine einfache Skalierung der Prozesse während des Entwicklungsprozesses.

Die Regulierung der Oxidationsmittel- und Reaktionsmittelverhältnisse und -verteilungen in den Gasdiffusionsschichten von Stacks ist der Schlüssel zur Aufrechterhaltung der Effizienz der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie, was eine zuverlässige und schnell reagierende Durchflussregelung zu einem unschätzbaren Vorteil für Brennstoffzellenprüfstände macht.

Wenn die Prozessbedingungen hohe Drücke und niedrige Durchflussraten beinhalten, ist ein Coriolis-Massendurchflussregler ist eine zuverlässige, hochpräzise Option. Für höhere Durchflussraten der Ein- und Ausgänge der Hauptleitung ist ein Differenzdruck (DP) Massendurchflussregler kann zur gleichzeitigen Überwachung von Druck und Massedurchfluss über einen großen Bereich von Durchflussraten verwendet werden. Außerdem ist es wichtig, dass Aufrechterhaltung einer strengen Gegendruckkontrollewas in Umgebungen mit hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und Nässe schwierig sein kann.

Wie bei der Elektrolyse wird ein Mehrdüsen-Gegendruckregler ist gut geeignet, um ideale Reaktionsbedingungen in Brennstoffzellensystemen aufrechtzuerhalten, und ermöglicht unter den meisten Testbedingungen eine Druckregulierung bis zu 0,0001 PSIG. Wir bieten auch DP-Massendurchflussmesser aus rostfreiem Stahl die schnelle und genaue Massedurchflussmessungen liefern, unbeeinflusst von Feuchtigkeit, die das Gerät passiert.

Eine weitere Herausforderung ist die Regulierung der Temperatur im Stack, um eine gleichmäßige Energieverteilung zu gewährleisten. Eine unsachgemäße Regulierung kann zu Effizienzverlusten und sogar zu Schäden an den Stackelementen führen. Diese Herausforderung wird mit zunehmender Anzahl der Zellen immer schwieriger. Einbindung von Differenzdruck-Massendurchflussregler mit einer Ansprechzeit von <50 ms und einem Turndown-Verhältnis von 10.000:1 können eine schnelle und stabile Temperaturregelung gewährleisten.

Befeuchtung ist ebenso wichtig, um eine effiziente Protonenleitfähigkeit in der Elektrolytschicht zu gewährleisten, da ein Überschuss oder ein Mangel an Wasser die Effizienz der Brennstoffzelle stark beeinträchtigen kann.

Sobald die optimalen Gasverhältnisse, Durchflussraten, Drücke und Temperaturen festgelegt sind, können die Alicat-Lösungen zur Regelung und Überwachung Ihrer fertigen Brennstoffzellensysteme eingesetzt werden.

Druckregelungseinheiten können in Kombination mit externen Sensoren zur Regelung des Drucks vor der Sensorposition verwendet werden. In Hochtemperatur- und Hochfeuchteleitungen können auch externe Sensoren und Ventile zur Druckregelung eingesetzt werden. Kurze Ansprechzeiten und Turndown-Verhältnisse von bis zu 10.000:1 sorgen dafür, dass Druck- und Massendurchflussregler den Wasserstofffluss in Vorwärmsystemen präzise steuern und die Effizienz des Brennstoffzellensystems aufrechterhalten können. In der Zwischenzeit sorgt ein Gegendruckregler mit mehreren Öffnungen für die Aufrechterhaltung des Abgasausstoßes.

Die Dichtheitsprüfung von Brennstoffzellensystemen - insbesondere die Dichtheits- und Durchlässigkeitsprüfung von Membranen - ist von entscheidender Bedeutung für die Gewährleistung gleichmäßiger Durchflussraten, die Aufrechterhaltung der Prozesseffizienz und die Minimierung des Verlusts von Reaktanten wie hochwertigen Schwermetallen in den Katalysatorschichten von Membran-Elektroden-Einheiten. Dies kann bei Brennstoffzellensystemen mit größerem Volumen eine besondere Herausforderung darstellen, da die Prüfung von mehrstufigen Prozessen zu Durchflussspitzen während des Prüfverfahrens führen kann.

Dichtheitsprüfstationen bestehen in der Regel aus zwei Komponenten. Die erste ist eine Doppelventil-Druckregler das alle 30 ms Messungen vornimmt und sicherstellt, dass das zu prüfende Element auf einem bestimmten Druck bleibt, während der He-Verbrauch minimiert wird. Die hochempfindliche PID-Abstimmung und die Sollwertrampenfunktion schützen die Membran vor Durchflussspitzen während der Prüfung. Dies wird kombiniert mit einer Massendurchflussmesser mit geringem Druckabfall zur Charakterisierung kleinster Lecks mit einem Druckabfall von nur 0,07 PSID über die Einheit. Diese beiden Instrumente können von einem einzigen Computer/SPS mit einer Reihe von Kommunikationsprotokollen für eine einfache Automatisierung und Datenanalyse gesteuert werden

Lösungen für andere Bereiche der Brennstoffzellenforschung

Für die vielen anderen Prozesse und Tests, die in der Forschung und Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen erforderlich sind (z. B. Katalysatorverifizierung und Elektrodentests), haben wir eine Reihe von kundenspezifischen Lösungen für Massenfluss und Druck, die eine Vielzahl von Technologien verwenden.

Wenn Sie Fragen zu Lösungen für die Regulierung und Prüfung von Wasserstoff-Brennstoffzellen haben, Kontakt zu unseren Anwendungsingenieuren um eine Lösung für Ihren Prozessbedarf zu finden.

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