燃料電池增濕器的“寂寥”與“商機(jī)”

燃料電池電堆在反應(yīng)過程中，質(zhì)子交換膜需維持一定的濕度以保證較高的反應(yīng)效率，因此要求反應(yīng)介質(zhì)需攜帶一定量的水蒸氣進(jìn)入電堆，這一步通常通過增濕器來實現(xiàn)。

作為燃料電池系統(tǒng)的一個重要部件，增濕器領(lǐng)域的參與者卻是十分少，原因在于其技術(shù)門檻高而市場需求偏小。

據(jù)了解，目前國外僅有美國博純、韓國科隆、德國科德寶等幾家公司基于客戶需求，開發(fā)出滿足備用電源、實驗室測試臺和氫燃料電池公交車等不同工況下使用的增濕器產(chǎn)品。

其中，美國博純在增濕器領(lǐng)域已有幾十載的研發(fā)歷史，產(chǎn)品具有一定先進(jìn)性，在中國占有較高的*。公司FC™ 系列加濕器是利用燃料電池排出的水，通過 Nafion 管壁滲透到進(jìn)氣中進(jìn)行加濕。韓國科隆、德國科德寶公司增濕器產(chǎn)品在中國市場同樣占有一席之地，產(chǎn)品核心部件分別采用聚砜均質(zhì)中空纖維管和夾層復(fù)合平板膜。

知情人士透露：“上成熟的增濕器產(chǎn)品壽命表現(xiàn)整體較為不錯，當(dāng)然也取決于終端設(shè)備的使用工況，例如運行在叉車上（工廠污染小的前提下），美國博純FC™ 系列加濕器壽命能達(dá)2萬小時；運行在戶外燃料電池汽車上時，如果前端過濾不夠有效，增濕器的使用壽命會受當(dāng)?shù)乜諝忸w粒物含量、有害物質(zhì)影響。”

而相較于國外較為成熟的增濕器產(chǎn)品，國內(nèi)因為起步較晚，目前伊騰迪實現(xiàn)增濕器產(chǎn)品商業(yè)化，同時也有大洋電機(jī)、上海華熵等少數(shù)幾家企業(yè)涉足增濕器研發(fā)。

據(jù)悉，伊騰迪所采用的中空纖維加濕器內(nèi)是親水材料制備的均質(zhì)無孔中空纖維束，水（或排氣）從中空纖維束外測流過，加濕氣體從中空纖維束內(nèi)測流過，水由于濃度差的作用從中空纖維外側(cè)擴(kuò)散至內(nèi)側(cè)，并蒸發(fā)進(jìn)入反應(yīng)氣體中，完成對氣體的加濕。通過調(diào)節(jié)氣體流量，中空纖維材料、中空纖維絲表面積、水溫（或排氣溫度）、水（或排氣）的流量、氣液相間壓差來改變中空纖維加濕量的大小。

伊藤迪*鄭家銓表示，公司增濕器在價格上比進(jìn)口更有優(yōu)勢，原因在于產(chǎn)品的原材料是國內(nèi)的，成本可以控制，性價比高。

使用壽命方面，鄭家銓透露：“我們增濕器的設(shè)計壽命大概在2W小時以內(nèi)，一般情況下，不超過我們額定的工況溫度、壓力，產(chǎn)品耐久性就不會受到很大影響。而且，我們一般會給到客戶5年或20萬公里質(zhì)保期，目前有幾個客戶已經(jīng)裝車在跑，還沒出現(xiàn)什么問題。”

值得一提的是，高工氫電從燃料電池系統(tǒng)集成商處了解到，系統(tǒng)在集成時，一般會根據(jù)電堆廠家的要求來選用增濕器。不同電堆廠家的產(chǎn)品，對增濕器的要求也不一樣。

一位技術(shù)人員透露：“目前增濕器是國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)上*的一個部件，但公司電堆產(chǎn)品在濕潤的南方地區(qū)運行時，對配套的增濕器要求沒那么高，因為當(dāng)?shù)乜諝鉂穸缺容^大，而在比較干燥的北方地區(qū)，增濕效果要求則會相對變高。”

在這位技術(shù)人員看來，增濕器體積難以做小，且制造和維護(hù)成本高，若電堆設(shè)計得當(dāng)，對增濕器效果要求沒那么高，因此未來或許可以學(xué)習(xí)日本豐田，通過溫度控制和陽極水循環(huán)做到自增濕，取締增濕器這一部件。

不過，自增濕除了對電堆性能要求高，對控制策略要求更高。總的來說，實現(xiàn)自增濕的技術(shù)難度非常大，難以實現(xiàn)。這意味著增濕器產(chǎn)品依然有其應(yīng)用價值與市場空間。