質子交換膜電解槽測試解決方案

      在“雙碳"目標背景下，氫能在國家戰略層面的戰略地位愈發凸顯。將電解水技術與可再生能源發電相結合，可將多余的電能以化學能的方式儲存在氫氣中，平抑可再生能源波動，提高消納水平，推進能源清潔化替代。

      質子交換膜（PEM）電解水技術具有直流電耗低、電流密度高、電解槽體積小、運行壓力高并可差壓運行、功率調節范圍寬等優勢，與波動性較大的風電和光伏有很好的適配性，近年來發展迅速。

      制氫系統的運行效率與電解槽的性能直接相關，根據《低溫水電解制氫系統穩動態及電能質量性能測試方法》，制氫系統的測試方案包括穩態運行性能（產氫試驗、能耗試驗、效率試驗）和暫態運行性能（啟動試驗、關機試驗、熱待機狀態試驗、調節范圍試驗、暫態響應試驗等）。針對PEM電解槽的性能測試，歐盟委員會聯合研究中心（JRC）提出了相應的測試流程，如極化曲線、電化學測試、敏感性測試、耐久性測試、單體一致性分析、氫中氧/氧中氫在線測試等。以極化曲線的測試為例：在恒定槽溫以及恒定氣壓的條件下，以一定步長的供電電流的變化引起電解槽電壓改變，通過I-V曲線檢測電解槽的性能。PEM電解槽測試解決方案正是參考以上標準進行設計。

產品外觀示意圖

      HETS-PWE-S系列旨在為PEM電解槽制氫提供一個精準、可靠和便捷的測試平臺，分為桌面式（單池）、臺架式以及集裝箱式。由氣液分離單元、氣體濃度監測單元、氣體冷卻干燥及水熱管理模塊、壓力聯動控制模塊、測控單元與安全保護模塊等組成。通過測試系統平臺的在線數據監測和處理，分析被測電解槽的性能、壽命、可靠性和安全性等，適用于PEM電解槽的研發、檢定和下線測試。下圖為500W電解槽測試臺的相關測試數據。

極化復合電壓方波耐久測試

電解槽耐久測試溫度控制

（1）高精度、高可重復性的電化學測試能力；

（2）氫氣/氧氣自動背壓控制，滿足常壓到高壓范圍陰陽極均壓、差壓的控制能力；

（3）具備水路溫度/壓力/流量精準調節、電導率在線監測、自動補水、電解液回收（大功率測試臺）等功能；

（4）具備高效氣水分離、氧中氫/氫中氧（選配）濃度在線檢測、氮氣自動吹掃等功能；

（5）具備強大的數據記錄與分析、軟硬件多級安全保護策略和功能；

（6）具備自定義腳本、單電池電壓監測、高精度數據采集和控制功能，滿足7×24小時無人值守全自動運行；

（7）10%~150%寬功率工況精準調控能力；

（8）系統設計美觀，各類接口功能齊全，操作方便，結構模塊化設計方便運輸及現場安裝；

（9）系統兼具對AEM電解槽單池制氫系統進行測試的功能（桌面式測試臺）。

       PEM電解槽測試解決方案包含的電解槽測試系統產品已有完整譜系，包括單池、多通道單池、短堆以及兆瓦級等，產品應用于多家一線企業和高校。