作為電化學(xué)研究與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域值得信賴的儀表和軟件開(kāi)發(fā)商，Scribner, LLC 提供的解決方案不斷刷新儀表控制和數(shù)據(jù)分析方面的標(biāo)準(zhǔn)。Scribner 專門制造電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存領(lǐng)域的測(cè)試設(shè)備，要求其燃料電池測(cè)試系統(tǒng)在氣流中產(chǎn)生穩(wěn)定、可重復(fù)的水氣量或濕氣量。

　　挑戰(zhàn)：在高露點(diǎn)環(huán)境中校準(zhǔn)燃料電池測(cè)試系統(tǒng)

　　水氣在多種電化學(xué)過(guò)程和反應(yīng)中起著重要作用。例如，燃料電池將反應(yīng)物（通常是氫和氧）的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。燃料電池由兩個(gè)電極組成（陽(yáng)極和陰極），通過(guò)電絕緣但離子導(dǎo)電的離聚物薄膜隔開(kāi)。低溫燃料電池中常用的隔離膜是聚合物電解質(zhì)膜 (PEM)，也稱為質(zhì)子交換膜。氫氣被饋送到燃料電池陽(yáng)極，在陽(yáng)極上氧化形成質(zhì)子和電子。電子被迫流過(guò)外部電路，而質(zhì)子則通過(guò) PEM 隔離膜遷移到陰極。在陰極上，氧氣與電子和質(zhì)子結(jié)合形成水。燃料電池產(chǎn)生的電能可以做有用功，例如運(yùn)行電機(jī)。

　　離聚物膜的質(zhì)子傳導(dǎo)很大程度上取決于是否存在水。在干燥條件下，PEM 是非常差的導(dǎo)體，表現(xiàn)出高電阻，會(huì)降低燃料電池的性能。但在有水存在的情況下，該膜是良好的質(zhì)子導(dǎo)體，表現(xiàn)出低電阻，可提高燃料電池的性能。在燃料電池測(cè)試中，濕度是一個(gè)重要的測(cè)試參數(shù)，因此控制氫燃料和含氧空氣的水氣含量非常重要。

　　在高露點(diǎn)環(huán)境中開(kāi)發(fā)高質(zhì)量燃料電池和膜研發(fā)儀器的公司面臨著特定的校準(zhǔn)和測(cè)量挑戰(zhàn)。保持準(zhǔn)確穩(wěn)定的濕度水平至關(guān)重要，因?yàn)闈穸茸兓瘯?huì)影響燃料電池測(cè)試數(shù)據(jù)的可重復(fù)性和準(zhǔn)確度，僅僅一度的露點(diǎn)差異就可能導(dǎo)致相對(duì)濕度偏差 5%。校準(zhǔn)程序必須考慮高濕度環(huán)境的特定挑戰(zhàn)，并采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)以確保結(jié)果一致、可靠。

　　電化學(xué)系統(tǒng)內(nèi)較高的水氣濃度還可能導(dǎo)致過(guò)度冷凝、積聚和系統(tǒng)組件損壞，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差和傳感器使用壽命縮短。

　　為了滿足高露點(diǎn)環(huán)境中苛刻的校準(zhǔn)要求，Scribner 轉(zhuǎn)而選用維薩拉提供的濕度和溫度監(jiān)測(cè)解決方案，取得了良好的效果。

　　解決方案：良好的濕度和溫度監(jiān)測(cè)

　　Scribner 的燃料電池和膜測(cè)試系統(tǒng)需要產(chǎn)生穩(wěn)定、可重復(fù)的露點(diǎn)，以在一系列溫度和壓力下精確控制加濕。在可信客戶的推薦下，Scribner 自 2006 年起一直使用維薩拉 HMT337 濕度和溫度變送器，后來(lái)轉(zhuǎn)而使用維薩拉的新一代 HMP7 探頭解決方案。

　　“我們相信，如果維薩拉解決方案可以令他們滿意，那么它也會(huì)令我們滿意，”Scribner 首席研究員 Kevin Cooper 博士說(shuō)。“我們開(kāi)發(fā)了一種定制露點(diǎn)室，通過(guò) Swagelok 接頭固定維薩拉探頭，可進(jìn)行溫度控制，并具有供氣體流入和流出的端口。該露點(diǎn)室可加熱到比校準(zhǔn)程序的最大預(yù)期露點(diǎn)高 10 攝氏度。”

　　Scribner 在內(nèi)部使用維薩拉儀表來(lái)校準(zhǔn)其燃料電池和膜測(cè)試系統(tǒng)中使用的加濕器。加濕器設(shè)計(jì)用于輸送露點(diǎn)高達(dá) 120 攝氏度的氣體，在 80 攝氏度露點(diǎn)下進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　公司的 740 膜測(cè)試系統(tǒng) (MTS) 使用 HMT337 的 OEM 版本 HMT317 進(jìn)行實(shí)時(shí)就地露點(diǎn)監(jiān)測(cè)。結(jié)合測(cè)得的過(guò)程溫度，測(cè)得的露點(diǎn)可提供實(shí)時(shí)相對(duì)濕度 (RH)，這是 Scribner 客戶的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)。

　　憑借良好的濕度和溫度監(jiān)測(cè)集成，即使在苛刻的高濕度環(huán)境中，Scribner 也可以實(shí)現(xiàn)精確和準(zhǔn)確的燃料電池測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)。

　　優(yōu)點(diǎn)：可在性能至關(guān)重要的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速且可重復(fù)的測(cè)量校準(zhǔn)

　　對(duì)于 Scribner 來(lái)說(shuō)，采用可靠的濕度傳感器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至關(guān)重要。由于濕度控制系統(tǒng)的定期校準(zhǔn)和驗(yàn)證對(duì)于確保準(zhǔn)確度和可重復(fù)性至關(guān)重要，因此 Scribner 將四個(gè)維薩拉儀表成對(duì)輪流使用和停用，將當(dāng)前校準(zhǔn)的兩個(gè)儀表部署六個(gè)月，然后將它們送回維薩拉進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　“作為一款可靠的產(chǎn)品，維薩拉 HMT337 滿足我們?cè)诠ぷ鳒囟群吐饵c(diǎn)范圍、準(zhǔn)確度等方面的技術(shù)規(guī)格要求。這款儀表不僅具有我們所看重的性能潛力和高露點(diǎn)測(cè)量能力，其外形尺寸也適合我們，”Cooper 繼續(xù)說(shuō)道。“我們喜歡維薩拉儀表。它一直表現(xiàn)良好。”

　　通過(guò)在受控濕度條件下運(yùn)行測(cè)試、監(jiān)測(cè)水氣含量并分析結(jié)果的一致性和可重復(fù)性，Scribner 能夠優(yōu)化其加濕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作。Scribner 已售出 700 多個(gè)集成燃料電池測(cè)試系統(tǒng)，其中也包括加濕系統(tǒng)，因此需要使用維薩拉儀表對(duì)每個(gè)加濕器單元進(jìn)行露點(diǎn)校準(zhǔn)。此外，如果沒(méi)有實(shí)時(shí)就地露點(diǎn)監(jiān)測(cè)，Scribner 的 740 MTS 解決方案將不可行。維薩拉 HMT337 對(duì)該儀器的功能和性能至關(guān)重要。

　　HMT337、HMT317、HMM170 和新一代 HMP7 都采用維薩拉特有的加熱探頭測(cè)量技術(shù)，成功解決了許多高濕度測(cè)量挑戰(zhàn)。加熱探頭依賴于復(fù)合濕度傳感器和粘合溫度傳感器。借助復(fù)合傳感器，Scribner 可以監(jiān)測(cè)露點(diǎn)，并結(jié)合測(cè)試溫度計(jì)算陽(yáng)極和陰極耗材的相對(duì)濕度。

　　加熱探頭具有獨(dú)立的電阻加熱器，安裝在探頭內(nèi)，并通過(guò)內(nèi)部測(cè)量的相對(duì)濕度控制。控制算法設(shè)計(jì)使探頭溫度始終高于環(huán)境溫度幾度，這樣一來(lái)，即使測(cè)量環(huán)境處于露點(diǎn)溫度，水也不會(huì)凝結(jié)在復(fù)合傳感器上。

　　通過(guò)利用具有適當(dāng)靈敏度、準(zhǔn)確度和響應(yīng)時(shí)間的濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（例如維薩拉相對(duì)濕度和溫度探頭 HMP7），Scribner 確?？蛻裟軌蜃孕诺卦u(píng)估燃料電池在多種操作條件下的性能、效率、穩(wěn)定性和耐用性。

　　精密測(cè)量：推動(dòng)氫經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新

　　由于氫適用于廣泛的應(yīng)用，它注定成為即將到來(lái)的低碳經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。作為全球氫燃料電池市場(chǎng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域所用測(cè)量?jī)x表的設(shè)備生產(chǎn)廠商，維薩拉自上世紀(jì) 90 年代中期的氫燃料電池早期開(kāi)發(fā)階段起就作為值得信賴的供應(yīng)商，為氫燃料電池的開(kāi)發(fā)提供耐用技術(shù)支持。像 Scribner 這樣值得信賴的企業(yè)依靠維薩拉的技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效且耐用的燃料電池系統(tǒng)。

　　可持續(xù)發(fā)展是燃料電池行業(yè)的驅(qū)動(dòng)力，影響著技術(shù)進(jìn)步、政策決策和行業(yè)增長(zhǎng)。燃料電池能源效率高、排放少，燃料補(bǔ)充迅速，為實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的能源發(fā)展前景提供了一條光明的道路，從而可實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。由于成本、性能和耐用性仍然是燃料電池行業(yè)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，維薩拉的工業(yè)監(jiān)測(cè)解決方案使 Scribner 等具有前瞻性思維的組織能夠克服關(guān)鍵的技術(shù)障礙，開(kāi)發(fā)更清潔、更通用的能源解決方案。