为燃料电池提供洁净空气

科德宝过滤技术为氢能汽车提供燃料电池过滤解决方案

我们都希望充斥着有毒废气的城市环境能够成为过去。为了改善空气质量，越来越多的新型驱动技术应运而生。在某些情况下，它们不失为一种行之有效的选择。燃料电池就是其中之一，为常规内燃机提供了一种灵活、可持续的替代方案。然而，氢能汽车也受到粉尘和有害气体的影响，需要滤清器对燃料电池中用于化学反应的空气进行有效过滤。科德宝过滤技术公司正致力于通过化学过滤和物理过滤相结合的过滤解决方案来解决这一难题，以确保燃料电池滤清器的更高过滤性能。

不断上涨的天然气价格和持续的气候变化，让出行方式向环保型能源的转换势在必行。科学家和业内专家正致力于在不牺牲人们日常便利性的前提下，找到更为环保的驱动技术。根据目前的研究，没有任何一种技术可以完全取代传统的内燃机。因此，多种新型驱动概念并存将会是未来的发展趋势。全电动汽车的续航里程仍然有限，这使得它们更适合短途旅行。然而，依赖可靠的远距离解决方案的个人或公司则需要燃料加注速度更快的车辆。大型汽车、公共汽车或卡车所需要的电力远高于比一块电池所能提供的电力。燃料电池可以对锂电池的短板给予很好的补充，燃料电池汽车的氢油箱只需要几分钟便可完成加注。锂电池和燃料电池的组合也提供了更大的应用范围和更强劲的动力。专家估计，到2050年，全球将有超过1亿辆氢动力汽车上路。

燃料电池为常规内燃机提供了一种灵活和可持续的替代品。

燃料电池，通过化学反应产生清洁能源

氢是许多化学过程的副产品，也可以由可再生能源产生。燃料电池由被膜隔开的电极组成。在阳极，氢氧化并释放电子和质子，带正电荷的质子会通过薄膜。为了刺激电化学反应，每个电极上都覆盖着催化剂（通常是铂）。带负电荷的电子通过外部电路流动，产生电能。在阴极处，氧气进入电池，还原反应生成水。一个燃料电池大约能产生一伏特的电压。为了给汽车提供足够的能量，电池被并排串联起来，形成所谓的“堆”。但是，开发一种新的驱动系统并不意味着能够产生足够的动力来驱动一辆汽车，整个系统需要适应新引擎带来的挑战，比如为电池提供清洁空气以防止电力损失。

氢质子 H+ 与氧 O2 和电子 e- 反应生成水 H2O

细粉尘颗粒和含硫气体会降低电力

一般来说，燃料电池利用环境空气中的氧气进行反应。但是，周围的空气并不干净。空气中有害颗粒物和气体的数量在很大程度上取决于周围环境，一个工业化的大都市可能与一个容易发生交通堵塞的小城市不同，而在沿海地区，含盐空气可能对燃料电池构成更大的威胁。根据空气污染程度的不同，充电系统会随着时间的推移吸入大量颗粒物和有害气体。那些影响人类健康的物质对燃料电池也有破坏性的影响。

虽然某些颗粒物和气体只会给车辆造成一些短期性能损失，例如，导致车辆速度或动力显著下降，但还有很多颗粒物和气体会对燃料电池造成严重的、无法弥补的损害，例如，在传感器和涡轮增压器表面积聚的细粉尘会影响部件和系统外围的功能和效率。此外，颗粒物一旦堵塞燃料电池本身的气流通道，将导致风阻增高乃至永久性的能量损失。盐和有害气体会引起阳极和阴极催化剂“中毒”，降低催化剂的活性，最终导致燃料电池效率降低。含硫气体的危害尤为突出，即使是在电池堆的组件上收集少量的硫污染物，也会导致燃料电池最终完全崩溃。

过滤环境空气是关键

为了保护发动机免受这些损害，燃料电池进气滤清器系统是必不可少的。有效的过滤可以保护敏感元件，如催化剂材料和电堆中使用的膜。颗粒物过滤层可以保护系统免受细粉尘侵害，而具有特定吸附剂结构的燃料电池化学过滤层，例如活性炭，可以阻挡有害气体。然而，为了保证最佳的过滤效率，制造商必须做出一定的妥协。过滤层越多，过滤效果越好。与此同时，太多过滤层则会导致压降上升，而依靠燃料电池产生的部分能量运行的空气压缩机必须补偿流量损失。因此，系统的整体效率受到空气阻力和滤清器效率的影响。

在尺寸方面，更大的滤清器提供更好的压降，效率和寿命。然而，车厢空间有限，更小的过滤器更容易安装，这样才能为其他部件留出空间。最后，问题总是在于制造商希望达到何种程度的效率和寿命。凭借其在燃料电池系统力学方面的丰富经验，科德宝过滤技术能够充分利用其内部协同作用，为客户提供定制化解决方案，确保更高效率。

颗粒物过滤层保护系统免受细粉尘侵害，而具有特定吸附剂配置的化学过滤层（例如活性炭）可阻挡有害气体。

燃料电池技术的综合知识

科德宝从一开始就助力制造商在燃料电池应用领域的开发。2001 年，该公司开始研究提高燃料电池功能和效率的方法。今天，位于德国魏茵海姆的科德宝集团总部已设置了多个事业部生产支持燃料电池的零部件，以满足于汽车工业、公共汽车、火车和轮船，以及诸如热电联产装置 (CHPs) 等固定系统的应用需求。科德宝密封技术提供高性能密封解决方案用于不同堆叠层的密封，可靠防止反应物泄漏；科德宝高能材料提供气体扩散层，对电池内部气流进行优化。在燃料电池的外围，由恩福（中国）（日本 NOK 株式会社和科德宝密封技术集团均等出资组建的在华合资公司）提供的燃料电池加湿器保护电池内脆弱的膜不受干燥环境影响；而科德宝过滤技术专门为燃料电池的独特需求专门开发的过滤材料能够有效隔绝和吸附外界空气中的颗粒物和有害气体，对电堆内的催化剂、膜以及系统组件进行保护。