集装箱式燃料电池实验室氢安全设计

冯旭翀 符兴锋 杨焕璋 麦德志

摘要：为了保障集装箱式燃料电池实验室的安全稳定运行，对集装箱式燃料电池实验室的主动氢安全设计、被动氢安全设计进行了介绍，主要包括实验室涉氢区域电气设备的选型、抗爆屋的设计、燃料电池测试设备总电气原理图的设计、实验室安防措施的设计以及燃料电池实验室安全联锁矩阵的建立等措施。

关键词：集装箱式燃料电池实验室;主动氢安全设计;被动氢安全设计

质子交换膜燃料电池发动机因转换效率高、功率密度大、零排放等优点[1]，其发展越来越受到国家的重视和政策的支持。燃料电池发动机从研发到量产需完成GB/T24554-2009[2]和GB/T33979-2017[3]中规定的试验项目。然而，在国内燃料电池试验台架资源非常紧缺的大背景下，建设集装箱式燃料电池实验室成为燃料电池发动机开发过程中非常重要的一个环节。集装箱式燃料电池实验室在试验过程主要涉及密闭空间内的氢气泄漏、氢气爆炸、测试设备起火等危险源，因此，本文将围绕燃料电池实验室的主动氢安全设计、被动氢安全设计进行论述。

1燃料电池发动机工作原理及试验工艺流程

燃料电池发动机主要包括燃料电池电堆、供氢总成系统、空气供给系统、水管理系统、功率分配系统，燃料电池控制系统等部件[4]，其主要工作原理是氢气在阳极发生氧化反应分解成氢离子和电子、氧气在阴极发生还原反应生成氧离子，其结果是在阳极带负电端和阴极带正电端产生一个电压，如果加上外部负载，即可产生电流。……