在燃料电池系统中,未反应的氢气需要被回收并重新输送回燃料电池堆,以提高氢气的利用率。氢引射器通过引射作用实现氢气的循环,避免了使用机械循环泵,降低了系统的能耗和复杂性。氢引射器能够调节进入燃料电池堆的氢气压力和流量,确保氢气在电池堆内均匀分布,为燃料电池的稳定运行提供保障。氢引射器通过实现氢气的循环利用,氢引射器减少了氢气的浪费,提高了燃料电池系统的整体效率。研究表明,采用高效氢引射器的燃料电池系统,氢气利用率可提高至 95%以上。它与传统的机械循环泵相比,氢引射器没有运动部件,结构简单,因此具有更高的可靠性和更低的维护成本。这对于燃料电池在交通运输、分布式发电等领域的应用至关重要。氢引射器利用文丘里管效应产生负压区,将阳极出口未反应氢气回输至电堆,显著提高系统用氢能效率。广州定制开发Ejecto定制

氢燃料电池系统用氢引射器的重要功能源于其内部流道结构的优化设计。通过文丘里管原理,高压氢气在喷嘴处加速形成高速射流,导致局部静压降低,从而在混合腔内形成负压区。这一负压梯度会主动吸附电堆出口尾气中的未反应氢气,实现气态工质的再循环。此过程中,引射器无需外部机械能输入,通过流体动能与静压能的动态转换完成氢气回收,避免了传统循环泵的寄生功耗问题。同时,高速混合气流在扩散段内逐步减速,部分动能重新转化为压力能,确保氢气以适宜压力返回电堆阳极,维持反应界面的动态平衡。广州主流流量Ejecto性能航空燃料电池为何需要微型化氢引射器?

氢引射器与电堆的集成化设计涉及到流体力学、传热学、电化学等多学科的交叉融合,需要企业具备深厚的技术积累和强大的研发能力。例如,在流场协同设计中,要精确模拟氢气在复杂流道中的流动和反应过程,需要先进的数值模拟软件和高性能的计算设备。集成化设计使得系统的结构和功能更加复杂,其可靠性和耐久性需要经过大量的实验验证。在实际应用中,氢燃料电池系统需要在不同的环境条件下(如高温、低温、高湿度等)和工况下(如频繁启停、变载运行等)稳定运行,这对集成化系统的可靠性提出了极高的要求。目前氢燃料电池行业关于氢引射器与电堆集成化设计的标准和规范还不够完善,企业在设计和生产过程中缺乏统一的指导和参考。这不增加了企业的研发成本和风险,也不利于行业的规范化发展和产品的市场推广。
氢气与回流尾气混合的均匀性,是能够与氢燃料电池系统中催化剂表面的质子传递效率所直接关联的。喷嘴的尺寸如果过大,就会降低氢气射流的速度,也会削弱文丘里效应产生的负压吸附力,更会导致未反应的氢气的滞留;如果尺寸过小,则会引发射流的过度膨胀,这会造成混合腔压力的振荡。压力差的匹配可以平衡氢气供给的速率,以及尾气回流的比例,可以使混合气流在催化剂层形成稳定的三相界面,从而减少因为浓度极化而引起的活化损失。这种动态平衡机制,是可以有效保障电化学反应链的连续性的。其低能耗特性使备用燃料电池系统待机功耗降低60%,通过覆盖低工况设计实现365天即时响应。

氢引射器开发过程中减少实物测试次数。传统的氢引射器开发依赖大量实物测试,需要制造不同设计方案的物理样机,然后进行性能测试。每次测试都涉及到材料成本、加工时间和测试设备的占用。CFD 仿真可以在计算机上对氢引射器内的流体流动、传热等物理现象进行模拟。工程师可以通过改变仿真参数,模拟不同工况和设计方案下引射器的性能。例如,调整引射器的喷嘴形状、喉管长度等参数,通过 CFD 仿真快速得到性能反馈,筛选出较优的设计方案,从而减少了需要制造物理样机进行测试的次数,节省了时间和成本。通过回氢气流的热交换作用,氢引射器可回收30%废热用于燃料电池系统预热,降低热管理模块能耗。广州主流流量Ejecto性能
氢引射器在重卡燃料电池系统的挑战?广州定制开发Ejecto定制
氢燃料电池系统内的引射器相较于机械式氢气循环泵,引射器采用了全静态结构的设计,彻底消除了运动部件的磨损、润滑失效以及电磁干扰的风险,大幅提升了系统的耐久性。文丘里效应驱动的氢气回收过程无需额外的电能输入,直接降低了燃料电池辅助系统的寄生功率损耗。同时,简化的机械结构减少了材料成本与装配的复杂度,使氢燃料电池系统在规模化的应用中,兼具较高可靠性与低全生命周期的成本,也为商业化推广提供了关键技术的支撑。广州定制开发Ejecto定制