燃料電池電堆在反應(yīng)過程中，質(zhì)子交換膜需維持一定的濕度以保證較高的反應(yīng)效率，因此要求反應(yīng)介質(zhì)需攜帶一定量的水蒸氣進入電堆，這一步通常通過增濕器來實現(xiàn)。

今天給大家介紹一下氫燃料電池氣體增濕器及國內(nèi)外供應(yīng)商，

一、氣體增濕器概述

1、為何要氣體增濕器？

氫燃料電池電堆在反應(yīng)過程中，質(zhì)子交換膜需維持一定的濕度以保證質(zhì)子交換膜處于合適的水飽和狀態(tài)，保持較高的電導(dǎo)，保證較高的反應(yīng)效率，因此要求反應(yīng)介 質(zhì)需攜帶一定量的水蒸氣進入電堆，這一步通常通過增濕器來實現(xiàn)，其重要性不言而喻。

2、氣體增濕器原理

增濕器原理:

用特種材料制成膜管，膜管內(nèi)外形成獨立的干濕通道，通過回收電堆中的水分和熱量，使其在膜管內(nèi)外兩側(cè)進行濕熱交換，從而達到電堆所需的溫度和濕度。

增濕器反應(yīng)流程：

空壓機出來的干氣從最右端進入增濕器，進入膜管內(nèi)，此時電堆出來的廢氣通過廢氣進口進入膜管外側(cè)，膜管內(nèi)外兩側(cè)進行濕熱交換，從而達到電堆所需的溫度和濕度。

圖源可隆

膜管式增濕器的核心是親水中空膜管。當(dāng)干燥氣體流過膜管的內(nèi)部時，同時在膜管外側(cè)，與燃料電池反應(yīng)后陰極廢氣被送入到膜管內(nèi)部。干燥氣體會吸收陰極廢氣中的熱量和水分，經(jīng)過在親水中空膜管內(nèi)部充分吸收，干燥氣體被加熱和加濕后從另一側(cè)輸出。

3、氣體增濕器的結(jié)構(gòu)和材料

結(jié)構(gòu)：

增濕器由集束狀中空纖維[1]，外殼[2]，氣體導(dǎo)入管[3]、氣體導(dǎo)出管[4]、水導(dǎo)入管[5]、水導(dǎo)出管[6]，及密封材[11]構(gòu)成。

集束狀中空纖維膜[1]為人工及天然的高分子或無機物制成的超濾膜、反滲透膜、精濾膜、離子交換膜或液體透過膜。

密封材[11]為環(huán)氧樹脂等熱固性高分子密封材料或粘接劑，熱塑性高分子密封材料或粘接劑，水泥等無機密封材料或粘接劑。外殼[2]由不銹鋼等金屬，工程塑料等高分子及陶瓷等無機材料制成。

材料：

增濕器所需工程塑料主要包括：外殼材料、膜以及膠水等，膜的形態(tài)為中空纖維管膜。

1）外殼材料

外殼材料包括： PPA+GF PA+GF PPS+GF

2）膜

中空纖維膜主要包括聚砜，e-PTFE膜，聚酰亞胺，全氟磺酸等。

聚砜

具有優(yōu)良的機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性，耐熱性好，耐生物降解，內(nèi)孔隙率高且微孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，常用作氣體分離膜的基材。但是屬于疏水性膜材料。聚砜、聚醚砜、聚苯砜，具有接近的性能，要應(yīng)用在燃料電池上，一般可通過黃花處理提高其親水性。

聚酰亞胺

具有高透氣性、選擇性、良好的耐熱能力，機械強度高，化學(xué)穩(wěn)定性、耐溶劑性好，可制成具有高滲透系數(shù)的自支撐不對稱中空纖維膜。親水性差，需要磺化處理。聚酰亞胺也作為一種未來有很好前景的質(zhì)子交換膜在被大量研究。

全氟磺酸

PFSA作為質(zhì)子交換膜，具有水在濃差下傳遞的功能，也可以作為增濕器的膜。含氟系列膜還包括，戈爾的ePTFE膨體聚四氟乙烯、巴拉德的BAM3G部分氟化質(zhì)子交換膜但價格太貴。

中空纖維管膜主要分為多孔膜、表皮膜、均質(zhì)膜，根據(jù)其特點制成超濾膜、正/反滲透膜、氣體分離膜、血透膜等。中空纖維管膜的特點是相同體積下表面積大。

中空纖維管制備工藝主要分為溶液紡絲法和熔融紡絲法。溶液紡絲法需要致孔劑在膜上產(chǎn)生微孔，且一般孔徑稍大，較常用；熔融紡絲法，通過拉伸產(chǎn)生微孔，技術(shù)要求高。

平板膜，通過中心很薄的PFSA夾層和兩側(cè)的多空層復(fù)合而成。表面積相對小。

3、膠水

灌封材料環(huán)氧樹脂（灌封）、聚氨酯（灌封）、有機硅（密封圈）

4、增濕器主要參數(shù)

燃料電池功率，工作溫度，使用壽命，材料等。

圖源伊騰迪官網(wǎng)

二、氣體增濕器供應(yīng)商

國外供應(yīng)商

1：德國科德寶freudenberg

科德寶在燃料電池領(lǐng)域的專業(yè)知識涵蓋一系列核心組件：包括減少泄漏并提高穿過膜的氫質(zhì)子流量的特種密封解決方案、控制氣流并使其均勻分布在燃料電池表面的氣體擴散層（GDL）以及對燃料電池的進氣進行加濕處理的加濕器。集團的產(chǎn)品組合還包括去除顆粒物和有害氣體的過濾器。這些產(chǎn)品有助于提升燃料電池的效率、性能和耐久性。

micronAir燃料電池空氣過濾器 圖源官網(wǎng)

二十多年來，公司始終致力于燃料電池空氣過濾器和加濕器解決方案的開發(fā)。

官網(wǎng)：https://freudenberg.com.cn/

2：Kolon韓國可隆

官網(wǎng)：https://www.kolon.com/cn/main

3：美國博純Perma Pure LLC

Perma Pure 解決方案對氣體進行干燥、加濕和調(diào)節(jié)，以提高測量精度并減少氣體分析儀在環(huán)境空氣監(jiān)測、連續(xù)排放監(jiān)測、顆粒分析?和實驗室分析等應(yīng)用中的維護。我們還支持氣體生成和燃料電池加濕等工藝。

博純 MH?系列加濕器采用獨特的Nafion?選擇性滲透膜管和液態(tài)水持續(xù)加濕氣流。該加濕器可在較大流量范圍內(nèi)工作，使用去離子水作為加濕源，可加濕到高達98%相對濕度。

Perma Pure Nafion 氣體加濕器

博純?yōu)镸H系列加濕器提供具有三種Nafion?管尺寸，以及各種長度和接頭類型。請根據(jù)您的流量和加濕度要求選擇尺寸，并根據(jù)選型指南和以下部件編號表選擇合適的HM加濕器：

官網(wǎng)：https://www.permapure.com/

4：加拿大dpoint

dPoint Technologies 始于 2005 年，目標是為氫燃料電池行業(yè)開發(fā)基于膜的加濕組件。2008 年，dPoint 擴展了其愿景和產(chǎn)品線，應(yīng)用為燃料電池行業(yè)開發(fā)的技術(shù)為 HVAC 行業(yè)制造能量回收通風(fēng)機 (ERV) 膜和芯。

2018 年，dPoint 更名為 CORE Energy Recovery Solutions，并已成為建筑能源回收膜和熱濕交換器的研究、開發(fā)和制造領(lǐng)域公認的全球領(lǐng)導(dǎo)者。dPoint Humidifiers 成為 CORE Energy Recovery Solutions 的子公司，專注于繼續(xù)開發(fā)和制造氫燃料電池加濕器。公司擁有一支由材料科學(xué)家、機械工程師和制造專家組成的創(chuàng)新團隊，他們來自受人尊敬的高科技公司，正在開發(fā)高性能的膜基濕度傳輸產(chǎn)品。

dPoint 加濕器已用于全球 1000 多個燃料電池系統(tǒng)。

官網(wǎng)：https://dpoint.ca/

5：德國馬勒

馬勒集團致力于讓交通更高效、更環(huán)保、更舒適。馬勒不斷優(yōu)化內(nèi)燃機，推動替代燃料的使用，為電動汽車在全球范圍內(nèi)的廣泛接受和引入奠定基礎(chǔ)。

基于包括發(fā)動機系統(tǒng)和部件、過濾和熱管理在內(nèi)的廣泛系統(tǒng)能力，該集團的產(chǎn)品組合解決了與動力總成和空調(diào)技術(shù)相關(guān)的所有關(guān)鍵問題。憑借其在電氣和電子元件和系統(tǒng)方面的專業(yè)知識，馬勒還可以為電動汽車提供集成系統(tǒng)解決方案。

2022年9月，戴姆勒卡車公司和沃爾沃集團 AB 的 50:50 燃料電池合資企業(yè) cellcentric 與技術(shù)集團 MAHLE 簽署了在重型商用車以及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域開展合作的意向書。對于具有類似要求的其他應(yīng)用。合作重點是系統(tǒng)組件平板膜加濕器的開發(fā)和系列化生產(chǎn)。除其他外，該創(chuàng)新提高了燃料電池的耐用性，從而確保了更長的使用壽命。平膜加濕器既可用于商用車的燃料電池系統(tǒng)，也可用于應(yīng)急發(fā)電機等固定系統(tǒng)。

cellcentric 首席執(zhí)行官 Matthias Jurytko 博士（左）和馬勒公司執(zhí)行副總裁銷售與應(yīng)用工程 Martin Wellh?ffer?

官網(wǎng)：https://www.mahle.com/en/about-mahle/

6：日本恩福商業(yè)

恩福（中國）是由全球兩大密封企業(yè)——擁有80年歷史的日本NOK株式會社和170年歷史的德國科德寶集團在華投資建立，產(chǎn)品廣泛運用于汽車工業(yè)和通用工業(yè)。在燃料電池領(lǐng)域，恩福量身定制的創(chuàng)新產(chǎn)品包括增濕器、氣體擴散層一體化密封、雙極板集成化密封及氫罐用O形圈等。

國內(nèi)供應(yīng)商

1：深圳伊騰迪新能源有限公司

深圳伊騰迪新能源有限公司于2014年成立，是全球產(chǎn)能最大的增濕器研發(fā)制造企業(yè)，占地6000平米，是一家致力于燃料電池系統(tǒng)核心原材料、零部件研發(fā)和生產(chǎn)的國家高新技術(shù)企業(yè)，已通過ISO9001/IATF16949認證。目前主要以增濕器、離子器（離子罐）、增濕器測試臺、集成系列等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)為主。

氣體增濕器 圖源官網(wǎng)

官網(wǎng)：https://www.szextender.com/

2：沃瑞氫能

沃瑞具有12年材料技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗。Voir?e-PTFE膜具有增濕透濕、過濾分離、防爆泄壓、防水（油）透氣的功能，是PEM的基材微孔膜，主要的組成部分具有強度、耐老化壽命和水汽傳輸效率高的特點，同時也是沃瑞氫能增濕器迭代升級的加濕膜材料。

Voir?親水中空纖維膜采用Voir?ePTFE透氣過濾材料，為燃料電池提供無污染顆粒的均勻氣體和水蒸氣。該材料低阻力和高透氣可保證壓降低及水汽傳輸率穩(wěn)定，并具有優(yōu)異的水汽透過效率，納污能力強、耐化學(xué)性、耐熱、耐久、耐壓等特性。

官網(wǎng)：http://h2.voir-tech.com.cn/index.html

3：廊坊琦睿電池科技有限公司

廊坊琦睿電池科技有限公司專注于氫燃料電池發(fā)動機、仿真系統(tǒng)及相關(guān)關(guān)鍵零部件自主研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)企業(yè)。經(jīng)過多年的核心技術(shù)研發(fā)，公司先后承接燃料電池城市客車示范車開發(fā)與試驗運行研究”、“可再生能源制氫及HCNG城市客車研發(fā)項目、新能源汽車動力總成控制器的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，中國燃料電池公共汽車商業(yè)化示范等項目，在氫燃料電池汽車整車設(shè)計、氫燃料電池發(fā)動機開發(fā)、電子控制系統(tǒng)開發(fā)、車用加氫站、氫能示范園的建設(shè)與運營方面取得重要成果。

公司經(jīng)過無數(shù)次實驗成功研制出加濕器的核心加濕材料，一種高分子復(fù)合材料中空纖維膜， ?目前公司已經(jīng)成功開發(fā)（10kw-120kW級）針對國內(nèi)市場的增濕器，先后通過了國內(nèi)多家客戶的測試，2021年已逐批推向市場。

官網(wǎng)：http://www.qiray.cn/

4：上海恒勁動力科技有限公司

上海恒勁動力科技有限公司是以燃料電池技術(shù)為核心，致力于燃料電池產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新型高科技企業(yè)。恒勁動力核心技術(shù)團隊由來自巴拉德，三星等國際知名公司的首席技術(shù)人員構(gòu)成。

官網(wǎng)：http://www.hjpower.com/

5：上海華熵能源科技公司

上海華熵專注于氫燃料電池關(guān)鍵零配件的研發(fā)生產(chǎn)，業(yè)務(wù)包括DC-DC交換器、空壓機、氫氣循環(huán)泵、加濕器等四大部分，涵蓋氫燃料電池生產(chǎn)中輔助系統(tǒng)的各個最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是國內(nèi)首家涉足氫燃料電池輔助系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)的先進企業(yè)。

2019年，華熵充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，與雄韜股份、鮑斯股份、物拉邦等氫能源頭部企業(yè)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，引入雄韜股份、鮑斯股份兩大上市公司股東，并拿下了湖南、山東等多個地區(qū)的整車運營訂單，正式開始以“整車運營+零配件研發(fā)生產(chǎn)”兩條腿走路。

6、鸞鳥電氣（上海）有限公司

公司創(chuàng)立于2018年，位于上海市嘉定區(qū)氫能港，專注于氫燃料電池系統(tǒng)核心零部件的創(chuàng)新和研發(fā)，目前已取得多項國家專利。

在國家對氫燃料電池核心零部件鼓勵創(chuàng)新實現(xiàn)國產(chǎn)化的背景和支持下，目前已開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的多項氫燃料電池系統(tǒng)的核心零部件產(chǎn)品， 包括氫氣引射循環(huán)系統(tǒng)總成、供氫模塊（又稱氫氣壓力控制模塊、供氫閥組）、氫氣集成引射器、氣水分離器、加濕器總成等產(chǎn)品， 且均已通過第三方CNAS認證，支持定制化交付模式。

LN-HITA系列燃料電池加濕器總成

官網(wǎng)：http://luaneo.com/about/

7、東莞市魔方新能源科技有限公司

東莞市魔方新能源科技有限公司，成立于2014年，專注于鋰電功能隔膜的開發(fā)與應(yīng)用。其積極開發(fā)增濕器技術(shù)，產(chǎn)品部分性能已與國際同步。魔方增濕器開發(fā)系列：1、平臺系列：3-6款增濕器，覆蓋7kW-240kW；2、定制系列：可根據(jù)客戶的特別需求獨家定制，開發(fā)周期大約3個月出樣品。?魔方新能源副總經(jīng)理萬靜透露，公司120kW級增濕器產(chǎn)品已經(jīng)通過了第三方檢測機構(gòu)的完整測試評價，目前正在國內(nèi)多家客戶送樣測試中，產(chǎn)品和性能和耐久性得到客戶的認可，新產(chǎn)品預(yù)計將在下半年開始正式對客戶供貨，并批量推向市場。?

官網(wǎng)：http://www.cubeenergy.com.cn/

8、浙江富銘科技股份有限公司

富銘工業(yè)成立于1982年，為一汽解放、東風(fēng)汽車、重汽集團、山河智能、中聯(lián)重科等商用車和非道路機械配套塑料和橡膠制品。2019年，公司成立氫燃料電池汽車零部件事業(yè)部，專業(yè)從事加濕器、去離子器、節(jié)溫閥、冷卻硅膠管路、PTC加熱器等關(guān)鍵零部件的設(shè)計和開發(fā)，全方位為氫燃料電池汽車提供非金屬產(chǎn)品解決方案。

官網(wǎng)：http://www.cnfomay.com/

9、蕪湖同優(yōu)科技股份有限公司

同優(yōu)汽車于2010年開始從事氫燃料電池汽車核心零部件設(shè)計開發(fā)，主要產(chǎn)品有端板、增濕器。2018年公司成立了專注于該領(lǐng)域業(yè)務(wù)的子公司蕪湖同優(yōu)汽車科技有限公司，同年開發(fā)出國內(nèi)首款高功率電堆用鋁塑一體復(fù)合端板，并于2020年實現(xiàn)批量生產(chǎn)。2019年公司增濕器產(chǎn)品性能測試表現(xiàn)優(yōu)異，并開始耐久驗證，2020年8月量產(chǎn)。??

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原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦氫科技網(wǎng)）：氫燃料電池氣體增濕器原理及供應(yīng)商介紹