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為什麼燃料電池需要過濾？ 燃料電池空氣過濾器
隨著全球環保意識的提升與減少對化石燃料依賴的倡議推進，替代性能源解決方案的需求不斷增加。其中，氫燃料電池技術通過利用過濾後的環境空氣中的氧氣與儲存的氫氣生成電力，在市場上取得了顯著的成果。
氫燃料電池中的質子交換膜（PEM）因僅排放熱量與水而備受關注。這項技術實現了零碳排放，是一種環保且可持續的發電方式。
為了最大化系統效率，需對每個組件進行分析與優化。PEM燃料電池的主要組成包括陽極、陰極和電解質。環境空氣（即陰極空氣）流經燃料電池的陰極，而氫氣則流經陽極。經由電化學反應產生的電流可供電力使用。為了提升PEM燃料電池的性能，必須確保陰極空氣的高純度。
燃料電池的應用可分為移動式與非移動式兩類。移動式應用多集中於大型車輛，如運輸巴士與卡車；非移動式應用則涵蓋商業或工業設施的中小型至大型發電。生成的電力可立即使用或儲存在電池中以供未來使用。Solberg 提供針對全球移動式與靜態應用的過濾解決方案。
為什麼燃料電池需要保護與過濾？
在進行大規模生產前，大多數燃料電池是在實驗室中開發的，並且環境空氣相對清潔且理想。然而，在現實應用中，尤其是移動式部署，燃料電池經常面臨嚴苛的操作環境，對清潔空氣的供應與性能穩定性提出了挑戰。
根據市場需求與地區差異，不同應用有著各自的過濾標準與測試要求。對於顆粒過濾與吸附過濾的需求因燃料電池製造商的偏好而異。常見的市場標準包括 ISO11155-1 和 ISO11155-2（原 DIN 71460）。ISO11155-1 聚焦於顆粒尺寸測試，而 ISO11155-2 則量化吸附性能。
選擇合適的過濾系統需從透氣介質的選擇開始。透氣介質過濾的基本概念如圖 1 所示。
過濾公司利用不同的材料來實現不同的過濾目標。使用各種無紡介質和配置來實現顆粒過濾。
哪些空氣中的成分會損害燃料電池？
部分燃料電池製造商特別關注空氣成分的吸附過濾，這主要是通過碳吸附技術來實現的。在全球範圍內，該技術的術語有所不同，但最常見的名稱是「活性碳技術」。通常，活性碳與濾材結合使用（如表 1 所示），也可單獨以顆粒形式應用於吸附不良成分（如表 2 所示）。
活性碳過濾通常通過第三方測試以驗證吸附性能，並遵循上述 ISO 標準或其他當地規範。
為燃料電池供應清潔空氣
大多數燃料電池使用鼓風機吸入環境空氣，並將其傳送至陰極（見圖 2）。許多標準的進氣與內置式空氣濾清器設計均適用於燃料電池過濾應用。摺疊式濾清器因其緊湊設計可最大化可用表面積，進而實現最佳性能並延長濾芯壽命，是業界標準。常見的濾芯配置為外部進氣、內部出氣的圓柱形設計。
在選擇濾清器表面積與尺寸時，需考慮系統的整體優化。隨著濾芯捕獲的顆粒逐漸增多，氣流將逐漸受到限制，導致吸附性能下降。濾芯內部壓差的增加最終會減少空氣供應，無法滿足陰極所需的氧氣水平。因此，根據操作環境的預期粉塵負荷並滿足鼓風機流量曲線要求，提供足夠的表面積至關重要。在選定濾材後，根據流量需求決定濾芯的尺寸。
設計過程的最後階段是選擇合適的濾清器外殼。外殼需與燃料電池製造商的尺寸要求相匹配，並提供適當的連接尺寸與類型。
Solberg 為燃料電池市場提供濾清器外殼與濾芯的完整解決方案，並利用多種專有的摺疊濾材組合來實現所需的顆粒與吸附過濾效果。
燃料電池空氣濾清器的維護
這類系統的濾芯需要定期監測與維護。建議透過壓差監測燃料電池的性能。壓差以及（如適用）吸附能力將決定濾芯的更換間隔。此外，濕度感測器已被證明是監測濾芯剩餘吸附能力的一種有效方法。
結論
隨著燃料電池製造商致力於開發高效且耐用的燃料電池系統，選擇合適的工業空氣動力設備與過濾要求需要與過濾專家密切合作。燃料電池工程師偏好針對更小微粒的高效過濾率與吸附技術，以提供潔淨無污染的空氣。因此，過濾供應商必須開發並提供高效、緊湊且經濟的設計。
Solberg 具備豐富經驗，能為燃料電池開發項目提供經驗證的創新過濾產品。我們能憑藉標準化、配置化以及客製化解決方案滿足市場需求。
