运动员在比赛前往往需要热身，氢燃料电池也一样，在使用前需要进行活化操作，使其性能达到可使用标准，才能真正进入使用安装阶段。这既可充分发挥电堆的性能，又可检验电堆产品性能和品质。

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一、氢燃料电池活化过程

氢燃料电池活化的关键是膜电极（MEA）组件，MEA的活化机理颇为复杂，通常被认为包括以下一些过程：

质子交换膜的加湿过程，质子的传导能力与膜中的含水量成正比；
物质(包含质子、电子、气体、水)传输通道的建立过程；
电极结构的优化过程；
提高催化层的活性和利用率(主要是阴极Pt)过程。

氢燃料电池电堆活化过程及常见的3种方法

MEA微观结构及传质通道，图源自科威尔

二、常见的三种活化方法

活化按照产品状态过程，常见有三种，分别是预活化、放电活化、恢复活化。

氢燃料电池电堆活化过程及常见的3种方法

活化分类，图源自科威尔

1、预活化

PEMFC未放电，主要通过提前使膜润湿或去除催化剂表面氧化物和杂质来实现，在一定程度上减少了气体、测试台等资源的消耗，可以减少PEMFC从完成组装到实际投入使用的时间，活化效果一般。

实际操作比如水蒸或煮MEA，PEMFC注水或浸泡润湿、氢气吹扫等。

2、放电活化，又叫初次活化、在线活化

PEMFC初次放电，原位活化过程中产生的水使得MEA逐渐润湿，同时提高催化剂的活性位点和降低点电堆的整体内阻，提高PEMFC的整体性能和稳定性，活化效果最好。

实际操作主要有恒流放电活化、变流放电活化（采用比较广泛）、氢泵活化（通过将氢气从膜的一侧转移到另一侧来提高燃料电池性能）。

3、恢复活化

PEMFC放置较长一段时间或针对电池放电后的部分可逆性能衰减，可采用恢复活化方法在一定程度上恢复PEMFC的性能。

实际操作比如PEMFC润湿，恒变电流运行，氢泵效应等。

总的来说，PEMFC的预处理活化、初次活化和恢复性活化三种活化工艺并不是孤立的，而是相互统一的。这意味着在实践过程中，根据需求，可以有选择性地采取合适的活化工艺或组合性的活化工艺，从而提高PEMFC的性能。

参考资料：

技术专题第六期 | 如何快速激活燃料电池，输出高效稳定“战斗力”？新源动力

测试专题 | 质子交换膜燃料电池活化工艺浅析，科威尔

原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）

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