气密性测试设备迎来商机

质子交换膜燃料电池的工作环境较为特殊，面临干湿循环、酸性、气压波动、压缩多变、高低温等多种复杂环境的考验。因此，针对燃料电池及其核心零部件的气密性测试就显得尤为关键。

近年来，随着我国氢能和燃料电池产业的快速兴起，针对燃料电池及其相关零部件的气密性检测开始迎来新的市场机会。

“公司在2023年的燃料电池相关气密性检测设备的销售额在2022年的基础上翻了一倍。” 上腾科技（广州）有限公司（下称：“上腾科技”）氢能业务负责人告诉高工氢电，随着客户检测需求的提高，公司2024年计划更新完善产品能力，继续深度拓展氢电市场。

以电堆中尤为关键的极板和膜电极密封为例。通常，极板与膜电极的密封主要利用橡胶的弹性体受压后形成的接触反力来密封。其在沟槽内的接触变形和密封界面上的接触应力分布是影响其密封性能的重要参数。

相关测试设备在测试压缩过程中应力随应变的变化关系，对于建立本构模型、密封结构设计、电堆组装力计算等起着重要作用。

另一方面，泄露测试是燃料电池气密性测试的核心所在，而由密封件引起的气体泄漏是测试的重点内容之一。

密封件引起的气体泄露主要分为界面泄露和材料本体泄露，气体包括氢气、氧气或氮气、水蒸气。前者指由于密封件与极板或膜电极的接触面不平整引发的气体在接触界面穿过而引起的泄露，后者指反应气穿透密封材料本身发生的泄露。

目前，业界通常采用压差法来测密封材料的气体透过率，可在两侧存在分压差的状态下测量单位时间内试验气体透过单位面积试样的摩尔数。

对于燃料电池生产制造企业来说，不同的工序和生产阶段对气密性检测方面的需求也存在差异。例如，双极板的产线中多个环节涉及气密性检测，单板的来料检测，冲压后的单板气密测试，焊接线焊接后的气密测试，密封线贴密封条后的气密测试；膜电极线主要用于膜电极成品的气密性测试；电堆线的气密测试主要有端板气密检测和电堆整体的气密性检测；系统线的气密测试主要是系统整体的气密性检测和单氢腔的气密性测试。

气密性测试设备的市场机遇

气密性测试设备作为燃料电池测试设备中的重要一环，随着设备国产化的浪潮开始快速迎来市场机遇。

“我们早期开拓市场主要是配合国产燃料电池设备生产厂商，给他们提供单机的气密性测试设备。”国内一家气密性测试设备企业市场负责人表示，近年来，随着市场规模的逐渐扩大，一些专门的氢能测试设备厂商、双极板、膜电极、燃料电池企业也逐渐发展成为客户群体。

目前国内能做燃料电池气密性测试设备的企业比较多，像昆龙卓盈、世椿新能源、上腾科技、海瑞思、无锡雷克检测技术、沃尔特电子等多家公司都有涉足燃料电池及其核心部件的气密性测试业务，气密性测试设备方面国产化率较高。

从产业化实践来看，燃料电池电堆及核心材料的制造已经开始从小批量中试线向规模化量产线迈进，在绿氢产业快速崛起的背景下，燃料电池制造设备、电解水制氢制造设备都面临着技术变革和升级迭代的压力。

新形势下，部分企业开始根据市场需求的变化，对燃料电池领域应用的气密性测试设备进行迭代升级。

“随着客户检测需求的提高，公司也在不断加强完善产品的升级迭代。” 上腾科技方面表示，2024年公司计划将双极板测试的仪器整合为一台标准化定制设备，只需通过更换工装的方式，快速响应不同产品的测试需求，大大提高客户前期试样的响应效率。

今年年初开始，燃料电池领域掀起了一轮“签约潮”。未势能源、氢沄新能源、捷氢科技、氢蓝时代、德燃动力、骥翀氢能等多家企业纷纷传来围绕燃料电池相关项目签约的喜讯，市场的向好也将带来设备需求的扩大。

虽然目前燃料电池产业的制造尚未迈入规模化制造阶段，但是从未来的发展方向来看，一些头部企业已经在开始准备提前布局智能制造工厂，气密性测试设备作为燃料电池制造环节中的重要一环，也将分享其中的市场红利。