ZFE169 绿电制氢及相关模块测试系统

参考图片，实际根据需求定制开发

一. 实验教学设计

（一）课程体系设置

1．基础理论课程：开设《氢能基础原理》《电解制氢技术导论》《储氢材料化学》，讲解电解制氢反应机理、储氢技术分类及材料特性，奠定理论基础。

2．核心技术课程：设置《催化材料性能评估》《固态储氢系统设计》《风光绿电制氢集成技术》，深入剖析催化测试方法、储氢模块结构及绿电集成方案。

3．实践应用课程：开设《氢能系统安全与运维》《氢能技术产业化分析》，覆盖系统安全操作、成本控制及市场应用相关知识。

（二）实践项目设计

1．基础操作项目：开展“电解制氢模块拆装与调试”，让学生熟悉碱性电解与PEM电解装置结构，掌握电极安装、电解液配置及基本运行参数设定。

2．核心技术项目：设计“多催化材料性能对比实验”，使用8通道并行测试系统，测试铂基、镍基等催化剂的过电位、塔菲尔斜率，分析活性与成本差异；实施“固态储氢材料吸放氢测试”，测定LaNi₅基、Zr基合金的PCT曲线与循环稳定性。

3．综合集成项目：组织“风光绿电-制氢-储氢系统联调”，模拟风光功率波动，通过储能系统平滑功率，优化能量管理策略，验证系统整体效率与氢气品质。

（三）教学方法创新

1．虚实结合教学：利用数字孪生技术构建系统虚拟模型，学生先在虚拟平台模拟催化测试、储氢故障排查，再进行实体实验，降低操作风险。

2．项目驱动教学：以“降低电解制氢成本”“提升储氢密度”为项目目标，分组完成催化材料筛选、储氢模块优化等任务，培养团队协作与问题解决能力。

3．实时数据教学：依托系统数据采集模块，实时展示电解电压、储氢压力等参数曲线，引导学生结合理论分析数据变化原因，强化理论与实践结合。

二.  系统功能

1．电解制氢功能：集成碱性电解与PEM电解技术，可实现50-2000mA/cm²电流密度调节，产出纯度99.95%以上氢气，满足不同催化材料测试与制氢需求。

2．催化测试功能：支持多类型催化材料快速替换（更换时间<10分钟），通过8通道并行测试系统，同步采集电压、电流等数据，评估催化剂活性、稳定性与成本效益。

3． 固态储氢功能：搭载LaNi₅基、Zr基、Mg₂Ni三种储氢材料单元，实现25-300℃温度、0.1-5MPa压力下的储氢容量测试与循环稳定性验证，系统储氢密度达35kg/m³。

4．燃料电池性能测试功能：支持质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固态氧化物燃料电池（SOFC）等主流类型测试，可模拟不同氢气纯度（99.9%-99.999%）、反应温度（25-800℃）、湿度（20%-100%RH）及负载工况（0-100A），实现燃料电池输出功率、效率、极化曲线等核心参数精准采集，为制氢-储氢-用氢全链条验证提供支撑。

5．风光模拟与集成功能：模拟风电日内峰谷波动、光伏日变化特性，通过储能系统平滑功率（波动降低至±5%以内），结合LSTM功率预测算法，优化能量管理，提升系统整体效率。

6．数据采集与控制功能：实时采集电参数（精度±0.1%-±0.5%）、温度（±0.5℃）、压力（±0.25%FS）等数据，基于DCS架构实现远程监控与自动控制，支持故障报警与安全保护。