梦氢能源：阴极闭式电堆效率达45%
势银(TrendBank) 势银能链 2026年3月9日11:30 浙江
近日，势银（TrendBank）走访调研了梦氢（南通）能源技术有限公司（简称：梦氢能源），与该公司的核心团队围绕其燃料电池电堆的技术路线、产品应用与未来发展方向展开了深入交流。
作为一家以技术驱动降本的氢电全场景综合方案解决商，梦氢能源致力于拓展氢燃料电池在动力和电力领域的广泛应用，目标成为全球知名的氢能领军企业。该公司创研核心团队由一批深耕氢能领域多年的技术专家与海内外高层次科研人才构成，在材料体系创新、电堆结构工程与系统集成方面具备深厚的理论积淀与产业化实践经验，持续引领核心产品在氢电动力系统向轻量化、高可靠、低成本的商业化方向演进，是梦氢能源定义技术路径、推动产业商业化进程的中坚力量。多名团队核心人员入选“江苏省双创”、“国家启明星”等领军人才计划。在技术成果方面，梦氢能源已实现多项关键突破。据介绍，其在风冷电堆领域，成功突破零下启动与寿命的技术瓶颈，形成了具备强技术壁垒、可应用于多元化场景且适合大规模商业化推广的氢燃料电池产品矩阵。
在交流中，团队重点介绍了其在电堆结构设计上的核心技术路线——开放式电堆与阴极闭式电堆的对比演进。早期开发的开放式电堆，虽然结构简单，但在实际应用中暴露出诸多痛点。由于膜电极裸露在空气中，电堆工作时空气中的粉尘和有害气体（如CO、H₂S、SO₂等）会直接与膜电极接触。粉尘覆盖膜电极表面，阻断空气接触，导致性能下降；同时堵塞散热孔，引发温度失控甚至烧堆。此外，有害气体会吸附在Pt催化剂表面，引发不可逆的“中毒”反应，显著缩短电堆寿命。
在效率方面，开放式电堆采用轴流风扇吸风供气，空气侧处于负压状态，反应效率偏低，功率密度普遍仅为0.8A/cm²@0.6V左右，氢气转化效率受限，能耗较高。而在环境适应性方面，开放式电堆在高温（≥37℃）时热量积聚难以排出，质子交换膜水分挥发严重，功率下降甚至烧毁；在低温（≤5℃）时则面临启动困难，0℃以下时内部结冰导致无法运行。
针对上述痛点，梦氢能源重点布局并持续优化阴极闭式电堆技术路线。与开放式结构不同，阴极闭式电堆采用鼓风机正向供气，使空气侧形成15-20kPa的正压环境，空气能够更充分地与膜电极接触进行电化学反应。这一结构改进直接带来了功率密度的显著提升——从开放式电堆的0.8A/cm²@0.6V提升至1.0A/cm²@0.65V左右。根据燃料电池的特性，额定功率时的电压提升意味着氢气转化效率的同步提高。据测算，开放式空冷电堆的氢气转化效率约为30-35%，而阴极闭式空冷电堆可达40-45%，已接近水冷电堆40-50%的水平。
功率密度的提升还带来了轻量化的优势。在相同输出功率下，电堆所需片数减少，物料使用量下降，整体重量随之减轻，这对于无人机、便携式电源等对重量敏感的应用场景具有重要价值。
在寿命方面，阴极闭式电堆的结构优势尤为突出。由于空气侧采用封闭设计，膜电极不再与外部环境直接接触。更重要的是，在空气入口处增加了空气过滤器，具备物理过滤与化学过滤双重功能，可有效拦截空气中的粉尘颗粒，并吸附CO、H₂S、SO₂等有害气体，使其无法接触膜电极表面。这一设计从根本上避免了催化剂中毒和膜电极污染问题，使电堆寿命大幅延长至4000小时以上，显著提升了产品的可靠性与经济性。
在环境适应性方面，阴极闭式电堆实现了跨越式的提升。其核心突破在于将散热功能与空气供给功能解耦——散热仍采用与开放式电堆类似的轴流风扇，而空气输送则由独立的高速鼓风机负责。这一设计使得电堆在低温环境下的表现完全不同：当环境温度在0℃-5℃时，电堆启动拉升功率，鼓风机转速增加以保证空气供给，而散热风扇转速保持稳定，避免热量过度散失，确保电堆正常运行；当环境温度降至0℃以下时，电堆内置的PTC加热模块自动启动，将电堆内部温度升至冰点以上，使结冰融化为水分，从而实现-20℃条件下的可靠启动。
高温适应性方面，阴极闭式电堆同样表现出色。当环境温度较高时，一方面轴流风扇进行主动散热，另一方面鼓风机在供给空气的同时也会将电堆内部的热量带出，形成“风扇+鼓风机”的双散热模式。同时，由于阴极采用密封设计，电堆内部的水分不会被轴流风扇大量带走，避免了开放式结构中常见的缺水干燥问题。这使得电堆的工作温度上限提升至65℃，在高温环境下的稳定性和可靠性得到显著增强。
当然，阴极闭式电堆也带来了结构复杂度的提升，需要集成高速鼓风机、空气过滤器等部件，成本相较开放式方案略有增加。但从整体性能、寿命与环境适应性来看，这一技术路线显然更具商业化前景，尤其适用于对可靠性、环境适应性和寿命要求较高的应用场景。
目前，梦氢能源正加速推动阴极闭式电堆在多场景下的落地应用，涵盖中小型动力系统、备用电源、便携式发电装置等领域。其团队表示，未来将持续优化电堆结构与系统集成能力，推动氢电动力系统向更高效、更可靠、更低成本的方向演进。正如其发展愿景所言——成为全球知名的氢能领军企业，梦氢能源正以扎实的技术积累与清晰的产业化路径，稳步迈向这一目标。
文章来源：势银整理
发布时间：2026年3月9日11:30 浙江
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