针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）阳极尾气高水汽、压力波动大、副反应产物浓度极低三大行业痛点，舜宇恒平自主研发燃料电池专用差分电化学质谱检测系统。整机由燃料电池专用气体前处理单元+ EI 源四级杆在线质谱仪两大核心模块集成，可实现 PEMFC 运行全过程 H₂、N₂、O₂、CO、CO₂等多组分同步在线定性定量分析，捕捉碳腐蚀、膜降解、氢气交叉渗透等不可逆副反应产生的痕量气体信号，是燃料电池材料开发、电堆性能标定、衰减机理研究的核心表征设备。

产品概述

专为 PEM 质子交换膜燃料电池打造的原位差分电化学质谱系统，集成定制化尾气前处理单元与 EI 源在线质谱仪，针对性攻克燃料电池阳极尾气高水汽、压力波动大、碳腐蚀 / 膜降解微量副产气难以精准检测的行业难题。

设备搭载双通道独立取样管路，3 L/min 大流量抽气泵实时更新样气，消除检测滞后；-9~65℃可调冷阱配合自动排水阀实现深度除水，0~6 kg 精密稳压阀恒定进气工况，长效保护质谱核心部件。搭配法拉第筒、电子倍增双检测器，可高灵敏捕捉碳载体腐蚀、质子膜降解生成的 CO、CO₂等痕量副产物，同步追踪 H₂、N₂、O₂浓度随电池启停、变载、老化等工况的动态变化，量化氢气跨膜渗透、副反应衰减速率。

整机支持 7×24 h 不间断在线监测，配套完整标准化校准体系，广泛用于 MEA 新材料筛选、电堆衰减机理剖析、催化反应动力学研究、电堆耐久可靠性测试，是燃料电池研发实验室不可或缺的核心原位表征设备。

核心系统组成 

模块 1 燃料电池专用气体前处理装置

适配 PEM 阳极尾气，双路独立取样无交叉污染，一站式完成抽气、除水、稳压，保护质谱、稳定基线：

◆ 双取样通道，PU 软管直连电池阳极，支持对比 / 进出口同步测试；

◆ 3 L/min 抽气泵快速置换样气，消除信号滞后；

◆ -9~65℃可调冷阱，冷凝 + 膜过滤双重除水，配自动排水阀；

◆ 0~6 kg 不锈钢稳压阀前置稳压，提升数据长期重复性。

模块 2  EI 源四级杆质谱主机

搭配双检测器、两级真空，实现尾气痕量组分高灵敏检测：

◆ 搭载十六通阀，搭配不锈钢、石英材质两级分压进样结构；配置限流装置保护灯丝，分流泵可加快管路换气速度；

◆ 真空腔配备可视观察窗，可直观查看 EI源灯丝工作状态；

◆ 配备高精度四级杆质量分析器，支持全质量范围扫描、多离子同步监测模式；

◆ 双检测器协同检测：法拉第筒用于高浓度主组分气体定量，电子倍增器可放大微量 CO、CO₂微弱信号，实现高低浓度全覆盖检测；

◆ 膜片泵 + 涡轮分子泵组成两级真空系统，设备多管路接口密封性能优异，真空度长期稳定运行，有效延长真空泵使用寿命。

三、产品核心优势

1. 燃料电池工况专属前处理，仪器长效稳定

◆ 双重除水机制彻底脱除阳极尾气液态/气态水，杜绝水汽腐蚀离子源、四级杆；

◆ 恒压进气消除电池启停、变载带来的压力波动，基线无漂移，长时间测试数据一致性优异；

◆ 双路独立气路，可同时对比两组电池样品，无交叉污染，加速实验迭代。  

2. 实时在线动态监测，工况同步记录 

毫秒级响应速度，同步采集电池电流、电压、温度等工艺参数与 H₂/N₂/O₂/CO/CO₂离子流信号，自动生成浓度 - 时间变化曲线，直观反映变载、启停、老化过程中气体组分演变规律。

3. 全自动校准体系，定量结果精准可靠 内置标准化调谐流程

标准气体峰型校正、高纯 He 背景扣除、碎片离子比例校正、多浓度梯度灵敏度校正四重校准，消除基体干扰，定量数据可直接用于机理论文、研发报告。

4. 高自动化、易维护，适配实验室长期运行

灯丝预热、真空抽气、冷阱控温、自动排水全流程自动化；真空腔可视窗口直观监测灯丝状态，降低运维门槛。

四、典型应用场景

1. 质子交换膜燃料电池基础研究

膜电极（MEA）碳载体腐蚀、离聚物降解、铂基催化剂副反应机理分析；氢气跨膜渗透定量检测。

2. 电堆性能与衰减测试

单电池 / 小电堆变载、循环老化、启停工况下阳极尾气组分动态监测，量化衰减产气速率。 

3. 燃料电池材料开发

新型质子交换膜、抗腐蚀碳载体、低析气催化剂筛选对比实验。

4. 车载燃料电池可靠性标定

模拟实车动态工况，在线监测微量 CO、CO₂等有害副产物，评估电堆使用寿命与安全性。

五、关键技术参数