泰拉利克斯与它的万能燃料电池堆
韩国全罗北道扶安郡建起了韩国首个新再生能源综合园区——“扶安新再生能源主题公园”。这里主要支持氢燃料电池、太阳能、风力等新技术开发，目标是打造一个新再生能源产业集群。
就在这个园区里，入驻着一家企业——泰拉利克斯（TerraLIX）。他们的目标很明确：“做出能用在所有地方的燃料电池堆”。
泰拉利克斯 2019 年成立，主打产品是基于钛金属分离板的 PEM 燃料电池，特点是耐用、高效。最厉害的是他们的封闭式空气流道风冷技术，就算在极端环境下也能稳定运行。
这些技术现在开始出成果了。今年 3 月拿到了 1.5 kW 级移动式燃料电池的欧洲 CE 认证，算是敲开了国际市场的门；8 月更是跟日本丰田签了合同，给他们的无人搬运机器人（AGV）供应氢燃料电池，首批货已经交付了。
今年 9 月，扶安新再生能源主题公园又多了个新设施——水电解制氢基地。马路对面就是韩国能源技术研究院的氢燃料电池试验楼，泰拉利克斯的研究所就设在这栋楼里。
车间可以看到正在测一个燃料电池堆的性能，这是他们的 1.2 kW 级“HYCUS X1”，主要给小型无人机用的。
封闭式风冷：HYCUS 的独门技术
HYCUS 是他们家所有燃料电池产品的品牌名，全称是“Hydrogen Changes Us”，意思就是“氢改变我们”。这名字倒是挺符合他们“用氢改变未来”的想法。
HYCUS 最大的特点就是用了封闭式空气极结构的风冷系统。
燃料电池堆工作时肯定会发热，这热量得管好，要让温度保持在合适范围（风冷的话大概 55°C，水冷的话 60～80°C）。温度高了电解质膜会干，性能就掉了；温度低了水会结冰，反应也会变慢。
冷却系统直接关系到燃料电池的性能和寿命，算是个核心部件。现在主要就两种方式：水冷和风冷。
风冷就是用风扇把外面的空气吹进去给燃料电池堆散热，直接吹或者间接散热都行。这种方式比较简单，也轻便，适合无人机、移动发电机这些小型低功率的东西。缺点是散热效果不如水冷，大功率的就带不动了，而且在极端环境下温度不好控制。
金泰永说：“以前的风冷系统基本都是开放式空气极结构，不用的时候里面容易干，膜的含水率就降低了，输出和耐久性都会变差。所以我们把燃料电池堆能用多久放在第一位，把空气极的进出口做成封闭式的，不让外面的空气随便进来。”
他还挺得意地说：“我们重新设计了分离板的流道，不光是把里面产生的水排出去，还把水收集到进气口那边，这样就算进来的是干燥气体，里面也能一直保持一定湿度。这个无加湿技术，我们是全球第一个在风冷式燃料电池堆上搞出来的。”
除此之外，他们还用热循环技术把产生的热量均匀分散、重复利用，不管什么环境都能让燃料电池堆内部温度保持稳定。靠着自己开发的冷却导管和散热结构，虽然是风冷，但功率密度和热稳定性都做得不错。
他们到现在已经做了几百个风冷式燃料电池堆，测下来发现各个堆的电压特性都挺一致的，就算把好几个堆串并联起来，系统输出也很稳定。
靠着这些技术，HYCUS 不用加湿装置，也不用外部加热器，从零下 35°C 到零上 55°C 都能稳定工作。
不过泰拉利克斯也不是只做风冷。对于中大型移动设备、发电设施这些需要大功率的产品，他们用水冷系统。为了测试这两种系统，专门弄了相应的设备。
通用性与模块化设计
泰拉利克斯在设计 HYCUS 的时候就想着要能用在各种地方。
金泰永说：“一开始我们就考虑了通用性和模块化。输出电压、电流可以根据不同的应用场景调，系统大小和重量也能优化，适配不同的平台。”
他接着解释：“我们自己开发了电源管理转换器和集成控制算法，能很方便地跟各种设备连起来。这种灵活的结构让它在各种移动平台上兼容性都挺好。”
为了验证这一点，泰拉利克斯在道路清扫车、电动推车、无人机、无人搬运机器人等各种设备上都装过 HYCUS 测试。测下来发现确实能装在大部分移动设备上。
开发多样化燃料电池系统
金泰永指了指桌上那个黑色箱子，里面装的是 2 kW 级特种车用非驱动燃料电池系统。这是全罗北道碳复合材料监管自由特区一个项目的产品——“高压碳复合材料可拆卸氢气储存模块系统实证”。
这个项目就是用韩国国产碳纤维做 70 兆帕级可拆卸氢储罐，给高空作业车、清扫车这些特种车用，然后装到车上看安全性怎么样。车用燃料电池系统就是泰拉利克斯负责做的。
金泰永介绍说：“这个系统用了 2 个 1.25 kW 级燃料电池堆。燃料电池的排列方式专门设计过，能最大程度减少振动冲击，还加了个装置保持氢浓度恒定。”
“现在韩国燃气安全公社正在做设计和生产阶段的检查，完了之后明年上半年就能装车。”
金泰永展示了一个圆筒形的燃料电池系统，这是他们最近做的航空用燃料电池模块“HYCUS X-LOOP”。
这玩意儿是把 10 个 2 kW 级风冷式燃料电池堆串联起来，呈放射状。目的是想开发一个能替代有人驾驶飞机机翼螺旋桨发动机的燃料电池模块。飞行时的风从中间进来，然后分配给各个燃料电池堆，这样就解决了散热问题。
而且因为用的是封闭式空气极结构的风冷系统，就算飞得很高也能稳定工作。
在对流层（就是大气层最底下那层），大概每往上 100 米气温就降 0.65°C 左右。高度上去了，燃料电池堆里的水可能结冰或者变干，输出就掉了。HYCUS 这点不用担心。
他们还专门处理了高海拔氧浓度低导致性能下降的问题。
氧浓度低的时候，燃料电池需要的电流会突然增大，或者空气压缩机反应变慢。为了防止这种情况，他们让供给阴极的氧气量和实际需要的氧气量的比例保持在 1 以上，避免缺氧。泰拉利克斯把这个比例定在 3～4。
X-LOOP 设计得挺灵活，可以连 10 个以上的燃料电池堆，单位输出最大能到 50 kW。要是连 10 个 50 kW 级的系统，再加上热管理，一个模块能出 500 kW 的功率。
泰拉利克斯的计划是到 2027 年让 HYCUS 产品线全面商业化，拿到各种国际认证，打入欧洲、日本、北美这些市场。之后还要做 200 kW 级的航空动力包和 15 kW 级给 AI 数据中心用的机架式燃料电池系统，多方面发展。
他们的目标是掌握把高耐久性风冷式燃料电池堆串并联起来做成几百 kW 电源装置的核心技术。重点不是做系统集成，而是把燃料电池堆的原创技术和生产技术搞透，从电池单元一直到燃料电池堆、模块、系统，做成可扩展的结构。
另外还要给各国需要燃料电池的企业供应有价格优势、质量又好的燃料电池堆，跟国际 OEM 厂商、研究机构合作，把供应链做得更多元化。
针对机器人行业需要长时间运行的需求，他们还在搞超小型、超轻量、高效率的燃料电池，想替代现在用电池的方案，做个能持续运行的机器人电源。
燃料电池堆领域的英伟达
“我想做的，就是像电池那样，专门制造能用在所有地方的燃料电池堆。”这是金泰永的目标。
最早的电池用液体电解质，一斜一晃电解液就漏出来，带着不方便，放着也麻烦。但技术不断进步，现在的电池能量密度高、寿命长，遥控器、鼠标、玩具，基本所有便携式电子产品都在用。
燃料电池也一样，技术发展到现在，不光用在汽车上，无人机、叉车、机器人、自行车、充电宝，各种地方都能看到。尤其是 PEMFC，在需要移动的设备上表现最好。
但燃料电池堆要像电池那样普及，得先把系统做简单点，开发标准化的模块式燃料电池堆，让它能轻松装到任何设备里。同时还得保证用得久，在各种环境下都稳定。
所以泰拉利克斯不打算大批量生产燃料电池系统或者燃料电池堆，而是想做一家专门研发能用在所有地方的燃料电池堆的公司。
金泰永说得挺明白：“就像英伟达不做搭载 GPU 的整机，专门做 GPU 一样，我们也不想直接卖燃料电池系统，而是不停开发有差异化的燃料电池堆，然后供应出去。”“我们的目标，就是帮别人做出完成度高、价格又有竞争力的燃料电池系统。”
【信息来源：韩国行业网站】