“用氫安全一直以來(lái)都是業(yè)內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)了用氫的安全事故，整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展節(jié)奏可能會(huì)由此延緩。” 日立信副總經(jīng)理兼技術(shù)研究院院長(zhǎng)赫樹開表示。
在2022(第四屆)高工氫電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上，赫樹開發(fā)表了“氫氣檢測(cè)助力中國(guó)氫能發(fā)展”的主題演講。他認(rèn)為，氫能產(chǎn)業(yè)要持續(xù)健康地發(fā)展運(yùn)行就必須高度重視氫安全問(wèn)題，而在識(shí)別和防范氫安全環(huán)節(jié)，氫氣傳感器的作用不可替代。
>>氫安全亟待行業(yè)重視
赫樹開在演講中介紹，我國(guó)高度重視氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，近年來(lái)國(guó)家層面和各地方層面密集出臺(tái)一系列支持政策，有效推動(dòng)我國(guó)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)開始從基礎(chǔ)研究階段向產(chǎn)業(yè)化過(guò)渡。
氫能的蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)也引發(fā)了公眾對(duì)于氫安全方面的擔(dān)憂。具體來(lái)看，氫氣漏有以下幾大危險(xiǎn)性。
其一，氫氣爆炸比例寬。在空氣中氫含量在4%-75%，氧氣中氫含量在4%-94%時(shí)，有明火、高溫、催化劑作用下，氫氣可以發(fā)生燃燒和爆炸；其二，燃燒速度快。氫氣在空氣中燃燒速度可達(dá)3m/s - 2050m/s，在氧氣中燃燒速度可達(dá)3600m/s。其三，燃燒溫度高。氫氣在氧氣充足條件下完全燃燒時(shí)，溫度可以超過(guò)2500℃。同時(shí)，火焰顏色為白色，在白天或光線強(qiáng)等情況下，不容易察覺(jué)。其四，點(diǎn)火能量小。氫氣點(diǎn)火能量?jī)H需0.019mJ，氫氣和空氣形成的可燃混合氣遇靜電火花、電氣火花或500℃以上的熱物體等點(diǎn)火源，就會(huì)發(fā)生燃燒爆炸。
過(guò)去氫氣在電力行業(yè)，特別是大型火電機(jī)、核電上被廣泛應(yīng)用，作為冷卻的氣體，氫氣在電廠的管控措施非常高，但事故還是時(shí)有發(fā)生，不能夠完全杜絕，可見(jiàn)對(duì)于氫氣的監(jiān)控和管理是多么重要。
>>氫氣檢測(cè)的必要性和技術(shù)手段
“不能因?yàn)闅錃馕ｋU(xiǎn)我們就不用，核電更危險(xiǎn)照樣造福人類。”赫樹開表示，用好氫氣的關(guān)鍵在于利用有效的手段對(duì)其進(jìn)行預(yù)防和監(jiān)控，氫氣傳感器的作用不可或缺。
在氫氣傳感器的幾種實(shí)現(xiàn)技術(shù)路徑中，電化學(xué)原理、催化燃燒和半導(dǎo)體都存在一定程度的缺陷，基于MEMS 技術(shù)的鈀合金薄膜氫氣傳感器則憑借其體積小、質(zhì)量輕、易于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)成為車用氫氣傳感器應(yīng)用研究熱點(diǎn)。
鈀合金薄膜技術(shù)最早是美國(guó)NASA用在航天上，在日本福島核電站出現(xiàn)泄漏之后，也采用鈀合金薄膜技術(shù)來(lái)測(cè)量氫氣濃度。鈀合金薄膜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在其抗干擾能力強(qiáng)，不怕水，抗結(jié)露，在液體中能測(cè)量；且耐高溫，使用壽命很長(zhǎng)，可以在高溫條件下應(yīng)用。
對(duì)于應(yīng)用于氫能領(lǐng)域的鈀合金薄膜傳感器來(lái)說(shuō)，首先，它可以適應(yīng)高溫高濕環(huán)境的檢測(cè)場(chǎng)景，檢測(cè)可靠性良好，使用壽命可達(dá)10年；其次，由于其抗干擾性強(qiáng)，可用于復(fù)雜背景氣體檢測(cè)場(chǎng)景，適用范圍廣泛；其三，它無(wú)需氧氣參與反應(yīng)，可用于氫氣含量較低甚至無(wú)氧等檢測(cè)場(chǎng)景。
所有涉氫場(chǎng)合都需要有固定式的測(cè)氫，發(fā)現(xiàn)有泄露或者要尋找泄露源的時(shí)候，需要有一個(gè)檢漏儀來(lái)查找漏源，所以日立信的氫氣檢測(cè)設(shè)備可以用在各方面涉氫的場(chǎng)合，比如加氫站、制氫站、氫氣管路等多個(gè)方面。
>>日立信助力中國(guó)氫能安全發(fā)展
河南省日立信股份有限公司(簡(jiǎn)稱：日立信)成立于1997年，是國(guó)內(nèi)一家專注提供氣體檢測(cè)全生命周期解決方案的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品主要涵蓋傳感器、儀器儀表、智能裝備、物聯(lián)網(wǎng)等四大產(chǎn)品體系，廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、氫能源、環(huán)保、煤炭、冶金、燃?xì)夤芫W(wǎng)、安全防護(hù)等眾多領(lǐng)域。
近年來(lái)，日立信申請(qǐng)專利授權(quán)累計(jì)400余項(xiàng)，軟件著作權(quán)80余項(xiàng)，具備國(guó)際/*技術(shù)水平的科技成果20余項(xiàng)，公司相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目被列于“國(guó)家863計(jì)劃”和“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”。
日立信充分了解挖掘氫能源行業(yè)各產(chǎn)業(yè)鏈涉氫用戶在氫氣安全檢測(cè)方面的現(xiàn)有難點(diǎn)和痛點(diǎn)，并結(jié)合公司自身二十五年的氫氣檢測(cè)技術(shù)沉淀和市場(chǎng)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，為廣大用戶提供包括燃料電池系統(tǒng)尾氣大量程沖擊檢測(cè)、天然氣摻氫過(guò)程氫氣檢測(cè)和電解水制氫氫氣純度在線監(jiān)測(cè)等在內(nèi)的氫氣安全應(yīng)用解決方案，傳感器憑借著可實(shí)現(xiàn)(0~100)%vol全量程檢測(cè)、耐高溫高濕檢測(cè)環(huán)境和抗干擾性優(yōu)異等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，獲得了燃料電池系統(tǒng)集成商和燃料電池測(cè)試臺(tái)架制造商等用戶的一致好評(píng)。
在產(chǎn)品方面。目前日立信已累計(jì)設(shè)計(jì)推出百余款氫氣檢測(cè)產(chǎn)品，具體包括智能型氫氣傳感器、智能氫氣檢測(cè)儀表、氫氣監(jiān)測(cè)及分析儀表、氫氣控制系統(tǒng)、氫氣品質(zhì)分析智能裝備等，為電廠、制氫廠、加氫站、燃料電池系統(tǒng)及整車廠、變電站、核電站、石油化工等各種復(fù)雜工況條件下的氫氣檢測(cè)提供可靠保障。
例如，日立信近期推出的一款明星產(chǎn)品——ppm級(jí)高靈敏度氫氣檢漏儀。該產(chǎn)品是為解決低量程高靈敏度氫氣檢測(cè)需求而定制開發(fā)的一款國(guó)產(chǎn)氫氣檢漏儀，可滿足制氫廠&加氫站現(xiàn)場(chǎng)氫氣泄漏檢測(cè)、涉氫過(guò)程氫氣泄漏檢測(cè)、燃料電池系統(tǒng)尾氣峰值鎖定檢測(cè)和氫能源汽車日常維保巡檢等多種場(chǎng)景使用，該產(chǎn)品后期維修成本低廉，維修周期短，可免費(fèi)提供CNAS校準(zhǔn)證書，為廣大用戶的后期使用提供了全面而貼心的便捷服務(wù)。
此外，日立信最新研制開發(fā)了一套電解水制氫專用的氫氣分析儀，主要用于檢測(cè)氫側(cè)氧氣含量、氧側(cè)氫氣含量和氫氣濕度含量，尤其是氧側(cè)氫分析儀，采用自主研發(fā)的核心傳感器技術(shù)而設(shè)計(jì)，產(chǎn)品具有耐大量程沖擊、高精度、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，大大地提升了氫氣純度分析儀的安全性和可靠性。
“為滿足客戶的需要，我們自主設(shè)計(jì)開發(fā)了一款移動(dòng)式氫氣品質(zhì)檢測(cè)車，可以開到加氫站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量氫氣氣源品質(zhì)是否達(dá)標(biāo)。” 赫樹開表示，新產(chǎn)品的開發(fā)大大提高了氫氣品質(zhì)檢測(cè)的便捷性，加氫站業(yè)主方可以通過(guò)增加氫氣取樣頻次，檢測(cè)每一批次的氫氣品質(zhì)質(zhì)量，便于第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)不良批次氣源并進(jìn)行處理，減少燃料電池汽車催化劑的失效概率和壽命減損。
不是所有的客戶都愿意購(gòu)買氫氣傳感器產(chǎn)品，有些客戶需要專業(yè)的第三方檢測(cè)服務(wù)。針對(duì)這部分需求，日立信成立了子公司河南省日立信計(jì)量檢測(cè)有限公司，專門提供CNAS&CMA第三方檢測(cè)服務(wù)，對(duì)氫氣品質(zhì)分析、探頭、壓力表、閥門等部件都可以提供第三方校準(zhǔn)檢測(cè)。
2022(第四屆)高工氫電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
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