“用氫安全一直以來都是業(yè)內(nèi)重點關(guān)注的環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)了用氫的安全事故，整個氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展節(jié)奏可能會由此延緩。” 日立信副總經(jīng)理兼技術(shù)研究院院長赫樹開表示。
在2022(第四屆)高工氫電產(chǎn)業(yè)峰會上，赫樹開發(fā)表了“氫氣檢測助力中國氫能發(fā)展”的主題演講。他認為，氫能產(chǎn)業(yè)要持續(xù)健康地發(fā)展運行就必須高度重視氫安全問題，而在識別和防范氫安全環(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，我國高度重視氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，近年來國家層面和各地方層面密集出臺一系列支持政策，有效推動我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)開始從基礎(chǔ)研究階段向產(chǎn)業(yè)化過渡。
氫能的蓬勃發(fā)展態(tài)勢也引發(fā)了公眾對于氫安全方面的擔憂。具體來看，氫氣漏有以下幾大危險性。
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，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3m/s - 2050m/s，在氧氣中燃燒速度可達3600m/s。其三，燃燒溫度高。氫氣在氧氣充足條件下完全燃燒時，溫度可以超過2500℃。同時，火焰顏色為白色，在白天或光線強等情況下，不容易察覺。其四，點火能量小。氫氣點火能量僅需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℃以上的熱物體等點火源，就會發(fā)生燃燒爆炸。
過去氫氣在電力行業(yè)，特別是大型火電機、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，但事故還是時有發(fā)生，不能夠完全杜絕，可見對于氫氣的監(jiān)控和管理是多么重要。
>>氫氣檢測的必要性和技術(shù)手段
“不能因為氫氣危險我們就不用，核電更危險照樣造福人類。”赫樹開表示，用好氫氣的關(guān)鍵在于利用有效的手段對其進行預(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)點成為車用氫氣傳感器應(yīng)用研究熱點。
鈀合金薄膜技術(shù)最早是美國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)來測量氫氣濃度。鈀合金薄膜技術(shù)的優(yōu)勢在其抗干擾能力強，不怕水，抗結(jié)露，在液體中能測量；且耐高溫，使用壽命很長，可以在高溫條件下應(yīng)用。
對于應(yīng)用于氫能領(lǐng)域的鈀合金薄膜傳感器來說，首先，它可以適應(yīng)高溫高濕環(huán)境的檢測場景，檢測可靠性良好，使用壽命可達10年；其次，由于其抗干擾性強，可用于復(fù)雜背景氣體檢測場景，適用范圍廣泛；其三，它無需氧氣參與反應(yīng)，可用于氫氣含量較低甚至無氧等檢測場景。
所有涉氫場合都需要有固定式的測氫，發(fā)現(xiàn)有泄露或者要尋找泄露源的時候，需要有一個檢漏儀來查找漏源，所以日立信的氫氣檢測設(shè)備可以用在各方面涉氫的場合，比如加氫站、制氫站、氫氣管路等多個方面。
>>日立信助力中國氫能安全發(fā)展
河南省日立信股份有限公司(簡稱：日立信)成立于1997年，是國內(nèi)一家專注提供氣體檢測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、燃氣管網(wǎng)、安全防護等眾多領(lǐng)域。
近年來，日立信申請專利授權(quán)累計400余項，軟件著作權(quán)80余項，具備國際/*技術(shù)水平的科技成果20余項，公司相關(guān)研發(fā)項目被列于“國家863計劃”和“國家重點研發(fā)計劃”。
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方面的現(xiàn)有難點和痛點，并結(jié)合公司自身二十五年的氫氣檢測技術(shù)沉淀和市場服務(wù)經(jīng)驗，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、天然氣摻氫過程氫氣檢測和電解水制氫氫氣純度在線監(jiān)測等在內(nèi)的氫氣安全應(yīng)用解決方案，傳感器憑借著可實現(xiàn)(0~100)%vol全量程檢測、耐高溫高濕檢測環(huán)境和抗干擾性優(yōu)異等獨特優(yōu)勢，獲得了燃料電池系統(tǒng)集成商和燃料電池測試臺架制造商等用戶的一致好評。
在產(chǎn)品方面。目前日立信已累計設(shè)計推出百余款氫氣檢測產(chǎn)品，具體包括智能型氫氣傳感器、智能氫氣檢測儀表、氫氣監(jiān)測及分析儀表、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需求而定制開發(fā)的一款國產(chǎn)氫氣檢漏儀，可滿足制氫廠&加氫站現(xiàn)場氫氣泄漏檢測、涉氫過程氫氣泄漏檢測、燃料電池系統(tǒng)尾氣峰值鎖定檢測和氫能源汽車日常維保巡檢等多種場景使用，該產(chǎn)品后期維修成本低廉，維修周期短，可免費提供CNAS校準證書，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，產(chǎn)品具有耐大量程沖擊、高精度、使用壽命長等優(yōu)勢，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)計開發(fā)了一款移動式氫氣品質(zhì)檢測車，可以開到加氫站現(xiàn)場測量氫氣氣源品質(zhì)是否達標。” 赫樹開表示，新產(chǎn)品的開發(fā)大大提高了氫氣品質(zhì)檢測的便捷性，加氫站業(yè)主方可以通過增加氫氣取樣頻次，檢測每一批次的氫氣品質(zhì)質(zhì)量，便于第一時間發(fā)現(xiàn)不良批次氣源并進行處理，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買氫氣傳感器產(chǎn)品，有些客戶需要專業(yè)的第三方檢測服務(wù)。針對這部分需求，日立信成立了子公司河南省日立信計量檢測有限公司，專門提供CNAS&CMA第三方檢測服務(wù)，對氫氣品質(zhì)分析、探頭、壓力表、閥門等部件都可以提供第三方校準檢測。
2022(第四屆)高工氫電產(chǎn)業(yè)峰會現(xiàn)場
