H2傳感器在氫燃料電池車加氫站中的應(yīng)用
從全球角度來看,隨著中東戰(zhàn)爭引發(fā)的全球石油危機(jī)過去,全球經(jīng)濟(jì)大國已經(jīng)逐步開始探索替代能源,綠色低碳的氫能作為一種二次能源,具有巨大的發(fā)展前景。在過去的十年中,占全球經(jīng)濟(jì)總量的75%的國家已經(jīng)發(fā)布了氫能發(fā)展戰(zhàn)略路線,積極推動氫能建設(shè)。
在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中,從氫氣制備、儲存、運輸、加注、燃料電池到終端應(yīng)用等各個環(huán)節(jié),都處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的前夜。眾多企業(yè)正在積極布局氫能賽道,包括以中石化、中海油為代表的新入局能源企業(yè),以及捷氫科技、國富氫能等為代表的頭部民企,這些企業(yè)正在有力地推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
據(jù)預(yù)測,到2060年,氫能將占我國能源戰(zhàn)略的約15%,并成為終端能源體系的重要組成部分。氫能和電力將共同成為我國終端能源體系的消費主體,帶動形成一個規(guī)模達(dá)十萬億的新興產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前,世界能源技術(shù)創(chuàng)新活躍,氫能產(chǎn)業(yè)鏈也日趨完整。在氫能產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié),都有相當(dāng)規(guī)模的企業(yè)參與其中,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加速。然而,氫氣具有易燃易爆的特性,安全問題不容忽視。近期發(fā)生的幾起氫燃料儲存罐爆炸和加氫站爆炸事故敲響了氫能產(chǎn)業(yè)安全的警鐘。需要關(guān)注的是,這些事故都造成了不同程度的人員傷亡和財產(chǎn)損失。針對這些問題,我們需要加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的安全管理,建立健全相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),提高企業(yè)和公眾的安全意識,以確保氫能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
資料顯示,氫氣的爆炸極限是4.0%~75.6%,只要一定空間內(nèi)氫氣的體積濃度處于此區(qū)間,遇到點火源,就有可能發(fā)生爆炸?!芭e例來說,天然氣的爆炸極限是5%~15%,相比之下,氫氣的爆炸極限范圍大得多,濃度也更容易達(dá)到。”
氫氣因其特殊的物理性質(zhì),一旦泄漏易引發(fā)爆炸和火災(zāi),對加氫站周邊的生命和財產(chǎn)安全造成極大的威脅。然而,事物的存在往往具有兩面性,氫能源在安全性方面的優(yōu)勢同樣不容忽視:氫氣具有很高的擴(kuò)散系數(shù)和浮力,一旦發(fā)生泄漏,其濃度會迅速降低。相較于其他常見燃?xì)猓瑲錃獾谋芰繕O低,單位體積的氫氣爆炸能僅相當(dāng)于汽油氣的1/22。
加氫站作為氫燃料電池車的補給能源,數(shù)量必然會快速增加,并會集中在人口密集區(qū)域。因此,加氫站的安全性引發(fā)了公眾擔(dān)憂,同時制約著氫燃料電池汽車行業(yè)的發(fā)展。加氫站涉及氫氣的生產(chǎn)、存儲、輸送和加注全流程,其安全性不容忽視,必須采取多重措施以防范潛在風(fēng)險。由于氫氣具有獨特的性質(zhì),設(shè)計和運營加氫站過程中要考慮諸多事項:
a. 氫氣具有高可燃性,需要防范泄漏。因此,加氫設(shè)備和輸送管道要精心設(shè)計,確保密封性和安全性。
b. 加氫站內(nèi)的電氣元件要求防爆,并采取防靜電措施,以防止靜電引發(fā)火災(zāi)和爆炸。
c. 加氫站應(yīng)配備氫氣濃度在線檢測設(shè)備,及時發(fā)現(xiàn)泄漏并排出隱患。同時設(shè)置排風(fēng)排氣裝置,確保泄漏的氫氣及時排出。
d. 加氫站中的加注模塊應(yīng)具備安全聯(lián)鎖功能和過壓保護(hù)功能,確保加注過程的安全性。
e. 還要注意防止高速氫流與儲氫瓶之間摩擦產(chǎn)生高電位氫流,以避免潛在的燃燒風(fēng)險。
多次發(fā)生的爆炸事件提醒我們,由于氫燃料本身具有復(fù)雜性和危險性,企業(yè)與政府必須將安全放在首位。在推動氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,我們不僅要注重產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度和規(guī)模,更要注重其安全性。在發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)的同時,我們必須遵守其內(nèi)在的發(fā)展規(guī)律,切忌急功近利。為了確保加氫站的安全性,對于氫氣泄漏檢測,工采網(wǎng)可為各種不同的應(yīng)用提供相應(yīng)的氫氣傳感器:半導(dǎo)體氫氣傳感器TGS2616和催化燃燒可燃?xì)怏w傳感器TGS6812及其模塊CGM6812。
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