燃料氫氣(Fuel Hydrogen)作為清潔能源的重要組成部分,廣泛應用于氫燃料電池汽車、工業能源替代及儲能發電等領域。
由于其高易燃性和爆炸風險以及對純度的嚴格要求,確保燃料氫氣的質量和安全性至關重要。
燃料氫氣的性質與用途
燃料氫氣是一種無色、無味、無毒的氣體,分子式為H?,相對分子質量為2.016。其燃燒熱值高達142 MJ/kg,是傳統化石燃料的三倍以上,且燃燒產物僅為水,具有顯著的零碳排放優勢。
主要用途包括:
氫燃料電池汽車:作為氫燃料電池的燃料,驅動車輛運行。
工業能源替代:用于替代傳統化石燃料,減少工業碳排放。
儲能與發電:通過電解水制氫和燃料電池發電,實現能源的高效存儲與利用。
檢測標準概述
1. GB/T 37244-2018《質子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣》
規定了質子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣的技術要求,包括純度、雜質含量及檢測方法,適用于燃料電池汽車用氫氣的質量控制。
2. GB/T 34542.2-2018《氫氣儲存輸送系統中金屬材料與氫環境相容性試驗方法》
規定了氫氣儲存設備中金屬材料與氫環境相容性的試驗方法,確保儲氫設備的安全性。
3. GB/T 35544-2017《車用壓縮氫氣鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶》
規定了車用壓縮氫氣鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶的技術要求,適用于氫燃料電池汽車的氫氣儲存系統。
4. GB/T 3634.2-2011《純氫、高純氫和超純氫》
規定了純氫、高純氫和超純氫的技術要求及檢測方法,適用于燃料氫氣的質量控制。
檢測方法
1. 氣相色譜法(GC)
氣相色譜法是測定燃料氫氣純度和雜質氣體的主要方法。通過分離和定量分析氫氣中的雜質(如氮氣、氧氣、二氧化碳等),確保符合標準要求。
2. 紅外分析法
紅外分析法用于檢測氫氣中的一氧化碳和二氧化碳含量。例如,GB/T 37244-2018規定使用紅外分析儀測定燃料氫氣中的一氧化碳和二氧化碳濃度。
3. 露點法
露點法用于檢測氫氣中的水分含量。例如,GB/T 3634.2-2011采用露點法檢測氫氣中的水分,確保其符合燃料氫氣的技術要求。
4. 電化學傳感器法
電化學傳感器法通過氫氣與傳感器的化學反應產生電信號,實現實時監測。該方法適用于氫燃料電池汽車的氫氣泄漏檢測。
檢測項目
1. 氫氣純度
氫氣純度是燃料氫氣的核心檢測指標。例如,GB/T 37244-2018規定,燃料電池汽車用燃料氫氣的純度應≥99.97%。
2. 雜質氣體含量
雜質氣體(如一氧化碳、二氧化碳、氮氣等)的檢測是燃料氫氣質量控制的重要環節。例如,GB/T 37244-2018規定,一氧化碳含量應≤0.2 ppm,二氧化碳含量應≤2 ppm。
3. 水分含量
水分含量直接影響燃料氫氣的使用性能。例如,GB/T 3634.2-2011規定,水分含量應≤5 ppm。
4. 顆粒物及金屬雜質含量
燃料氫氣對顆粒物及金屬雜質含量有嚴格要求。例如,GB/T 34542.2-2018規定了金屬材料與氫環境相容性的試驗方法,確保氫氣儲存設備的安全性。