钯合金薄膜技术在氢气检测的应用

赵敏 0 2022-09-01

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钯合金薄膜技术氢气检测

在2022（第四届）高工氢电产业峰会上，日立信总经理兼技术研究院院长赫树开发表了“氢气检测助力中国氢能发展”的主题演讲。他认为，氢能产业要持续健康的发展运行就必须高度重视氢安全问题，而在识别和防范氢安全环节，氢气传感器的作用不可替代。

氢安全亟待行业重视

我国高度重视氢燃料电池汽车产业发展，近年来国家层面和各地方层面密集出台一系列支持政策，有效推动我国氢燃料电池汽车产业开始从基础研究阶段向产业化过渡。

氢能的蓬勃发展态势也引发了公众对于氢安全方面的担忧。具体来看，氢气的有以下几大危险性。

其一，氢气爆炸比例宽。在空气中氢含量在4%-75%，氧气中氢含量在4%-94%时，有明火、高温、催化剂作用下，氢气可以发生燃烧和爆炸；

其二，燃烧速度快。氢气在空气中燃烧速度可达3m/s - 2050m/s，在氧气中燃烧速度可达3600m/s。

其三，燃烧温度高。氢气在氧气充足条件下完全燃烧时，温度可以超过2500℃。同时，火焰颜色为白色，在白天或光线强等情况下，不容易察觉。其四，点火能量小。氢气点火能量仅需0.019mJ，氢气和空气形成的可燃混合气遇静电火花、电气火花或500℃以上的热物体等点火源，就会发生燃烧爆炸。

过去氢气在电力行业，特别是大型火电机、核电上被广泛应用，作为冷却的气体，氢气在电厂的管控措施非常高，但事故还是时有发生，不能够完全杜绝，可见对于氢气的监控和管理是多么重要。

氢气检测的必要性和技术手段

“不能因为氢气危险我们就不用，核电更危险照样造福人类。”赫树开表示，用好氢气的关键在于利用有效的手段对其进行预防和监控，氢气传感器的作用不可或缺。

在氢气传感器的几种实现技术路径中，电化学原理、催化燃烧和半导体都存在一定程度的缺陷，基于MEMS 技术的钯合金薄膜氢气传感器则凭借其体积小、质量轻、易于批量生产等优点成为车用氢气传感器应用研究热点。

不同氢气检测原理技术对比