锰氢气电池

p style=" text-indent: 2em " 随着可再生能源开发利用规模的不断扩大及智能电网产业的迅速崛起，储能技术的重要性日益凸显。记者7日获悉，由美国斯坦福大学崔屹教授领衔的研究团队介绍了一种可循环充电1万次以上的锰氢气电池，可实现10年以上的稳定性能。该成果发表在《自然· 能源》上。 /p p style=" text-indent: 2em " 据该成果的第一作者、美国斯坦福大学材料科学与工程学院的陈维博士介绍，他们发明的锰氢气电池使用高表面积的碳作为正极集流体，易溶于水的硫酸锰盐作为电解液，由催化剂控制的氢气作为负极。该电池从设计、充放电原理、测试方法和性能上都有别于以往任何水系电池。 /p p style=" text-indent: 2em " 成果显示，锰氢气电池具有非常优异的电化学性能，比如稳定的放电电压1.3伏，高倍率的放电电流100mA/cm2，大于1万次的稳定循环，以及较高的质量能量密度139Wh/kg和体积能量密度210Wh/L。而且，该电池很容易放大用于大规模储能。 /p p style=" text-indent: 2em " 大规模储能是实现可再生能源普及应用的核心技术。现有的大规模储能技术（如抽水储能、压缩空气储能）以及各种蓄能电池（如锂离子电池、钠硫电池、液流电池）等均存在不同的问题，远不能满足大规模储能廉价、安全、高能量密度和高稳定性的要求。崔屹表示：“锰氢气电池的发明将对大规模储能的格局产生重要影响，进一步缓解由传统化石能源带来的严重碳排放和空气污染。” /p

我国 “双碳”目标的提出彰显负责任的大国形象，亦是可持续高质量发展的内在需求。在此宏观愿景下，“零碳排放”的氢能产业方兴未艾，燃料电池汽车作为氢能应用的重要场景，其能量供应体氢气质量的优劣至关重要。近期，中国测试技术研究院技术人员通过长期、深入、系统的研究，开发出一整套燃料电池用氢气中痕量硫化物的低温富集-GC-SCD在线分析系统，研发成果文章发表于Chinese Chemical Letters, 作为分析系统检测部分的核心，岛津的Nexis SCD-2030硫化学发光检测器大显身手。 氢燃料电池是很有前途的能源之一，它可以实现能源的循环生产，避免温室气体或污染副产品的排放。然而，即使在痕量水平（nmol/mol）的硫化物（SCs）也会导致催化剂不可逆的毒化作用，损伤并缩短燃料电池的寿命。此外，高反应活性的SCs可能会在复杂的环境中导致反应产生不同种类和浓度的SCs，为了更好地实时动态的监控SCs含量，在线分析系统至关重要。 在此背景下，研究人员开发了基于不同来源的氢气中9种典型SCs的低温富集与GC-SCD相结合的在线分析系统，结果表明此系统的校准曲线的相关系数高于0.999，仪器检出限不高于0.050 nmol/mol，方法检出限最低可达到0.01 nmol/mol，精密度和准确度令人满意（RSD5%，SD15%）。开发的系统成功地应用于实际样品分析。图1. 低温富集-GC-SCD在线分析系统示意图 该系统由基准参考混合气体（PRGM）在线稀释、低温富集和GC-SCD三个主要部分组成，模块编号为1至14，分别代表1：压力传感器、2：开关阀门、3：临界流锐孔、4：H2纯化器、5：质量流量计MFC1、6：三通管、7：质量流量计MFC2、8：气泵、9：六通阀、10：低温捕集阱、11：GC、12：总硫分析用非保留色谱柱、13：形态硫分析用毛细管色谱柱、14：SCD检测器。 图2. 低温富集-GC-SCD在线分析系统数据示意图 混合气体标准物质的GC-SCD色谱图（出峰顺序为：H2S、COS、CH3SH、C2H5SH、CH3SCH3、CS2、CH3SC2H5、C4H4S和C2H5SC2H5），浓度为0.1、0.2、0.5、1、4、8、10、15、20、30和40 nmol/mol（从内到外）（左）并放大0.1、0.2，0.5和1 nmol/mol（右）。 表1. 某实际样品的数据分析结果表 实验结果表明，该在线分析系统可以实现快速在线、高灵敏度、精密度和准确度测定H2中SCs混合物。如上表实际样品分析案例所示，测定实际样品中的SCs，分析结果可低至0.09 nmol/mol，样品分析时间小于30分钟，证明该在线分析系统是快速、高效测定实际H2样品中痕量硫化物的理想解决方案。岛津新一代Nexis SCD-2030硫化学发光检测器

助力双碳，“氢”心打造-燃料电池汽车用氢质量分析方案(Ⅱ)原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国高丽1. 前言 随着全球能源消费结构向低碳转型的加速，氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源和工业还原物料而备受瞩目。氢能是我国战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，是我国实现2060年“碳中和”目标的重要途径。氢燃料电池汽车的研发和应用是我国氢能利用的重点应用产业，氢气质量是确保燃料电池正常运行的关键因素之一。作为燃料电池能量来源的氢气主要来自工业副产氢、电解制氢、化工原料制氢和化石能源制氢，不同生产方式制取的氢气不可避免地会产生相应的杂质组分，会对燃料电池的性能和寿命产生不同程度的影响。经过十几年探索和验证，发现二氧化碳、甲烷、氮、氩、氦等杂质组分会降低氢气的分压，导致燃料电池局部氢气供应不足，可能造成电池反极并发生碳蚀现象。一氧化碳会占据PEM催化剂的活性位而阻碍氢气在催化剂上的吸附，降低氢气电离出质子的速率，严重时会导致催化剂完全失活等。由此可见，氢气的纯度及杂质含量会对PEMFC的性能造成严重的损害并降低其使用寿命、影响效率和安全等，因而，准确而快速的测定燃料氢气的纯度和杂质含量是极其重要的。赛默飞与北京石科院合作，采用1台气相色谱仪，配置TCD、FID和PDD三个检测器、多阀多色谱柱分析系统检测质子交换膜燃料电池汽车用氢气中氦、氩、氮、一氧化碳、二氧化碳和烃类组分，建立燃料电池用氢质量分析方案，所有测试结果均满足新修订国标的要求。2. 仪器及配置 表1 气相色谱仪仪器配置（点击查看大图）3. 结果与讨论 3.1氢中微量一氧化碳和二氧化碳检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将一氧化碳和二氧化碳标气稀释至0.05 µ mol/mol～10 µ mol/mol 范围内的8个浓度级别并进行检测并绘制多点校正曲线（强制过原点），典型样品色谱图见图1，一氧化碳和二氧化碳测试校正曲线相关系数分别是0.9999和0.9992。图1 一氧化碳和二氧化碳分析（PDD流路）典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体稀释仪配制0.05 μmol/mol的样品，平行测定至少10次，样品峰面积的相对标准偏差、方法检出限结果列于表2中。样品叠加色谱图见图2。从测试结果得到2种杂质的检出限均低于20 ppb。图2 一氧化碳和二氧化碳检出限测试谱图（点击查看大图）表2 样品组分低浓度点连续10针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）3.2氢中烃类组分检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将烃类标气分别稀释至6个浓度级别，甲烷浓度范围0.1 µ mol/mol～5.3 µ mol/mol，其他烃组分浓度范围0.1 µ mol/mol～2 µ mol/mol，绘制校正曲线（强制过原点）。烃类组分典型色谱图见图4，绘制校正曲线见图3，绘制校正曲线的线性相关系数均大于0.9992。图3 烃类组分（FID流路）典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体稀释仪配制0.1 μmol/mol的样品，平行测定至少7次，样品保留时间、峰面积和峰高的相对标准偏差，方法检出限结果列于表3中，从测试结果得到烃组分杂质的检出限均低于0.1 ppm。表3 烃组分低浓度点连续7针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）3.3氢中氦、氩、氮组分检测用气体标准样品或通过气体稀释仪将氦、氩、氮标气稀释至5个浓度级别（10 µ mol/mol～602 µ mol/mol范围内），绘制多点校正曲线（强制过原点），TCD流路典型样品色谱图见图4，测试校正曲线相关系数均大于0.9992。图4 氢中氦氩氮（TCD流路)典型色谱图（点击查看大图）重复性及检出限测试用气体标准样品平行测定7次， 样品保留时间、峰面积和峰高的相对标准偏差，方法检出限结果列于表4中，七针测试叠加色谱图见图5。从测试结果得到氦、氩、氮组分的检出限均低于10 ppm。图5 氢中氦氩氮低浓度点叠加色谱图（点击查看大图）表4 氦氩氮低浓度点连续7针进样重复性及检出限测试结果（点击查看大图）结 论方案操作简单，灵敏度高、能够满足质子交换膜燃料电池汽车用氢气对杂质的分析需求。经验证考察，各杂质组分相关系数均大于0.9992，满足GB/T 37244《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》、团标T/CECA-G 0179—2022《氢气中氦、氩、氮和烃类的测定 气相色谱-热导和火焰离子化检测器法》和团标T/CECA-G 0181—2022《氢气中一氧化碳和二氧化碳的测定 气相色谱-氦离子化检测器法》对校准曲线相关系数、检出限等要求；同时，也完全满足 GB/T 3634.2和ISO 14687中规定的各杂质的检出限要求。如需合作转载本文，请文末留言。

近日，《GB/T 40045-2021 氢能汽车用燃料 液氢》、《GB/T 40060-2021 液氢贮存和运输技术要求》和《GB/T 40061-2021 液氢生产系统技术规范》三项氢气相关国家标准的发布，并将在今年的11月1日正式实施。使用氢能的规划早在多年前就被提出，但受多方面因素的制约，氢能一直没有大范围的推广开来。此次国家正式发布了相关标准，可见，氢能的全国推广已经被提上日程。政策驱动，多地区政府及能源巨头已“摩拳擦掌”年初，生态环境部印发《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》。其中明确，抓紧制定2030年前二氧化碳排放达峰行动方案，综合运用相关政策工具和手段措施，持续推动实施。目前距离碳达峰和碳中和目标的实现分别只有8年多和不到40年的时间。中国科学技术大学校长包信和认为，“未来碳达峰和碳中和目标的实现，包括可再生能源发展，最重要的当然是电，但是在能量转化以及二氧化碳处理和资源化利用过程中最为关键的就是氢；从2020年数据来看，我国化石能源比例占到80%左右，在这种情况下未来要实现碳中和的目标，能源结构上需要有非常大的调整，需要大幅增加可再生能源的占比”。在此背景下，各地方政府纷纷发布碳达峰行动方案，实施能源转型。如近期，国家能源局宣布正在编制《能源技术创新“十四五”规划》，已经将氢能及燃料电池技术列为“十四五”期间能源技术装备的主攻方向和重点任务；近日，北京市宣布“京津冀氢能保供基地将在2025年前建成”；浙江省政府2025年，浙江省非化石能源占一次能源比重从目前的20%提高到24%，，推广氢燃料电池汽车1000辆以上；山东省宣布与14家荷兰海上风电、氢能领域企业对接合作等。同时，国内的能源巨头，中石油、中石化等单位也在布局氢能等新能源的开发，如近日，中国石油下游直属科研机构中国石油石油化工研究院（简称石化院）正式成立氢能、生物化工和新材料三个新研究所。其实中石油布局氢能，可以说是“蓄谋已久”。2018年9月，中国石油宣布，将在张家口地区布局加氢站组网建设；2019年4月，中国石油宣布在北京地区建设加油、加氢合建站，支持北京市及冬奥会氢能供应；2020年8月5日中国石油和申能有限公司筹建上海临港新片区首座油氢合建站；2020年9月8日，福田汽车与中石油项目签约,联手打造北京首座70兆帕加氢站；今年2月7日，中国石油合资建设的太子城服务区加氢站正式投入使用，为冬奥崇礼赛区50辆氢能源大巴供应氢燃料，加出中国石油加氢业务“第一枪”。氢能在各应用场景的潜力氢能具有广泛的应用场景，从目前各地区和代表企业的动向来看，大家一般都把氢能的交通运输列为首要研究应用对象。1. 氢交通氢交通目前已处于发展萌芽期，据GGII的数据，2020年我国燃料电池客车、货车、物流车保有量分别为2500、4070、780辆。伴随着汽车保有量持续增长，以及氢能源汽车技术的完善和普及， 氢能源汽车未来市场发展前景广阔。2. 家用氢能源据赛迪顾问统计数据，目前全球建筑供热和电力需求约占全球能源需求的1/3。全球多个国家积极探索氢能在建筑领域应用，利用氢气通过发电、直接燃烧、热电联产（CHP）等形式为居民住宅或商业区提供电热水冷多联供。而目前，我国氢建筑应用还处于导入阶段；但天然气重整制氢用于燃料电池热电联产，未来具有较大的市场发展空间。由此来看，氢能交通运输是目前较有可能快速发展并应用的应用场景，这也是此次连发3项氢能国家标准的原因。车用氢气形成较为完善标准体系我国此前早有关于氢气的国家标准，从较早的工业氢气的产品标准《GB/T 3634.2-2011氢气 第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢》，其中对总烃、总硫、甲醛、甲酸、氨、总卤化物、颗粒物浓度等参数都没有规定，不适用于车载氢燃料电池；来到2018年发布的《GB/T 37244-2018 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》明确规定了氢气15个指标的具体要求。此次发布的三项氢气国家标准中，《GB/T 40045-2021 氢能汽车用燃料 液氢》规定了车用液氢的16项指标，增加了仲氢含量（体积分数），这是由于氢在液化和贮存时，由于自动催化作用，正氢会转化为仲氢并放出热量，使液氢产生蒸发 损失，所以液氢产品中要求仲氢含量至少在95%以上。其他的15项指标（氢气纯度（摩尔分数）、非氢气体总量、水、总烃（按甲烷计）、氧、氦、总氮和氩、二氧化碳、一氧化碳、总硫（按H2S计）、甲醛、甲酸、氨、总卤化合物（按卤离子计）和最大颗粒物浓度）均与《GB/T 37244-2018》规定相同。除产品标准外，此次发布的另外两项标准分别为生产标准及运输贮藏标准，分别为《GB/T 40061-2021 液氢生产系统技术规范》和《GB/T 40060-2021 液氢贮存和运输技术要求》。三项标准构建了完善的车用氢气标准体系，可见，国家相关单位已为氢气的车用做好了相关的标准铺垫，随后或将大范围的推广氢能作为现代运输的替代能源。氢能革命给仪器行业带来的商机氢气在生产、运输、使用的过程中，一定会经过层层的检测分析，同时，有些检测还需求现场快速，这就需要大量的分析仪器和快检仪器。此次发布的标准《GB/T 40061-2021 液氢生产系统技术规范》中明确规定了需要在生产过程中的氢液化装置入口、氢气低温吸附器出口、氢液化装置出口、液氢储罐等位置设置监测分析点，检测的要求包含氧、氮、水、一氧化碳、二氧化碳及总烃等杂质，如图：此外，液氢检测合格后运送到各加氢站，加氢站也需要对氢气进行质检，根据《GB/T 40045-2021 氢能汽车用燃料 液氢》标准中规定的16项指标对氢气纯度（摩尔分数）、仲氢含量（体积分数）、非氢气体总量、水、总烃（按甲烷计）、氧、氦、总氮和氩、二氧化碳、一氧化碳、总硫（按H2S计）、甲醛、甲酸、氨、总卤化合物（按卤离子计）和最大颗粒物浓度进行检测。这些检测的需求无疑需要大量的分析仪器，且随着氢能的大范围推广，相关仪器的需求将有大幅度的增长。其中受影响最大的莫过于气相色谱仪，标准中规定的总烃、氦、氮和氩、二氧化碳、一氧化碳等指标，均需要气相色谱仪进行检测，需求量较大。气相色谱仪（GC）各品牌气相色谱仪（点击查看）此外，水分、氧含量等指标，也需要相应的测定仪器。气体水分测定仪各品牌气体水分测定仪（点击查看）氧气分析仪各品牌氧气分析仪（点击查看）

助力双碳，“氢”心打造-燃料电池汽车用氢质量分析方案(Ⅰ)原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国高丽摘要：含硫化合物、甲醛、有机卤化物01背景氢能因为其具有绿色无污染、零排放等优势，是未来国家能源体系的重要组成部分，是我国战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，是我国实现2060年“碳中和”目标的重要途径。氢燃料电池汽车的研发和应用是我国氢能利用的重点应用产业，我国也将其列为战略性新兴产业予以扶持，随着质子交换膜燃料电池汽车（PEMFCV）的发展，人们越来越关注燃料电池用氢质量对燃料电池性能的影响。作为燃料电池能量来源的氢气主要来自工业副产氢、电解制氢、化工原料制氢和化石能源制氢。不同生产方式制取的氢气不可避免地会产生相应的杂质组分，会对燃料电池的性能和寿命产生不同程度的影响。经过十几年探索和验证，我们了解到氢中杂质会对PEMFC的性能造成严重的损害作用并降低其使用寿命，不同种类的杂质如硫化氢、羰基硫、二氧化硫、硫醇、硫醚等都会对PEMFC阴极催化剂产生不可逆的毒化作用等等。综上，氢气的纯度及杂质含量会对PEMFC的性能造成严重的损害并降低其使用寿命、影响效率和安全等，因而，准确而快速的测定燃料氢气的纯度和杂质含量是极其重要的。2023年赛默飞与北京石科院合作，参与氢能新国标的修订工作。采用低温预富集技术与Thermo Scientific&trade ISQ&trade 7610气质联用仪、SCD检测器对燃料氢中硫化物、甲醛和卤化物等杂质进行检测，建立燃料电池用氢质量分析方案，所有测试结果均满足新修订国标的要求。02线性测试2.1 按实验测试条件进样，硫化物典型色谱图见图1；目标物浓度0.1 ppb-10 ppb范围内，7种含硫化合物相关系数均大于0.998，硫化物多浓度点校正曲线见表1；2.2 按实验测试条件进样，卤化物典型色谱图见图2；甲醛浓度1-400 ppb范围内，相关系数为0.9998、有机卤化物浓度在1-100 ppb范围内，8种有机卤化物相关系数均大于0.998，其多浓度点校正曲线见表2。图1 硫化物分析典型色谱图（点击查看大图）表1 硫化物线性相关系数（点击查看大图）1-甲醛；2-一氯甲烷；3-溴甲烷；4-三氯一氟甲烷；5-二氯甲烷；6-顺-1,2-二氯乙烯；7-三氯甲烷；8-四氯乙烯；9-氯苯图2 甲醛、有机卤化物TIC图和定量通道谱图（点击查看大图）表2 甲醛、有机卤化物线性相关系数（点击查看大图）向下滑动查看所有内容03重复性测试 3.1 按实验测试条件，对摩尔分数为0.05 nmol/mol混合硫化物标气连续测定7次，硫化物各组分RSD均小于5%，7针标气叠加谱图见图3，重复性测试结果见表3。1-硫化氢；2-羰基硫硫化物；3-乙硫醇；4-甲硫醚；5-二硫化碳；6-噻吩；7-二甲基二硫醚图3 0.05 ppb硫化物组分7针叠加色谱图（点击查看大图）表3 硫化物各组分重复性测试结果（点击查看大图）3.2 按实验测试条件，对摩尔分数为1 nmol/mol甲醛、有机卤化物标准气体连续测定7次，所有组分的RSD 表4 甲醛、有机卤化物各组分重复性测试结果（点击查看大图）04检出限测试含硫化合物的检出限值低至0.01×10-3 μmol/mol，样品色谱图见图5；甲醛检出限值低至0.1×10-3 μmol/mol，样品的TIC图见图6；一氯甲烷等卤化物检出限值低至0.5×10-3 μmol/mol，样品的TIC图见图7。1-硫化氢；2-羰基硫；3-乙硫醇；4-甲硫醚；5-二硫化碳；6-噻吩；7-二甲基二硫醚图5 硫化物检出限测试谱图（点击查看大图）图6 甲醛检出限测试TIC图（点击查看大图）1-一氯甲烷；2-溴甲烷；3-三氯一氟甲烷；4-二氯甲烷；5-顺-1,2-二氯乙烯；6-三氯甲烷；7-四氯乙烯；8-氯苯图7 有机卤化物检出限测试TIC图（点击查看大图）向下滑动查看所有内容总 结方案适用于GB/T 37244质子交换膜燃料电池汽车用氢气中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定；也可用于工业氢、高纯氢和超纯氢中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定。建立的燃料电池用氢质量分析系统实现：1. 方法的检出限和测定范围满足工作要求 2. 方法准确可靠，满足各项方法特性指标的要求 3. 方法具有普遍适用性，易于推广使用。如需合作转载本文，请文末留言。

德国ETAS氢燃料电池HIL方案- FCU HIL测试方案（面向2020年最新版）ETAS GmbH 成立于 1994 年，是罗伯特博世联合企业的一部分，是车用电子控制系统以 及相关嵌入式控制系统软件开发工具和测试设备的领先供应商。ETAS 致力于为车用嵌 入式系统的整个生命周期提供支持性的创新产品。ETAS 可向全球的汽车 OEM 以及电控 单元的一级供应商提供产品与服务。本公司在全球拥有约 700 名员工，年营业额达到约 1.4 亿欧元。以下是有关本公司的概要介绍。ETAS 全球化网络是在全球范围内构建起的一个由办事机构和研发中心组成的网络，通 过该网络进行产品的开发、配置并提供技术支持。本公司相信，对于建立长期、成功 的客户关系来说，在地理位置上与客户接近将具有至关重要的意义。ETAS 集团总部位 于德国斯图加特，在美国、日本、韩国、中国、印度、法国、英国、意大利、巴西及 俄罗斯联邦均设有地区分公司或办事机构。每一处办事机构都提供客户账户管理、客 户技术支持、区域内项目管理以及工程技术服务资源等。与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车具有加注时间短，续航里程长等优势，是未来汽车工业可持续化发展的重要方向。目前，氢燃料电池汽车产业正在兴起。氢能是一种清洁能源，氢燃料电池只会产生水和热，并不会产生二氧化碳，对环境无任何污染。 燃料电池电动汽车技术是目前世界环保汽车技术的热点，我国应更加积极开展燃料电池电动汽车技术研究，较快缩小与西方汽车工业发达国家的汽车环保技术的差距，从能源和环保角度来讲，进行燃料电池电動汽车技术开发对能源多样化，发展燃料电池汽车，将促进一系列技术和产业的发展，形成国民经济发展的新增长点。 燃料电池是一种很有前途的清洁能源，在未来很可能代替传统能源成为主要能源。所以，很多国家和跨国集团都极其重视燃料电池技术的开发和研究。美国将燃料电池技术列为国家安全技术 欧盟在2008年制定了2020年氢能与燃料电池发展计划，投资近10亿欧元用于燃料电池与氢能研究、技术开发及验证等方面 加拿大计划将燃料电池发展成国家的之助产业 日本认为燃料电池技术是21世纪能源环境领域的核心 《时代》周刊将燃料电池电动汽车列为21世纪10大高技术之首 我国中长期科学和技术发展规划纲要明确提出，大力发展氢燃料的制取、存储及专用燃料电池技术的开发与研究，提高产业化技术。 近20年来，我国科技人员经过不懈努力，尽管燃料电池及材料的开发和应用得到了极大的进展，但由于研究投入和产业化资金数量很少，燃料技术的总体水平与发达国家相比还有较大差距，燃料电池技术的阻力主要在于基础设施匮乏，技术人才不足，成本高、耐久性差，研究力量分散，产业化体系尚未形成，尤其是缺少企业的参与，很难将研究成果进行示范应用。所以，我国应寻找最佳切入点，根据当前和中长期经济和社会发展需要，集中研究力量，大力推动燃料电池发电技术的发展，加大研发和产业化投入，为我过的国家能源安全和国民经济可持续发展服务。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 LABCAR-MODEL-FC在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。测试用于燃料电池系统的ECU LABCAR-MODEL组合包括集成电路发动机、用于汽车推进的锂离子电池、电动机、燃料电池、车辆动力学、车辆、驾驶员和环境的仿真模型。在汽车应用中，通常优先使用PEM-FC燃料电池，因为其具备启动快、能量密度高和动力学稳定的优良特点。为了给客户在此大有前途的创新领域提供支持，ETAS提供了燃料电池系统的LABCAR-MODEL-FC模拟模型，用来进行HiL测试。 ETAS的LABCAR-MODEL-FC模拟燃料系统性能。模拟整个系统-从PEM-FC（高分子电解膜燃料电池）堆栈到反应物和冷却剂的供应-以确保对燃料电池系统ECU的可靠性测试和校准。LABCAR-MODEL-FC可以模拟堆栈、氢气供应、氧气供应和冷却剂供应的详细过程。此技术基于对物理过程的精确模拟，而这些模拟都是基于对电解反应的复杂计算以及基于对堆栈和外围设备之间相互作用的复杂计算得出。鉴于现代燃料电池堆栈的复杂性,要对堆栈进行一维（1D）空间分布模拟。为了满足当前和未来的要求，可以实现对二维（2D）堆栈模拟进行特殊扩展，其燃料电池系统的模拟模型可用于完成基于HiL的校准（LABCAR-MODEL-FCCAL）。基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC能为实时模拟提供所需的电源。 LABCAR-MODEL-FC模拟模型可以让用户在硬件在环测试台上对燃料电池的ECU进行早期的测试和优化。 将高成本的测试和安全相关的应用转移到硬件在环测试台上，从而在开发过程中让顾客直接受益。应用实例包括模拟PEM-FC燃料电池堆栈的冷启动调节或模拟氢气供应的临界处理。 ETAS模拟模型的优势ETAS燃料电池模型包括用于模拟堆栈和外围设备的Simulink® 元件库和各种电解槽模型。模型的实时性有利于测试燃料电池ECU时与ETASHiL系统的整合，还可以同时进行安全相关的故障模拟和ECU软件的初始预标定。由于这些模型考虑到了所有相关的物理现象，可以用来测试所有项目，包括基础软件、高级控制、操作和诊断性功能。ETAS的模拟模型组合提供HiL模拟，包括独家提供的硬件 、软件和模拟模型。 应用用户可针对具体的汽车要求，进行大量的典型性闭环ECU测试： l 测试用于氢气供应的典型ECU功能：l 惰性气体测定、清洗方法、气体引射器控制l 测试用于氧气供应的典型ECU功能：l 空气压缩机控制、水再循环l 测试用于冷却系统的典型ECU功能：l 冷却方法、泵控制、散热器激活l 测试用于诊断和管理的典型ECU功能：l 渗漏检测、冷启动、压力协调、紧急关闭l 针对优化运行的设计和校准：l 水管理、电厂辅助设备 优势LABCAR-MODEL-FC有助于对所有项目进行测试，包括基础软件精密控制、运行、和燃料电池ECU的诊断功能。LABCAR-MODEL-FCCAL扩展模型提供了2D堆栈模型，可以实时精准地模拟出电池电压、电解膜状态或水再循环过程，从而满足当前和未来的要求。该模型可以同LABCAR-MODEL-VVTB进行整合（用于HiL测试的虚拟车辆测试台模拟模型）ETAS独家提供硬件、软件和模型，以及客制化技术服务和专家咨询。 用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FC）包括对PEM-FC堆栈的一维模拟，以及对反应物和冷却剂供应系统进行详细和模块化记录。还能提供操作燃料电池ECU所需的所有相应接口。 用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型（LABCAR-MODEL-FCCAL）为LABCAR-MODEL-FC模型增加了2D空间分辨堆栈模拟，并且能详细洞察电池性能。除了有助于对ECU在闭环控制回路中运行时的基础校准外，其还能让用户对最佳堆栈运行的功能进行测试，以及在早期开发阶段将电池降解降至最低。 因LABCAR-MODEL-FC和LABCAR-MODEL-FCCAL基于PC的模拟目标LABCAR-RTPC以及开放性，可对其进行定制并满足不同的要求。Simulink® 的开放性安装启用特点让开发者可以选择对ETAS或其它供应商提供的元件模型进行整合。 除了模拟模型外，ETAS还对所有开发需求提供技术支持服务和咨询。用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型 燃料电池系统的典型架构-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型进行模拟的依据LABCAR-MODEL-FC（用于HiL测试的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能记录完整的燃料电池系统，包括堆栈、外围设备和柔性ECU。其包含一个可以对水流、温度影响和反应动力学详细模拟的一维PEM-FC堆栈。柔性ECU也能保证在工作站进行直接的闭环试运转。 LABCAR-MODEL-FC模型能确保用户逼真地模拟出燃料电池系统，从而对HiL系统中的ECU进行测试。其模块化的模型架构可以让特定的客户对氢气、氧气和冷却系统进行模拟。 模型扩展装置LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校准的燃料电池系统模拟模型）ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料电池校准）是一种二维的PEM-FC堆栈模型，用于详细地模拟电、水、和压力分布。鉴于此模型具有模块化的设计特点，并且还配有参数化的工具，因此其可以跟现有的LABCAR-MODEL-FC模型进行无缝整合。 两种变体均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整车模拟中（虚拟车辆测试台的模拟模型，用来进行HiL测试）。 实时模型运行平台仿真硬件 ES5300 RTPCETAS LABCAR 使用运行实时操作系统 Linux 的标准 PC 进行仿真模型运算。其灵活的结 构可适应 PC 市场的最新发展趋势，用户可将仿真 PC 更换为市场上出现的具有更高性 能的 PC。因此，LABCAR 使用户能在尽可能宽广的测试范围和深度内进行精确仿真， 从而确保了在专用硬件和软件方面投入的高效性。 标准 IPC 进行模型仿真工作 从上图可以看到，采用了四核 CPU 的实时工控机，在 ETAS 软件环境的管理下，可以实 现分核下载，即将不同模型下载到不同的核内并行运行，确保了在复杂任务管理模式 下系统的实时性。标准 PC 还可提供 PCI 和 PCI-Express 总线接口，将需要辅助板卡(例 如使用 CAN 总线进行 ECU 通讯的板卡)集成到整个系统中。 传感器信号仿真传感器信号仿真主要通过 ETAS 自有的 I/O 板卡实现。本方案中普通的信号级传感器信 号采用 ES5350 模拟信号输入输出板卡、ES5321 PWM 及数字信号输出板卡及工程部件 实现；FUEL CELL 相关的温度信号(电阻信号)采用 ES5385.1 模拟 发动机特有信号的模 拟和采集采用 ES5340.2-ICE 板卡实现。ES5300 实时仿真计算机及 ES5350、ES5340、ES5321 和 ES5385.1 电流传感器仿真本方案中推荐采用配置中 30 路 ES5350DAC 输出模拟信号，通过 DB6200 转换为 4- 20mA 电流信号的方式模拟电流传感器。执行器信号采集同上，采用安装在 ES5300 实时仿真机上的 ES5350 模拟输入板卡和 ES5321 PWM 板卡 检测控制器的执行器控制信号。对于特殊的负载，采用真实器件负载箱实现，如高压 接触器和充电电子锁等。 电流采集模块采用 CSM_5PA 板卡来实现。该电流测 模块用于测 动态负载电流。 静态电流测通道数 10最大容许电压 30 V电流测 范围 5,20,30,50 A (手动设置/) 精度 +/- 1% (主要标称电流 IPN )温度测 量 在 PCB 上测 ，进行温度补偿采样频率 高达 1kHz，通过 USB 更新故障注入功能FUEL CELL 信号级 I/O 电气故障注入，采用 ES5398 和 ES4440 故障注入设备实现。故障模拟模块 ES5398用于实时环境下 ECU 自动测试的故障模拟。它可与硬件在环测试系统结合使用。 ES5398.1 采用 PCI/Express 接口安装于 ES5300 系统中。ES5398.1 模块每块板卡提供 40个故障注入通道。 实验环境 EE 提供了测试执行的用户界面。它提供了实验和图形用户界面，集成的 参数和数据管理，代码下载，实验执行，实时信号产生和测量数据记录方法，以及信 号管理。实验环境是整个测试项目中手动测试的环境，所有的测试都在这里进行。有 LABCAR IP 生成的实时代码需要在这里下载到 RTPC 里面并且开始模拟。通过 Experi- ment Explorer 窗口中进行参数集群和文件管理也是 LABCAR 软件的特色。EE 软件用户界面和虚拟仪表EE 里面还有不同的图像组件，包括常用的各种虚拟仪表，可以用来做成不同的用 户界面。EE 里面可以观察和修改标定量，控制模型的运行，选择不同的运行模式，实 时记录运行数据，以及接入编写的信号发生器信号。同时用户可以方便地通过拖拽来 加入或编辑这些组件。 实验环境中 EE 的组件操作 故障仿真软件LABCAR-PINCONTROL V2.0 为故障仿真箱 ESES5398 的配套软件，具有方便用户使用的 接口，可实现 ES5398 的手动操作，是 ES5398 的重要组成部分，操作界面友好，其操 作界面请参见下图。软件可实现的功能如下：• 创建并管理故障模式，产生 ECU 信号的一系列故障。如氧传感器故障• 简化故障仿真信号的选取• 设置故障产生的时间• 通过点击鼠标来触发故障• 设置多台 ES5398 同时使用• 提供自动化测试的 API 接口等。• 通过 Excel 表格进行故障配置和定义 LABCAR_PINCONTROL 的配置界面 模型方案 燃料电池堆动力学模型ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个 1-D+1-D 的燃料电池堆站模型，该模型包含 1-D 的 燃料电池单体膜模型和 1-D 的双电极及气体通道仿真模型。1-D 的燃料电池单体膜模型 能够对燃料电池膜的内阻，电极之间氧和氢反映生成水的情况进行仿真；1-D 的双电极 及气体通道仿真模型能够仿真双电极间气体在通道内非线性分布的特性，包括温度， 电流，沿电芯堆叠方向的气体压力变化，以及对冰点温度影响等。ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 模型可以考虑为将燃料电池堆沿着气路方向分为多个小模 块，如下图所示。Z 坐标所示方向为气体流动方向，X/Y 坐标表示垂直于膜和气流方向。每一个小模块代表所有燃料电池功能层，包括两个电极板，气路通道，气体扩散层 以及膜。燃料电池模型的采用上述基本架构，在子系统中包括有完整功能层，每个小模块均可对外提供数据接口，同时也能适用于用户的模型扩展要求。 坐标系描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FCCAL 的无时间限制的、节点版操作许可证， 客户被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FCCAL 的代码生成。LABCAR-MODEL-FCCAL 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。 这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。 LABCAR-MODEL-FCCAL 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在 网络中的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。 功能LABCAR-MODEL-FCCAL 是一个先进燃料电池堆栈模型。该模型包含了一个一维膜模型，能够仿真薄膜电阻、含水量以及电极之间产生的水交换等特性。 除此之外，它使用了空间分布的 双极板与气体通道双 1-D 维度模型，考虑上述两个维 度上的电堆温度、电流和压力变化的非线性特性。此外还特别考虑了汽车会遇到在冰 点温度下工作的情况。LABCAR-MODEL-FCCAL 仿真模型包含：• 单电池模型，并考虑到电流、温度、反应物化学计量数以及膜湿度对电池电压损耗的 影响计算。• 基于一维膜模型的含水量和水交换量的详细计算。• 一维多组分气体通道模型允许为每个电极指定单独的气体成分。• 不同的流场设计仿真。支持内部电池加湿的顺/逆流量设置。• 基于膜温度模型、电池含水量的非线性动态特性和受温度影响的流体性质的实际冷启 动行为。• 考虑气体通道内液态水的积聚和运动的两相水模型。• 具有两种膜类型的默认堆栈参数设置。 传输范围绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 燃料电池系统动力学模型 LABCAR-MODEL-FC 模型具备完整的燃料电池系统模型结构，该堆站模型的主要目的是 详细计算气路通道的压力分布，电池膜上的水生成量和电堆中水的相变情况。模型根据功能层特性被划分为冷却回路，燃料电池正负极回路模型等。 模型架构描述通过燃料电池系统模型 LABCAR-MODEL-FC 的无时间限制的、节点版操作许可证，客户 被授权在主机上执行 LABCAR-MODEL-FC 的代码生成。LABCAR-MODEL-FC 是通过 MATLAB/Simulink 执行的，用户可以打开并修改模型。这些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已编译的动态链接库，不包含源代码。LABCAR-MODEL-FC 可以被集成到虚拟汽车测试平台 LABCAR-MODEL-VVTB 中，以仿真 一辆燃料电池整车。LABCAR-MODEL-FC 作为 LABCAR 产品家族的一部分, 能够天然支持 LABCAR 网络 HIL 系 统仿真应用。也就是说，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在网络中 的 RTPCs 上运行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。功能LABCAR-MODEL-FC 仿真模型是一个用于燃料电池控制单元（FCCU）闭环控制测试应用 的燃料电池系统模型，它被用于在汽车环境中对 FCCU 进行测试和验证。 它包含的子系统分别代表一个 1-D PEM 的燃料电池堆、供氢回路、供氧回路和冷却回 路。LABCAR-MODEL-FC 所提供的系统架构根据它的组成回路划分。下图是模型组件的 概述。氧供应系统 氧供应系统包含以下组成部分：• 压缩机• 中冷器• 增湿器• 旁路• 节流通风孔• 排气和进气歧管 氧供应系统 氢供应系统 氢供应系统包含以下组成部分：• 带截止阀的氢罐• 减压器• 氢气喷嘴及中阀• 液态水分离器• 氢循环泵• 排气/排空阀• 排气和进气歧管 冷却回路系统 冷却回路包含以下组成部分：• 电磁阀• 加热器• 散热器• 冷却泵• 排气和进气歧管 冷却液供应系统 绑定到单一 MAC 地址的节点版许可文件 软件兼容性LABCAR-MODEL-FC 支持以下软件版本：• LABCAR-OPERATOR5.4.7,MATLAB/Simulink 2014b 64Bit 如果需要更多信息，请查看 LABCAR-MODEL-FC 的版本注释中的软件兼容性表。 请注意• 安装媒介不包含该许可证，它作为一个单独的项目提供。• 强烈建议用户每年单独采购软件升级维护服务。• 该许可证只允许代码生成。若需要实时运行模型，需要一个实时运行许可证。该许可 证需要单独采购。• 该许可证只允许本机使用，禁止远程访问。• 若要将模型加载到一个 LABCAR-OPERATOR 项目中，需要 MATLAB 和 Simulink 代码。 两者必须单独购买。附加项目• 一年的软件服务协议 (LCM_FC_SRV-ME52) 。• 一个运行时间许可证 (LCM_FC_RT_LIC-MP) 。• 安装媒介 (LCM_FC_PROD) 。• 用于实时仿真的先进二维堆栈模型 (LCM_FCCAL_LIC-MP) 。 ECU 线束设计和制作 在 HIL 系统中需要针对要连接的 ECU 准备连接线束，将 ECU 连接到 LABCAR 的连接器 BOB 面板。线束的设计和制作都是较为复杂的工作，至少为首次使用 ETAS LABCAR 系&nb软件开发的每个步骤 （直到售后诊断）， 他们分布到不同的应用领域，

在新能源技术飞速发展的今天，氢能电池以其高效、清洁、可再生的特点，成为了未来能源领域的重要方向。质子交换膜（Proton Exchange Membrane, PEM）作为氢能燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）的核心部件，其性能直接决定了燃料电池的整体效率、稳定性和安全性。因此，制定科学合理的质子交换膜检测方案，并配置相应的精密仪器，对于保证氢能电池的质量至关重要。一、质子交换膜检测方案概述质子交换膜检测方案主要包括以下几个方面：气体透过率测试、力学强度测试、厚度均匀性测试以及电化学稳定性测试。这些测试项目旨在全面评估质子交换膜的综合性能，确保其满足燃料电池的使用要求。1. 气体透过率测试气体透过率是评价质子交换膜阻隔性能的关键指标。高气体透过率意味着膜的气体阻隔性能差，会导致氢气和氧气在膜内直接接触，降低电池的开路电压和效率。因此，气体透过率测试是质子交换膜检测的首要任务。测试方法：通常采用压差法进行测试，即将质子交换膜置于测试装置中，通过控制两侧的气体压力差，测量气体通过膜的速率。泉科瑞达WVTR-F1压差法气体渗透仪是这一测试的理想选择，它符合GB/T 20042.3-2022《质子交换膜燃料电池第3部分:质子交换膜测试方法》标准，能够精确测量质子交换膜在各种温度条件下的气体透过率、扩散系数、溶解系数和渗透系数。2. 力学强度测试质子交换膜的力学强度直接关系到其耐机械损伤的能力和燃料电池堆的使用寿命。因此，对质子交换膜进行拉伸强度、断裂拉伸应变、弹性模量和180°剥离强度等力学性能测试至关重要。测试仪器：推荐使用泉科瑞达ETT-01智能电子拉力试验机，该设备集成了拉伸、剥离、撕裂等多种测试功能，采用高精密力值传感器和闭环控制系统，能够准确测量质子交换膜的力学强度参数，满足GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》等相关标准。其自动化操作和数据分析功能，可大大提升测试效率和数据准确性，为科研人员提供可靠的力学强度评估依据。3. 厚度均匀性测试质子交换膜的厚度均匀性是影响其导电性能和耐久性的重要因素。不均匀的厚度分布可能导致电流分布不均，进而影响电池的整体性能。因此，采用高精度仪器对质子交换膜进行厚度均匀性测试显得尤为重要。测试仪器：推荐使用泉科瑞达CHY-02膜厚测量仪，该仪器采用接触式测量技术，能够实现对质子交换膜表面各点厚度的快速、准确测量，并生成详细的三维厚度分布图，直观展示膜的厚度均匀性状况。其高测量精度和重复性，确保了测试结果的可靠性和一致性。综上所述，通过科学合理的质子交换膜检测方案及精密仪器的配置，可以全面评估质子交换膜的综合性能，为氢能燃料电池的研发和生产提供有力支持。随着新能源技术的不断进步，我们期待在质子交换膜检测技术方面取得更多突破，推动氢能产业的快速发展。

在新能源领域，氢气作为一种高效、清洁的能源，正逐渐受到广泛关注和应用。然而，氢气易燃易爆的特性也为其使用带来了不容忽视的安全隐患。为了确保氢气在生产、储存和使用过程中的安全，氢气报警器作为重要的安全设备，其重要性日益凸显。　　氢气报警器的原理与功能　　氢气报警器通过传感器技术对空气中的氢气浓度进行实时监测。其核心部件是高灵敏度的电化学传感器，能够检测到极低浓度的氢气，并将其转换为电信号进行处理和分析。当氢气浓度达到预设的报警阈值时，氢气报警器会立即发出声光报警，提醒相关人员采取紧急措施，从而有效预防氢气泄漏引发的事故。　　氢气报警器的应用领域　　1、工业生产：在化工厂、炼油厂等工业生产过程中，氢气作为原料或燃料被广泛使用。安装氢气报警器可以实时监测生产环境中的氢气浓度，确保生产安全。一旦发生泄漏，报警器能迅速响应，避免事故扩大。　　2、交通运输：随着氢燃料电池汽车的发展，氢气加注站和运输过程中的安全问题也日益受到重视。氢气报警器在这些场所的应用，可以确保氢气的储存和使用安全，为绿色出行保驾护航。　　3、家庭应用：随着家用氢燃料电池技术的不断成熟，家庭领域也开始尝试使用氢气作为能源。在家庭环境中安装氢气报警器，可以实时监测厨房、卧室等场所的氢气浓度，预防燃气泄漏等意外事故的发生。　　4、电力行业：在火力发电厂中，氢气作为高效的冷却介质被广泛应用。氢气报警器能够实时监测发电机组中的氢气浓度，确保冷却效果和设备安全，同时也有助于节能减排。　　5、其他领域：在食品加工、医疗等行业，氢气报警器同样发挥着重要作用。它可以检测加工场所或医疗环境中的有害气体浓度，保障员工和消费者的健康与安全。　　氢气报警器的优势与前景　　氢气报警器具有实时监测、自动报警、数据传输和分析等功能，能够有效提高氢气使用的安全性。随着新能源领域的不断发展，氢气报警器的应用前景十分广阔。未来，随着技术的进步和成本的降低，氢气报警器有望在更多领域得到广泛应用。　　氢气报警器作为新能源安全应用的重要设备，其重要性不言而喻。通过实时监测和自动报警功能，氢气报警器能够有效预防氢气泄漏引发的事故，保障人员和设备的安全。

为了普及作为新一代环保汽车的燃料电池车，日本经济产业省正在探讨重审氢气储存罐材质标准等，以便增设可补给燃料的“氢气站”。 　　燃料电池车在行驶中不会排放尾气，有望成为继混动车、电动车后又一大环保车型，但燃料补给网的配备滞后成为课题。日本政府在经济增长战略中提出了放宽相关管制的计划，力争在2015年投放市场。 　　日本政府计划在2014年年底前在全国协助建设约100处氢气站，但目前还不到20处。由于氢气站建设费用较高，每处约为6亿日元(约合人民币3750万元)，政府将探讨放宽储存罐钢材的材质管制，让在海外用于制造储存罐的廉价钢材也能在日本使用。日本政府还将于本年度内完善标准，以允许在市区设置储存量更大的“液化氢气站”。

2024年07月24日，全国氢能标准化技术委员会发布5项氢能国标，并于2024年11月1日实施。此次发布的质子交换膜燃料电池汽车用氢气的5项标准包括4项检测标准和1项采样标准，如下表。#标准号标准中文名称发布日期实施日期1GB/T 44242-2024质子交换膜燃料电池汽车用氢气 无机卤化物、甲酸的测定 离子色谱法2024/7/242024/11/12GB/T 44243-2024质子交换膜燃料电池汽车用氢气 含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定 气相色谱法2024/7/242024/11/13GB/T 44238-2024质子交换膜燃料电池汽车用氢气 氦、氩、氮和烃类的测定 气相色谱法2024/7/242024/11/14GB/T 44244-2024质子交换膜燃料电池汽车用氢气 一氧化碳、二氧化碳的测定 气相色谱法2024/7/242024/11/15GB/T 44262-2024质子交换膜燃料电池汽车用氢气采样技术要求2024/7/242024/11/1（1）氢气中无机卤化物、甲酸的测定采用离子色谱法；（2）氢气中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定采用预浓缩-气相色谱-硫化学发光检测器/质谱检测器联用法；（3）氢气中氦气、氩气、氮气和烃类组分含量的测定采用气相色谱-热导检测器/火焰离子化检测器法（4）氢气中一氧化碳和二氧化碳含量的测定采用气相色谱-氦离子化检测器。（5）《质子交换膜燃料电池汽车用氢气采样技术要求》规定了质子交换膜燃料电池汽车用氢气采样的设备、采样前准备、采样步骤、采样记录的要求，适用于压力等级不大于70 MPa的加氢站中氢气的采样，质子交换膜燃料电池用氢气的生产、储运场所中氢气的采样参照执行。此5项标准的发布，进一步规范了氢能行业中氢气的质量标准与检测方法，有助于提升整个行业的安全性和可靠性，为氢能的大规模应用奠定了坚实的基础。随着氢能产业在全球范围内的快速发展，建立统一、明确的技术规范显得尤为重要。这些新标准不仅明确了氢气的品质要求，还详细规定了相关的测试程序和评估方法，确保氢能产品和服务能够满足高标准的安全和性能要求。此举对于促进氢能产业链上下游企业的协同发展具有重要意义，并将加速推动氢能技术在交通、工业等领域的广泛应用，助力实现低碳环保的能源转型目标。

还有不到1个月，北京冬奥会就要开幕了。1月6日，国内首座站内氢气检测实验室——中国石化西湾子氢气检测实验室今日在河北崇礼正式投运。该实验室能完成燃料电池氢气的13项典型指标检测，将为保障冬奥会氢能质量安全可靠提供有力技术支撑，助力“绿色冬奥”。据了解，车用氢燃料电池对氢气质量要求很高，氢气的质量直接关乎车辆的使用性能和寿命。于2019年7月实施的国家标准GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池车用燃料氢气》要求氢气纯度为99.97% ，且对氢气中的一氧化碳、甲醛等13项杂质含量都有严格的规定和限制，如下表所示：中国石化西湾子氢气检测实验室于2021年9月立项，2021年12月完成验收，占地面积约40平方米，拥有气相色谱仪、光腔衰荡仪等专业检测仪器5台，从站内加氢枪取样到完成典型指标检测，整个过程仅需2小时。目前该实验室已具备燃料氢气中杂质分子的鉴别和检测能力。建设过程中，中国石化集团公司及所属石油化工科学研究院开发出适用于高纯氢气中微量杂质的检测方法，形成了完整的覆盖国家标准严格规定的13项杂质分析方法。中国石化河北崇礼西湾子加氢站是中国石化4座服务冬奥加氢站之一，距离冬奥会张家口赛区仅15公里，是进入赛区的重要交通枢纽。该站日供氢能力1000公斤，设有加氢机两台，可同时满足35兆帕、70兆帕氢燃料电池汽车加注需求。冬奥会期间，该站将为35兆帕氢能公交、70兆帕氢能中巴车等冬奥用车提供服务，同时还可服务物流卡车、氢能清扫车等多种氢能车辆。作为北京冬奥会的官方合作伙伴，中国石化致力于提供洁净能源，助力“绿色冬奥”。2020年3月，建成投产燕山石化北京冬奥会氢气新能源保供项目，已向北京及周边市场供应高纯氢超260吨；2021年9月，投营4座服务冬奥加氢站。2020年11月，推出“爱跑”系列全新一代环保高标准汽油；2021年10月，在冬奥会北京赛区布局30座油品保供站、29座LNG加气站，在河北赛区布局19座油品保供站，保障冬奥会期间油气供应。2021年12月，提前两个月在北京全面供应品质更高的京6B汽柴油，助力首都的天更蓝、水更清，用“洁净能源，为冬奥加油”。此外，中国石化还为北京冬奥会和冬残奥会火炬“飞扬”披上碳纤维“外衣”，冬奥火炬筒身是由中国石化上海石化研发的“黑科技”新材料碳纤维复合材料制成，具有“轻、固、美”的特点，能够实现在高于800摄氏度的氢气燃烧环境中正常使用，助力“绿色冬奥”；冬奥会安保民警防寒衣装的保暖“内芯”70%是采用中国石化仪征化纤研发生产的新材料制成，为冬奥加油“保暖”。

4月30日，我国华南地区最大氢燃料电池供氢项目——茂名石化氢燃料电池供氢中心顺利建成中交，进入生产准备阶段。项目投用后，可日产6400公斤高纯氢，辐射周边200公里范围内市场。该项目采用中国石化自主知识产权技术，具有占地少、能耗低等优势，包括3000标准立方米/小时氢气纯化装置和500千克/日加氢母站（首期）及配套单元，是粤西地区目前唯一的供氢项目。项目投用后，将有效满足粤西地区用氢需求，助力广东氢能源产业快速发展。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近年来，我国陆续建立了一系列关于氢燃料电池的政策。《国家创新驱动发展战略纲要》、《能源技术革命创新行动计划(2016年~2030年》、《汽车产业中长期发展规划》等国家级规划中，都明确了氢能与燃料电池产业的战略性地位。随着国家政策的进一步明晰，氢燃料电池的发展、应用已提上日程。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据中汽协数据，截止2019年底，我国氢燃料电池汽车累计销量6000台，已达成《节能与新能源汽车技术路线图》中到2020年实现5000辆燃料电池汽车规模的阶段性目标。有业内人士预计2020年可达10000辆，超先前预期。然而，我国氢燃料电池装机量的快速发展也面临着巨大的挑战，特别是氢燃料电池的环境安全保障技术等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以此，仪器信息网特别采访了上海机动车检测认证技术研究中心有限公司（以下简称：上海汽检）氢燃料技术专家裴博士、大连锐格新能源科技有限公司（以下简称：锐格新能源）市场总监刘艳喜 span style=" text-indent: 2em " ，以及重庆阿泰可科技股份有限公司（以下简称：重庆阿泰可）总工程师周建，围绕氢燃料电池的检测技术、设备要求等进行了交流。 /span /p section style=" box-sizing: border-box text-align: justify " section style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" width: 100% border-bottom: 5px solid rgb(169, 211, 214) box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block vertical-align: bottom margin-bottom: -5px border-bottom: 5px solid rgb(1, 135, 207) font-size: 19px padding: 5px line-height: 1em box-sizing: border-box " p style=" margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box " span style=" font-size: 18px " strong 氢燃料电池检测需求激增，相关仪器迎来风口 /strong /span /p /section /section /section /section p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 氢燃料电池的发电性能受多项因素影响，伴随不同的操作而有不同的表现。其在不同情况下的性能表现，常需要高精度的仪器去测量才能判断。因此，在发展氢燃料电池技术的过程中，性能检测不可或缺。相同的原因，整合燃料电池系统更是依赖精确的检测结果去匹配发展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2017年7月，《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》开始实施，该文件规定了新能源汽车生产企业准入审查要求，并且设定了新能源汽车产品专项检验项目及依据标准，唯有通过相关检测才能获得准入凭证。这一文件出台后，氢燃料电池检测成为了硬性规定。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》（2017）的推动下，国内氢燃料电池行业在发展的起步阶段就产生了大量的检测设备采购需求。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着氢燃料电池行业的深入发展和氢燃料电池技术的更新迭代，检测市场的需求更是显著提升，无论是第三方检测机构、电堆系统企业、燃料电池测试设备专业生产厂家，都在加快引进、研发新一代的检测仪器。其中，上海汽检瞄准了燃料电池检测市场商机，并购进相关检测设备，设立了氢燃料电池检测中心；锐格新能源则不断迭代现有测试设备，以期占领氢燃料电池测试设备技术的最前沿。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0d97986b-426e-4d14-9130-341252d59f3c.jpg" title=" 图片3.png" alt=" 图片3.png" style=" text-align: center white-space: normal max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " width=" 450" vspace=" 0" height=" 253" border=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " a href=" https://www.smvic.com.cn/pages/index.html" target=" _self" style=" text-decoration: underline " span style=" text-align: center font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " strong 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司 /strong strong /strong strong /strong /span /a /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/89c5315f-4149-4bfe-901b-3e39bb0bae3a.jpg" title=" 锐格新能源.jpg" alt=" 锐格新能源.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 300" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " a href=" http://www.rigorpower.com/" target=" _self" span style=" font-size: 14px text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px " 大连锐格新能源科技有限公司 /span /strong /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " “当前，我国氢能产业蓬勃发展，创造出了数万亿的巨大市场容量，虽然氢燃料电池检测在整个氢能产业体量当中是较小的一环，却是不可或缺的最重要的一环。”锐格新能源市场总监刘艳喜说到。 /p section style=" box-sizing: border-box text-align: justify " section style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" width: 100% border-bottom: 5px solid rgb(169, 211, 214) box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block vertical-align: bottom margin-bottom: -5px border-bottom: 5px solid rgb(1, 135, 207) font-size: 19px padding: 5px line-height: 1em box-sizing: border-box " p style=" margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box " strong span style=" font-size: 18px " 国产设备正崛起，电池检测环节已打破进口仪器依赖局面 /span /strong /p /section /section /section /section p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 行业发展初期，由于缺乏专业的国内 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 仪器 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 厂商提供测试 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 设备 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以满足 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 氢 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 燃料电池系统的研究与开发，用户只能选用 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " Greenlight /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 、 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " Feulcon /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 等少数进口品牌的测试 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 仪器 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " ，或自行搭建一个简易的 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 氢 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 燃料电池测试平台，用于检验 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 氢 /span span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 燃料电池电堆和发动机。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 如今，随着一批国产氢燃料电池检测仪器企业的崛起，国内氢燃料电池产业在检测环节已经开始打破依赖进口仪器的局面。当前，纯科研类、小功率氢燃料电池检测仪器，国外品牌的占有率相对偏高；而大功率、实用型氢燃料电池检测仪器，则偏重国产。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 上海机动车检测认证技术研究中心氢燃料电池技术专家裴博士讲到：“氢燃料电池商业化应用处于起步阶段，其工程化水平尚不成熟，急需相关测试技术作为保障。而测试所需要的国产设备也处于开发验证阶段，需要典型企业担当重任，尤其在核心部件基础性能、环境适应性、可靠性、耐久性等领域。” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " “在氢燃料电池研发和生产环节的各种运行评测以及各种工况下性能和操作技术的模拟评测中，安全性无疑是一个重要课题。”锐格新能源总监刘艳喜提到，“氢燃料电池和氢燃料电池发动机系统在批量生产前会进行苛刻的模拟试验，尤其是苛刻的模拟环境测试，比如耐温、耐湿、盐雾、IP防护、海拔高度、冷启动等，均需要环境试验箱的参与。” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 作为氢燃料电池检测设备，环境试验箱需要进行严谨的现场调试、难度大、时间长、多系统联调联动，而国内企业产品性价比高、售后服务及时，能快速解决生产中遇到的问题。上海汽检在选购试验箱以及锐格新能源在产业链产品协同推介时，均选择了与一家国内试验箱生产厂商——重庆阿泰可进行合作。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 244px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/8f78d08a-9ca2-478c-8275-255f2c6b71b4.jpg" title=" WechatIMG32.jpeg" alt=" WechatIMG32.jpeg" width=" 450" height=" 244" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104061/" target=" _self" span style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px " 重庆阿泰可 /span /strong /span span style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px " 科技股份有限公司 /span /strong /span /a a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104061/" target=" _self" strong style=" text-decoration: underline " span style=" font-size: 14px " /span /strong span style=" text-decoration-style: initial text-decoration-color: initial " strong /strong /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 仪器信息网了解到，重庆阿泰可成立于2006年，是国内专业从事气候环境试验设备的首家上市公司。2014年，公司专门设立了汽车事业部，以便进一步深入研发氢燃料电池及汽车类的环境试验箱技术。目前，重庆阿泰可已推出涉氢高温度试验箱、温湿度试验箱、高原模拟试验箱等一系列专为氢燃料电池研发所用的环境试验设备。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/37046556-a97d-4052-8b26-a649ee3ba6d1.jpg" title=" 图片5.png" alt=" 图片5.png" width=" 450" vspace=" 0" height=" 253" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-size: 14px " 重庆阿泰可汽车事业部 /span /strong /span /p section style=" box-sizing: border-box text-align: justify " section style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" width: 100% border-bottom: 5px solid rgb(169, 211, 214) box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block vertical-align: bottom margin-bottom: -5px border-bottom: 5px solid rgb(1, 135, 207) font-size: 19px padding: 5px line-height: 1em box-sizing: border-box " p style=" margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box " strong span style=" font-size: 18px " 环试仪器可达国外先进水平，满足氢燃料电池检测高要求 /span /strong /p /section /section /section /section p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前，环试设备品类包括标准和非标准型的高低温（湿热）试验箱、温度冲击试验箱、低压试验箱、淋雨试验箱、盐雾试验箱、沙尘试验箱等，而用于氢燃料电池的试验箱类型主要有高低温（湿热）试验箱和高原环境模拟低气压试验箱。重庆阿泰可总工程师周建介绍到：“高低温（湿热）试验箱主要测试氢燃料电池及其系统在不同温度、湿度环境下的工况与稳定性，包括极端环境下的安全性等；高原环境模拟低气压试验箱主要针对氢燃料电池及其系统在不同海拔高度环境下的工况和可靠性。” /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/959f798b-aadb-46b8-930f-309c97132b20.jpg" title=" 图片6.png" alt=" 图片6.png" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-size: 14px " 氢燃料电池防爆高原气候舱 /span /strong /span strong /strong /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/18d07aac-89fe-430d-9b54-6fcf96d2dfe5.jpg" title=" 图片7.png" alt=" 图片7.png" width=" 450" vspace=" 0" height=" 338" border=" 0" / /span strong span style=" font-size: 14px " br/ /span /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-size: 14px " 氢燃料电池专用试验箱 /span /strong /span strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 环境试验箱的应用场景非常广泛，如航空航天、军事、造船、电工电子、医疗、仪器仪表、石油化工、汽车、新能源等领域，但由于氢的特殊性，用于氢燃料电池的试验箱设备要求无疑要高于其他应用场景。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 一是用于氢燃料电池及系统实验的试验箱安全等级要求高。如果实验室为涉氢环境的防爆实验室，则整个环境试验箱（包括箱体、机组、控制柜等）需要进行整机防爆设计；或者采用分体式，即箱体采用全防爆，布置在涉氢房间內；而机组、控制柜等其他模块采用常规方式，放在非涉氢房间内。如果实验室为非防爆实验室，则只需要环境箱箱内防爆（包括空气调节单元、风机、传感器、加热、照明、排气、泄压要防爆处理，以及需要防静电、防火化设计等），以保证在箱内出现氢气泄漏时的安全。二是在试验过程中试验箱要对箱内氢气浓度进行实时监控，避免试验中氢气泄漏对安全的影响，并与排风系统、测试台架进行安全联动等。三是消防灭火要求，试验箱配备火焰探测器以七氟丙烷等相应的自动及手动灭火装置。四是电堆或电池发动机散热比较大的特性，环境箱如何在大散热量的状态下保证试验的稳定与可靠，也是有别与于传统环境箱的地方。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 此外，根据氢燃料电池的测试要求，试验箱要求具备新风系统、尾排系统，水氢空接口，以及预留氢气控温接口，以确保进入燃料电池发动机的氢气与环境箱温度一致。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 从上海汽检的选择和锐格新能源的推介来看，重庆阿泰可的试验箱设备无疑满足了以上要求，其环试设备不仅具有良好的稳定性、动态性，达到了国外同行业中的先进水平，还创新性地配有降低劳动强度的装置，以适应高频次的测试需求。 /p section style=" box-sizing: border-box text-align: justify " section style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center position: static box-sizing: border-box " powered-by=" xiumi.us" section style=" width: 100% border-bottom: 5px solid rgb(169, 211, 214) box-sizing: border-box " section style=" display: inline-block vertical-align: bottom margin-bottom: -5px border-bottom: 5px solid rgb(1, 135, 207) font-size: 19px padding: 5px line-height: 1em box-sizing: border-box " p style=" margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px box-sizing: border-box " strong span style=" font-size: 18px " “革命尚未成功”，各个环节仍需努力 /span /strong /p /section /section /section /section p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 然而，目前用于 /span span style=" text-indent: 2em " 氢 /span span style=" text-indent: 2em " 燃料 /span span style=" text-indent: 2em " 电池 /span span style=" text-indent: 2em " 的环境试验 /span span style=" text-indent: 2em " 设备 /span span style=" text-indent: 2em " 仍存在一些技术痛 /span span style=" text-indent: 2em " 点 /span span style=" text-indent: 2em " 。如 /span span style=" text-indent: 2em " 氢 /span span style=" text-indent: 2em " 燃料电池发动机在低气压环境下运行的精度保证问题，高原环境模拟试验箱如何保证发动机所需的温湿度、低气压、新风量 /span span style=" text-indent: 2em " / /span span style=" text-indent: 2em " 尾排量等多因素的综合控制精度仍是环境试验设备需要解决的难点。此外，上海汽检裴博士还提到了市场上已经提出的相关的技术指标要求，比如：常规的环境温度模拟范围 /span span style=" text-indent: 2em " -40 /span span style=" text-indent: 2em " ～ /span span style=" text-indent: 2em " 80 /span span style=" text-indent: 2em " ℃，精度± /span span style=" text-indent: 2em " 1 /span span style=" text-indent: 2em " ℃，并需要提供相对快速的降温速度；环境湿度模拟范围 /span span style=" text-indent: 2em " 10 /span span style=" text-indent: 2em " ～ /span span style=" text-indent: 2em " 95%RH /span span style=" text-indent: 2em " ，精度 /span span style=" text-indent: 2em " ≤± /span span style=" text-indent: 2em " 5%RH外，还需要模拟燃料电池专用的海拔 span style=" text-align: justify text-indent: 32px " ≤4500m、动态热源状态下温度控制等氢燃料电池环境模拟、氢气预冷等尚待解决的特殊问题。这就需要应用方和供应商之间的紧密协同，共同开发 /span /span span style=" text-indent: 2em " 。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " “希望我国环境试验箱的研发、生产企业能够设计出充分满足市场需求的产品，为氢燃料电池的测试提供更加丰富的模拟场景。”锐格新能源市场总监刘艳喜还表示，“环境试验箱与测试平台是密不可分的整体，希望未来锐格新能源与阿泰可采用战略联盟等互助方式进行合作，共同助力我国氢燃料电池行业健康快速发展。” /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/784248ad-daca-4c76-bb85-9d563f266de2.jpg" title=" 图片8.png" alt=" 图片8.png" width=" 450" vspace=" 0" height=" 253" border=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着近几年氢燃料电池的快速发展和相关检测标准的不断完善，市场对检测仪器需求激增的同时，对其技术要求也越来越高，尤其用于安全可靠性检测的环试仪器。安全可靠性测试虽是氢燃料电池汽车产业体量中较小的一环，却是必不可少的一环，而这一环的运行离不开环试仪器的支持。愿各产业链共同努力，助力我国氢燃料电池产业健康快速发展。 /p p br/ /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 当今世界，为了解决能源短缺、环境污染日益严重以及人们日益增长的能源需求等问题，对洁净新能源和可再生能源的开发成为21世纪人类面临的首要任务。氢气作为一种清洁、安全、高效、可再生的能源，是人类摆脱对“三大能源”依赖的最经济、最有效的替代能源之一。 strong 我国正在大力发展氢能事业，2019年年初，氢能源被首次写入《政府工作报告》中，同时，各地方政府也都出台了一些相应的政策，以扶持当地的氢能产业的发展。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 氢能目前最具潜力的应用领域莫过于燃料电池，而 strong 氢气的质量对燃料电池的寿命、效率等性能起到了至关重要的作用，多个国家已经制定了燃料电池氢气的相关标准，我国也成立了相应的工作组正在主持制修订相关标准 /strong 。近日，在第六届岛津化工论坛上，中国测试技术研究院（以下简称为“中测院”）与岛津正式签署了合作协议，成立了合作实验室。仪式上， strong 仪器信息网特别采访了“全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组”的负责人——中国测试技术研究院化学研究所副所长潘义 /strong strong ，请他谈谈目前国内氢能的发展状况及国家氢气质量分析方法标准的一些进展。 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/33cefe88-aaf0-4838-ba11-a0efa0c93000.jpg" title=" panyi caifang.jpg" alt=" panyi caifang.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 中国测试技术研究院 化学研究所副所长 潘义 /strong br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中国测试技术研究院是一所集法定计量技术机构、第三方校准与检验检测机构、测试技术与标准研究机构三位一体的综合性国家级研究院。据潘义介绍：中测院始建于1965年，其前身是中国计量科学研究院分院，1980年与西南国家计量测试中心、四川省计量测试所合并，更名为国家计量局成都计量测试研究院，同年迁址成都。1986年经原国家计量局正式批准更名为中国测试技术研究院。2000年由原国家质量监督检验检疫总局移交四川省人民政府实行属地管理，为省政府直属公益类科研事业单位。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 作为秘书处单位,中测院组建了全国机动车运行安全技术检测设备标准化技术委员会（SAC/TC364）、全国生化检测标准化技术委员会(SAC/TC387)、全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组（SAC/TC206/SC1/WG1），一直致力于气体分析测试领域相关的标准化工作，主持和参与起草了多项国家标准、环境行业以及天然气行业相关国家标准，并参与国际标准化组织（ISO）下属的ISO/TC158 Analysis of gases技术对接及ISO国际标准起草工作。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中测院拥有科研实力雄厚的科研团队，紧密贴近产业急需的测试与标准技术问题，积极开展“国家化学标准物质”研究工作，取得了丰硕的成果，广泛应用并满足环境监测、石油化工、公共安全、公平贸易、仪器研发等领域企事业单位的需求。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 黑体, SimHei font-size: 20px " strong 国内起步较晚 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2019年是中国氢能飞速发展的一年，但目前中国氢能产业的发展还远落后于国外发达国家。潘义介绍说， strong 氢燃料电池技术已经成为全球能源技术革命的一个重要方向，许多国家也将该技术作为未来能源战略的重要组成部分。 /strong 日本非常重视氢能产业的发展，想以此解决其部分能源问题；德国也在大力发展氢能，目标是确保德国赢得在氢技术领域的全球领袖地位，并将氢能作为整个国家的能源发展方向之一；而美国开始研究时间较早，但前期不是非常重视，现在也在加快速度发展氢能燃料电池技术。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 车载氢能燃料电池是目前氢能较有前景的应用领域，经过数十年研究已经逐渐发展起来。国内在此领域发展较晚， strong 近年来，多家汽车企业启动了相关研发，广东佛山地区在此领域发展较快，四川成都紧随其后，目前研究重点集中在大、中型客车和城市物流车，已经初步实现了商用 /strong ；氢能家庭汽车还处于实验阶段，国内目前没有正式上路的车型。国外一些汽车企业的氢能家庭汽车早已上路，如丰田等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 虽然目前氢能汽车发展如火如荼，但潘义也说道：氢能汽车也有其局限性， strong 如果未来氢能家庭汽车可以实现量产，也无法很快完全替代电动汽车与燃油汽车，极有可能在一段时间内呈“三分天下”的局势。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 黑体, SimHei font-size: 20px " strong 标准推动发展 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在氢能燃料电池发展中存在很多问题，有很大一部分来源于氢气的标准。氢气作为氢能燃料电池的能量来源，其纯度及杂质含量都极大的影响着电池的性能，需要对其中各项杂质的含量进行限定。 strong 我国工业氢气的产品标准《GB/T 3634.2-2011氢气 第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢》中对总烃、总硫、甲醛、甲酸、氨、总卤化物、颗粒物浓度等参数都没有规定，如果其中某项参数过高，都会对燃料电池的整体性能造成影响 /strong 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 而目前国内燃料电池用氢气的质量标准依据的是《GB/T 37244-2018 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》，该标准是从ISO 14687-2转化而来。国际标准化组织氢能技术委员会（ISO/TC 197 Hydrogen technologies）在2019年底推出的最新标准ISO 14687中，对参数和限量值做了稍许调整，相信国内相应的标委会也会很快对GB/T 37244进行进一步修订。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong GB/T 37244 中明确规定了氢气15个指标的具体要求， /strong 包含氢气纯度（摩尔分数）、非氢气体总量、水、总烃（按甲烷计）、氧、氦、总氮和氩、二氧化碳、一氧化碳、总硫（按H2S计）、甲醛、甲酸、氨、总卤化合物（按卤离子计）和最大颗粒物浓度。其中，总硫含量要求不超过4 ppb，标准非常严格。GB/T 37244标准中针对这些参数规定了明确的限量值， strong 但是并没有对各参数的检测方法进行研究，目前所引用的分析方法标准并不全部适用于燃料电池用氢气的杂质分析。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在国际上，国际标准化组织气体分析技术委员会(ISO/TC 158 Analysis of gases)与国际标准化组织氢能技术委员会（ISO/TC 197 Hydrogen technologies）专门成立了联合工作组“JWG 7 Hydrogen Fuel Analytical Methods”从事氢燃料分析方法研究。据潘义介绍，为顺应国家氢能产业战略布局，解决氢气品质分析技术瓶颈问题，健全我国氢能与燃料电池氢气品质分析方法标准体系，中测院化学所负责筹建了“氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组”。该工作组由全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会（SAC/TC 206/SC 1）管理，工作组编号为SAC/TC 206/SC 1/WG 1，对口国际标准化组织“ISO/TC 158/JWG 7 Hydrogen Fuel Analytical Methods”，负责氢能与燃料电池领域气体分析方法相关标准的制修订工作。工作组于2019年3月7日批准成立之后，4月7日在成都顺利召开工作组启动会，并成立了“氢气品质分析与标准研究实验室”，积极开展相关分析方法标准研究工作，目前已在气体标准物质、稀释装置、高压氢气取样、氢中痕量总硫分析、无机多组分气体分析等方面取得初步进展，其他参数的分析方法研究工作也在逐步推进中。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 目前的标准虽然对各项指标都有详细的规范，但却存在一个问题。潘义解释说，氢气的来源直接影响了氢气中杂质的含量， /strong 通过电解水制得的氢气纯净度就很高，而通过天然气制得的氢气烃类物质就会较多，各个地区会根据当地的实际情况选择制氢的方式。 strong 对于加氢站来说，目前无论氢气来源如何，所有的氢气都需要进行全部项目的检测，这无形之中造成了检测资源的浪费，加氢站也需要投入更多的成本用于氢气的检测。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 潘义讲，氢能的产业规模很大，且非常有前景，眼下各地区加氢站对检测都有很大的需求，急需合适的检测方法。 strong “氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组”的工作任务首先是针对ISO 14687的要求，建立一套适用于燃料电池用氢气中各种杂质的取样方法和分析方法，形成国家标准；本着经济适用和分析结果准确可靠的原则，每个参数会争取形成几种不同原理的标准，用户可根据自身的需求进行选择。 /strong 这些成果都将服务于整个氢能与燃料电池产业的发展需求，并争取在标准化方面与ISO相应的工作组接轨和推广，提升中国的国际影响力。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 黑体, SimHei font-size: 20px " strong 合作推动产业 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 谈到此次与岛津成立合作实验室，潘义表示，与岛津公司成立“气体分析标准化及解决方案示范应用实验室”，是基于中测院和岛津公司前期良好的合作基础。中测院在环境监测、工业气体、氢能源、天然气化工、煤化工等领域具有多年的研究基础，技术沉淀深厚，研究并建立了许多产业急需的分析方法及解决方案。中测院将以合作实验室的组建为契机，通过双方的共同努力，将实验室建设成为开展气体分析测试领域关键技术攻关的研发基地、成为气体分析测试成果孵化和转化示范应用基地，把实验室建设成为本领域技术集成和技术辐射的公共技术服务平台，为推动气体分析领域的科技进步和事业发展作出更新、更大的贡献。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 499px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/0bbb03d5-721f-44c4-a229-fc8e70e29a85.jpg" title=" jiepai.jpg" alt=" jiepai.jpg" width=" 500" height=" 499" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 合作实验室揭牌仪式 /strong br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 同时，联合实验室的研究成果可直接应用于环境空气监测和化工生产，有助于提升我国环境监测数据质量和气体化工的生产工艺水平，促进产业转型升级。同时联合实验室将关注前沿产业的气体分析技术，如氢燃料品质分析，相关研究成果将有力支撑我国氢能产业快速发展，协助提升我国氢能产品质量水平，占据产业链上游。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 相关阅读： /strong a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20191220/519287.shtml" target=" _blank" strong span style=" color: rgb(84, 141, 212) " 第六届岛津化工论坛暨中测院合作实验室签约仪式成功举办 /span /strong /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/89dd12b5-a5fb-4930-b682-43e1597516ca.jpg" title=" 仪器经理人.jpg" alt=" 仪器经理人.jpg" / /p

上期小编带领大家了解了普敦科技大流量氢气发生器HG PRO 4000在新材料行业的应用。本期，我们再次出发，回访了中国科学院山西煤炭化学研究所（以下简称“山西煤化所”）。让我们一起了解一下，HG RACK系列氢气发生器在氢燃料电池行业的表现吧。中国科学院山西煤炭化学研究所是中科院直属研究院所，在催化剂研发、碳基新材料等领域具有深厚的积累。目前，氢能与燃料电池研究团队正在致力于量产型先进氢燃料电池催化剂的研发。他们的研究目标是降低燃料电池催化剂中铂元素的用量，提升氢燃料电池的商业化价值。Question 01氢燃料电池催化剂研究现状？目前团队主要研究两方面，一是集中在标准型铂碳催化剂的高一致性量产，实现代替进口，解决燃料电池催化剂长期依赖进口产品的问题，可以直接面对下游燃料电池电堆客户的需求。二是，研发先进的低铂与非贵金属催化剂，有望未来摆脱对它的高度依赖。Question 02没用发生器之前是如何供气的，存在哪些问题？传统化工过程生产的氢气，不可避免的含有一氧化碳、硫化氢等杂质气体，会吸附于催化剂表面，极大的降低燃料电池性能。目前，研发的催化剂已经具备量产能力，进入新一轮技术迭代。这个过程需要反复多次的测试，会消耗大量的氢气。因此，保持氢气稳定供应很重要。Question 03氢气发生器在实验中的好处有哪些？传统的供气方式是在实验室外部存放大量的氢气钢瓶，一是有安全方面的顾虑，另外需要频繁的更换气瓶，还有天气和时间的限制，相对来说不是很方便。我们参照国外先进的氢燃料电池实验室设计方案，使用氢气发生器作为可靠的高纯氢来源，可以保证持续稳定的氢气供应。另外，在电化学研究中，用氢气发生器供气，对于使用可逆氢标准电极非常有帮助。Question 04LNI氢气发生器使用的感受？从一开始建立实验室时，就使用了普敦科技提供的LNI氢气发生器。研究所装备了两台2L/min的氢气发生器，可以提供最大4L/min的氢气。LNI氢气发生器设计非常简洁，使用也很方便，初始化之后无需专人值守，定期检查超纯水箱的水位就可以。很可靠，也很方便。另外，普敦售后服务很好，即便是在疫情期间，工程师也能及时响应并远程指导操作。高纯度的氢气不仅可以避免催化剂中毒，保护含铂催化剂，延长燃料电池的寿命，还可以提高燃料电池的效率。所以，寻找转换效率更高、使用寿命更长、生产成本更低、更安全可靠的制氢方法是各个国家的氢能应用领域技术专家们的共同目标。普敦科技一直致力于现场制氢方案的研发和提供，利用PEM（质子交换膜）电解池的工作原理一纯水电解制氢，是氢燃料电池行业的理想合作伙伴和氢气供应气源商。

2021年5月7日，加拿大 ASDevices增强型等离子在线气相色谱GC-EPD（型号：KA8000Ex）成功中标中国石化燕山分公司“氢燃料电池汽车用炼化工业副产氢气规模化提纯关键技术研究项目”。这是和中石化石科院在实验室解决方案合作后，ASD再次为中石化服务，提供中石化系统首套氢燃料电池用氢在线测量解决方案，将运用于北京“2022冬奥会”氢燃料电池车辆的氢气品质检测！该系统首先在燕山石化公司安装，不久之后将在其它地点陆续安装上线。项目背景随着燃料电池技术的进步，环保氢燃料电池汽车的发展即将成为现实的全球趋势。到2025年，北京的目标是在道路上拥有10,000辆氢燃料电池汽车，同时其他国家也正在发展进行。ASD 在该领域的检测技术研发已经进行了3年以上，为氢燃料电池用氢的品质检测市场的到来做好了充分准备。技术研发ASD致力于研究用于过程和实验室气体的气体分析技术和设备已有30多年的历史，拥有超过160多项的专利，其创新力、研发力、技术力及产品品质获得全球用户的认可。在过去3年中，我们开发了多种技术及配套解决方案，可轻松解决其它公司无法攻克的痕量气体分析，尤其是硫化物分析。此次中标的在线工业气相色谱KA8000Ex可同时检测永久性气体和硫化物。在线工业气相色谱KA8000Ex氢中的杂质分析谱图主要技术特点：● 无需预浓缩，在线直接测量硫化物，检测限ASDevices首席执行官André Lamontagne表示：“中石化的论文是3年研发的成果。 这是对我们的团队和合作伙伴的高度认可。制氢制造商一直在等待ASD突破性的创新解决方案， 而ASD是众多公司中具有资格的公司。这让我们对绿色能源领域的发展更加有信心。”部分论文节选

北京博赛德依据《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》（GB/T37244-2018）的要求及氢气中杂质实际分析中的难点和常见问题，推出了《汽车用燃料氢气痕量杂质分析解决方案》，该解决方案主要内容包括：BCT9700D动态稀释仪、BCT9900H氢能源杂质分析仪及后续分离检测系统。方案可实现单针进样分析汽车用燃料氢气中的硫化物、甲醛、甲酸等各目标组分检出限均低于其标准限值1个数量级以上。检出限低、性能稳定、准确度高精密度均小于10%，准确度均在90%-110%之间，优秀的检出限、精密度、准确度水平可以准确反映氢气中杂质的含量，有利于评估杂质对燃料电池的影响。BCT9900H氢能源电池杂质预浓缩仪北京博赛德基于近二十年VOCs检测分析经验，和中国石化石油化工科学研究院强强合作，共同开发了BCT9900H氢能源电池杂质分析仪。整套系统结合了EPATO15和HJ759标准方法对浓缩系统硬件及质控要求，同时针对氢气中杂质组分的特点和氢燃料电池行业的特有要求，在常规预浓缩仪的基础上进行了硬件升级改造，让捕集系统更加适合杂质的痕量分析，并结合开发优化后的专用氢杂质分析方法，可实现12种杂质组分的样品检测分析。产品特点专用捕集阱专用的捕集阱设计，克服了填料阱易残留、解析速度慢、载气流速大（需要分流进样）、被测物质易分解（如甲酸）等问题体积计量准确通过EVC电子体积控制，进样精度≤1ml，且可实现不同基质的样品体积测量，如氢气基质等，体积计量准确，精密度高系统无吸附样品流路全部经过惰性化处理，并经过严格的惰性测试，可避免吸附目标物质，保证高回收率避免交叉污染数控阀设计可实现将阀芯旋转到任意位置，能完全隔离捕集阱和样品，更好的避免了交叉污染适用性强测试浓度范围可达0.01ppb-ppm级别，适用于氢气成品中痕量杂质分析、氢气半成品中杂质分析应用范围：分析汽车用燃料氢气中的硫化物、甲醛、甲酸等组分检出限低：检出限低于国家标准中最大允许浓度限值的1个数量级以上BCT9700D动态稀释仪BCT9700D动态稀释仪基于理想气体状态方程的原理，采用限流器结合电子压力控制器（EPC）的方式，对气体流量进行控制和调节，实现对样品/标气的稀释。BCT9700D动态稀释仪BCT9700D可实现标气/样品稀释后直接进样分析，为气体质量检测、现场样品检测、仪器标定与质控等工作的准确性提供保障。产品特点采用动态稀释的原理，稀释后的样品/标气可直接进行分析，无需存储容器，降低目标组分的反应机会；采用限流器结合EPC进行流量控制，不使用质量流量计，避免交叉污染，稀释精度高，结果更准确；稀释倍数范围大，单次最大稀释倍数可达2000倍，可显著增加被测样品的浓度范围；整个稀释系统无需庞大的混合腔体，且气体经过的所有管线均经过惰性涂覆，避免目标组分在稀释过程中产生吸附和交叉污染；仪器内置加热单元和温度控制器，系统温度稳定，仪器稳定性更高。应用案例更多详情，欢迎来电垂询！

国家市场监督管理总局(国家标准委)发布公告：由我国牵头修订的国际标准《使用压缩氢气的燃料电池电动汽车动力性试验方法》近日发布。近年来，燃料电池电动汽车因为零排放，成为各国汽车行业的发展重点，也是国际标准化组织的重要工作方向。试验方法在完善最高车速测试方法的基础上，进一步增加了加速能力试验以及爬坡试验，从而形成了完整的燃料电池电动汽车动力性测试方法。试验方法的发布，促进了国内国际标准相互促进融合机制的形成，提高了中国参与国际标准协调的贡献度，同时将助力中国燃料电池电动汽车产业走出去。

2021年9月17日，北京市科委验收专家组对燕山石化承担的“氢燃料电池汽车用炼化工业副产氢气规模化提纯关键技术研究”课题进行验收。加拿大ASD公司提供的在线工业气相色谱KA8000Ex正式投用于该项目燕山石化氢气新能源装置北侧的分析小屋。 该系统可实现对氢气中低于4×10-9（ppb级）硫含量的准确分析，可实现对氢气中常规杂质与关键杂质硫的快速、连续分析，实现对产品质量精确可靠的判定，并帮助装置实现更优控制。在研制针对性、使用EPD技术检测极低含量杂质的灵敏性方面取得了突破性进展，为行业内首次应用，标志着燕山石化在氢能产品质量监控方面处于超前水平，同时也是对ASD的技术及团队极大认可，在行业内具有重大意义。《中国石化新闻网》新闻报道【项目背景】燕山石化检验计量中心从2019年开始跟踪新技术，对电子行业使用的增强型等离子放电检测技术（EPD）在氢气产品检测应用的可行性方面进行学习研究，并与ASD公司进行广泛交流和实验工作，最终确定项目合作。这是和中石化石科院在实验室解决方案合作后，ASD再次为中石化服务，本次提供中石化系统首套氢燃料电池用氢在线测量解决方案，将运用于北京“2022冬奥会”氢燃料电池车辆的氢气品质检测，实现对电池氢产品质量的精确把控！该系统首先在燕山石化公司安装，不久之后将在其它地点陆续安装上线。ASD是一家专门从事研发和制造实验室气体分析技术的高科技公司，凭借三十多年的GC（气相色谱）创新经验，为绿色能源领域的发展提供多种技术和应用，更为燃料电池的氢气分析打造出独特的创新解决方案。

麻省理工大学的电动汽车团队正在建造一辆氢动力电动摩托车，使用燃料电池系统作为新型氢动力交通工具的试验台。该摩托车于2023年 10 月份成功进行了首次完整的试车演示。它被设计成一个开源平台，可以更换和测试各种不同的组件，并允许其他人根据该团队在网上免费提供的计划尝试自己的版本。该项目由研究生Aditya Mehrotra领导，机械工程教授 Alex Slocum参与指导。Mehrotra正在研究能源系统，碰巧很喜欢摩托车。他说，“所以提出了氢动力摩托车的想法。我们通过评估研究，认为这想法可行。”虽然电池驱动的汽车对环境有益，但仍然面临着续航里程的限制，并且存在锂开采产生的排放相关的问题。因此，该团队致力于探索氢动力汽车作为一种清洁的替代品，使车辆能够像汽油动力汽车一样快速加注燃料。该团队由大约十几名学生组成。2023年10月，他们在氢气美洲峰会上展示了这辆摩托车，2024年5月他们将前往荷兰在氢气世界峰会上展示。“我们希望以此项目为契机，围绕‘小型氢气’系统展开对话，以增加需求，从而开发更多基础设施，”Mehrotra说。“我们希望该项目能够帮助找到氢气创造性的应用，以期对能源行业产生影响。”他补充说。该团队使用的是一辆1999年摩托车的车架，并添加了许多定制部件来支持电动马达、氢气罐、燃料电池和传动系统。该车辆在开发过程中使用电池供电，直到由韩国斗山公司提供的燃料电池可以交付和安装。尽管已经建造了几辆原型车，但目前还没有商业产品，因为燃料电池大且昂贵。该团队对该项目的目标之一是使所有内容都成为开源设计，希望将这辆摩托车作为一个平台，供研究人员和教育工作者使用，研究人员可以在空间和资金受限的环境中测试各种想法。

近期，加拿大ASDevices公司的增强型等离子在线气相色谱分析仪（型号：KA8000Ex）成功中标中国石油化工股份有限公司燕山分公司的二期“氢气提纯设施完善项目”。这次中标是继2021年中国石化燕山分公司一期项目“氢燃料电池汽车用炼化工业副产氢气规模化提纯关键技术研究项目”（该项目成功应用于北京“2022冬奥会”氢燃料电池车辆的氢气品质检测）之后，ASDevices再次获得客户的认可。我们的在线工业气相色谱KA8000Ex在燕山一期项目中自交付以来已经运行了3年多，全天候持续精准在线实时分析检测，具有低维护和低成本的点，深受客户高度赞赏。因此，这次二期项目再次获得客户的信任并非意外之举。充分奠定了加拿大ASDevices 在气体痕量分析，特别是质子交换膜燃料电池用氢气品质在线测量领域的市场领导者地位。ASDevices在线工业气相色谱KA8000Ex可实现对氢气中低于4×10-9（ppb级）硫含量的准确分析，可实现对氢气中常规杂质与关键杂质硫的快速、连续分析，实现对产品质量精确可靠的判定，并帮助装置实现更优控制。在研制针对性、使用EPD技术检测极低含量杂质的灵敏性方面取得了突破性进展。 在线工业气相色谱KA8000Ex 氢中的杂质分析谱图在线工业气相色谱KA8000Ex主要技术特点1.无需预浓缩，在线直接测量硫化物，检测限3. 具有科学验证手段，iGCS全钝化音速喷嘴稀释校准仪确保超痕量检测的有效性和准确性iGCS — 高精度智能动态稀释系统高精度校准和稀释系统 音速喷嘴技术 高稀释比：从 1:2 至 1:3500 (定制 1:10000) 高精度 (全流路钝化处理硫化物 ppb 级检测技术是解决氢能源中关键挑战的重要技术之一。只有通过精准控制氢气中的硫化物含量，才能确保氢能源的高品质、高效能和安全可靠性。ASDevices在线工业气相色谱KA8000Ex，凭借其高灵敏度的固态Epd检测器、超可靠的硫化版气相色谱阀和强大的气相色谱平台，这是一个经过充分验证的面向过程在线的硫化物分析解决方案-应用行业氢能源/钢铁/石油化工等。 关于AsdevicesASDevices总部在加拿大魁北克Thetford Mines，是一家在气相色谱和气体分析行业具有近40年悠久创新历史的公司。主要从事用于气体分析市场的应用研究，技术和解决方案的设计和生产。是世界上为数不多的几家在气相色谱产品上从硬件（Epd增强型等离子放电检测器，uInProve吹扫嵌入式滑动色谱阀，Liplock无死体积色谱接头，ArDSieve氧氩分离色谱柱和iMov模块化炉箱，ASDPure纯化器等）和软件（物联网）上拥有完全自主知识产权和发明专利的公司。我们的GC产品被广泛应用于多个领域，包括氢能、半导体、空分、石油化工和研究领域等。我们的GC系统具有出色的精度、稳定性和重复性，可帮助客户获得准确的分析结果。我们的技术，独特的产品架构和业务模式的组合让我们更加创新而与众不同。我们所有的解决方案是在基于我们称作的可升级的积木构件概念的基础上设计的。这个概念在所有的客户中被证明是成功的，他们可以在我们定制和有效成本解决方案的基础上有更多的时间利用他们丰富的知识来帮助他们的客户解决问题。

电解池是氢气发生器的核心技术，其内部有一个单独的膜层，通过使水和电通过可以产生氢。去离子水流入阳极电池，并被电解成H质子，电子和氧气。氧气被水流带走，正H质子被吸引到阳极电池。正质子通过嵌入膜中的硫酸离子组穿过固体材料。同时，电源产生电流，并且在负极上，出现的H质子结合形成纯氢分子。 　　1、水中的氢和氧通过电解分离，只有消耗水和电才能产生高纯度氢。　　2、无延迟光电压力控制，防过液保护，低压下按需生产气体，化学系统的储氢能力安全稳定。　　3、有效的温度控制系统可以在高负荷连续工作中自由响应。　　4、前部可视化且易于拿取的干燥室，前部排气阀无法拆卸。快速清除管道中的气压，以方便日常维护和保养。　　没做好这些准备，千万别启动氢气发生器：　　1、将仪器从包装箱中取出，并检查是否由于运输不当而造成损坏，并检查仪器的备件，准备以下物品：300mgKOH和几千克干硅胶，1个玻璃搅拌棒，1500ml玻璃容器。　　2、添加电解液：　　（1）取出零件并将所有的氢氧化钾倒入一个容器中，然后加入500ml的双蒸馏水或去离子水作为母液，搅拌均匀，等待电解液冷却下来。　　（2）打开储液罐的外盖，然后取出内盖。（内盖是为了防止在运输过程中泄漏，并且在使用时不允许与内盖一起运行）保存内盖，以便在运输过程中再次使用它。　　（3）将冷却的电解质（母液）倒入储罐，然后添加双蒸馏水或去离子水。请勿超过上限水位或低于下限水位。拧上外壳，钟后即可使用。　　氢气发生器主要由电解池，纯水箱，集热器，传感器等组成，通过电解KOH水溶液制氢。该机配备了多种智能控制装置，使用安全方便，可以满足国内外各种色谱图的使用。使用该仪器时，请注意流量指示与色谱仪的气体消耗是否一致。如果流量指示值超出了色谱仪的实际消耗量，请关闭并检查是否泄漏。应参考仪器故障的原因和故障排除方法对方法进行调整，然后进行自我检查。只有通过检查后才能使用该方法。

为推进气候变化治理和能源转型，促进能源行业供给改革，保障国民经济和民生的可持续和高质量发展，我国以负责任的大国担当态度提出了“3060双碳”目标。氢能因其来源广、燃烧热值高、能量密度大、可储存、可再生的特点，成为我国节能减排和能源变革过程中最理想的能源互联媒介。近几年，国家各部委和地方政府密集出台了一系列促进氢能产业发展的顶层设计方案，以中石化、中石油、国家能源集团、国家电投等为代表的相关央企纷纷布局氢能产业链。质子交换膜燃料电池（PEMFC）汽车作为氢能利用的重要场景，我国早在2006年就将其列入了国家中长期科学和技术发展规划纲要。氢气作为燃料电池汽车的能量载体，其质量的优劣将直接影响PEMFC的运行和寿命正常与否。国内外相关科研机构围绕氢气中杂质组分对燃料电池的损伤机理开展了大量的探索与验证工作，各种微痕量杂质对燃料电池会产生不同的影响：水含量过高会使气体的扩散效率下降，阻止气体到燃料电池的催化层进行反应，影响燃料电池的效率、稳定性和耐久性；二氧化碳、甲烷、氮、氩、氦等杂质组分会降低氢气的分压，导致燃料电池局部氢气供应不足，可能造成电池反极并发生碳蚀现象；一氧化碳会占据 PEM 催化剂的活性位而阻碍氢气在催化剂上的吸附，降低氢气电离出质子的速率，严重时会导致催化剂完全失活；不同种类的硫化物如硫化氢、硫氧碳、二氧化硫、硫醇、硫醚等都会对PEMFC 阴极催化剂产生不可逆的毒化作用；甲酸和甲醛具有类似的毒化作用，两者均会在电池膜电极催化剂表面产生吸附，从而降低反应表面积；氨会降低电池电极电化学反应界面，对 PEMFC 性能产生不可逆的损坏；卤离子在电池阴极上与氧气的竞争吸附会影响燃料电池的工作效率，降低电池性能；颗粒物杂质会占据膜电极的活性位影响电池性能效率，并会影响氢气储存和反应系统的安全[1]。氢燃料质量相关标准的进化史目前ISO以及各个国家针对PEMFC所用燃料氢气中对电池性能以及关键零部件会会造成损害的杂质组分/种类和限值都作了明确的规定，并制定了相应的标准，如ISO 14687:2019、ISO 21087:2019、ISO 19880-8:2020、BS EN 17124:2018、SAE J 2719:2015和GB/T 37244-2018等。我国PEMFC汽车用燃料氢气的现行产品标准为GB/T 37244-2018，最初是以团体标准T/CECA-G 0015-2017的形式于2017年12月发布实施，后在2018年12月以国家标准的形式发布，2019年7月开始实施，该标准中对杂质组分种类和限值要求完全参照国际标准ISO 14687-2:2012和SAE J2719:2015。ISO 14687系列标准经历20多年的制定完善过程，最初以氢燃料质量标准ISO 14687:1999版本发布，后经2004年美国能源部召开的研讨会讨论将氢燃料的关注重点由纯度（Purity）转变为质量（Quality），并与2012年形成ISO 14687-2:2012，该标准系统规定了14类杂质组分的组成和限值要求。目前国际上现行有效的产品质量标准 ISO 14687:2019 由ISO/TC 197 Hydrogen technologies（国际标准化组织氢能技术委员会）于2019年发布，相较于国内现行版本 GB/T 37244-2018 有以下异同处（具体指标见表1）。BS EN 17124:2018规定的内容与ISO 14687:2019完全一致。在对氢气纯度、非氢气总量、水、氧、氦、二氧化碳、一氧化碳、氨、甲酸、总卤化物、最大颗粒物浓度等这11个指标的要求上，ISO 14687:2019与GB/T 37244-2018保持了一致。两者的主要区别在于，ISO 14687:2019放宽了对甲烷、氮、氩和甲醛等4个杂质含量限值的要求，其中对甲烷的含量限值作了单独规定，为100 μmol/mol；氮和氩由原来的合计不超过100 μmol/mol，更改为各自不超过300 μmol/mol；总烃含量的计量方式由“按照甲烷计”更改为“按照C1计且不包含甲烷”；甲醛的含量限量值由原来的0.01 μmol/mol提高为0.2 μmol/mol；总硫含量的计量方式也由“按照硫化氢计”更改为“按照S1计”。此外，ISO 14687:2019还针对一氧化碳、甲醛、甲酸的总含量提出不可超过0.2 μmol/mol的要求。需要注意的是，ISO 14687:2019标准内“总硫”参数所推荐的检测方法ASTM D7652已经于2020年作废了，目前ISO/TC 197正在组织开展ISO 14687:2019下一个版本的修订工作。表1. 国内外现行标准对燃料电池用氢杂质组分的限量值要求项目名称GB/T 37244-2018ISO 14687:2019氢气纯度（摩尔分数）99.97%99.97%非氢气总量300 μmol/mol300 μmol/mol单种/类杂质的最大浓度水（H2O）5 μmol/mol5 μmol/mol总烃2 μmol/mol（按甲烷计）2 μmol/mol（按Cl计、不含甲烷）甲烷（CH4）/100 μmol/mol氧（O2）5 μmol/mol5 μmol/mol氦（He）300 μmol/mol300 μmol/mol氮（N2）100 μmol/mol（两者总量）300 μmol/mol氩（Ar）300 μmol/mol二氧化碳（CO2）2 μmol/mol2 μmol/mol一氧化碳（CO）0.2 μmol/mol0.2 μmol/mol总硫0.004 μmol/mol（按H2S计）0.004 μmol/mol（按S1计）甲醛（HCHO）0.01 μmol/mol0.2 μmol/mol甲酸（HCOOH）0.2 μmol/mol0.2 μmol/mol氨（NH3）0.1 μmol/mol0.1 μmol/mol总卤化物（按卤离子计）0.05 μmol/mol0.05 μmol/mol颗粒物1 mg/kg1 mg/kg我国现行质子交换膜燃料电池汽车用氢气GB/T 37244-2018中提出了需要关注的氢燃料质量有影响的系列杂质组分限量值要求，并针对每种杂质组分分别引用了不同的分析方法标准。考虑到氢气背景条件下的适用性，从经济适用性等角度考虑，笔者认为部分方法标准还存在可以优化和提升的空间。氢能工作组全力开展检测方法标准化体系建设工作产业要发展，标准需先行。质子交换膜燃料电池用氢气作为产业“前端生产的产品”和“后端应用的原料”，建立准确可靠、具有溯源性的质量检测分析方法标准体系至关重要。在制定标准的过程中，要注重标准的质量：既不能造成标准实施过程中技术门槛和成本过高，现场适用性差，变为“僵尸标准”；亦要注意尽量采用先进的技术和方法，有利于技术的更新迭代，促进产业进步发展；既要响应国家提倡的分析仪器装备国产化要求，尽量实现技术自主可控；同时还要兼顾氢能产业对在线和离线测试需求的特点。为了健全我国氢燃料质量分析方法标准体系，2019年3月7日，经全国气体标准化技术委员会批准，依托中国测试技术研究院化学研究所为秘书处，成立全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组（SAC/TC206/SC1/WG1，以下简称“氢能工作组”），氢能工作组负责国内氢能与燃料电池领域气体分析标准化的归口工作。工作组成立之后，在全国气体标准化技术委员会的指导下，秘书处承担单位组织科研人员，并联合工作组各成员单位，针对GB/T 37244和ISO 14687标准中规定的质子交换膜燃料电池汽车用氢气质量检测所涉及到的所有气态组分杂质和颗粒物组分杂质的取样和检测开展联合科研攻关和标准化工作，主要包括各类组分分析方法标准，气体分析术语标准，气体标准样品/物质制备方法，气体采样、取样方法标准等方面。如何确保痕量甚至是超痕量水平的测量需求，准确的取样、高水平的分析方法以及量值稳定、准确、可靠的气体标准物质是非常重要的三个环节。基于以上原则，结合全国气体标准化技术委员会在气体分析方法标准领域的经验积累和氢能工作组的技术优势，我们从2019年开始组织开展了大量针对性的标准化研究工作，目前已经联合国内外的优势分析仪器厂家共同开发了多个整体解决方案。针对不同指标灵活搭配检测仪器针对8个无机和烃类杂质组分需要3台不同仪器检测的问题，中国测试技术研究院的研究人员以岛津GC-2030气相色谱为应用测试平台，采用多阀多柱，热导检测器、火焰离子化检测器和甲烷转化炉组合的气相色谱分析方法，实现一次进样完成8个参数的准确定性定量分析，分析谱图见图1，实验表明THC、CO、CH4、CO2、Ar、O2、He、N2的线性相关系数R20.995，检出限分别为0.020 μmol/mol、0.033 μmol/mol、0.039 μmol/mol、0.14 μmol/mol、0.25 μmol/mol、0.32 μmol/mol、9.5 μmol/mol、1.7 μmol/mol。图1. 氢气中甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氧、氦、氮、氩等7个组分的连续7次进样典型谱图针对标准中限值最为严格和分析难度最大的总硫含量(4 nmol/mol)，中国测试技术研究院的研究人员开发了基于不同来源的氢气中9种典型硫化合物的低温富集与GC-SCD相结合的在线分析解决方案。此方案主要包括高准确度微痕量氢气中多组分硫化物混合气体标准物质、集成了在线动态稀释功能的半导体低温富集系统和硫化学发光气相色谱仪。结果表明此系统的校准曲线的相关系数高于0.999，仪器检出限不高于0.050 nmol/mol，方法检出限最低可达到0.01 nmol/mol，精密度和准确度令人满意（RSD5%，SD15%）。开发的系统成功地应用于实际样品分析[2]。在该方案中，将毛细管色谱柱更换为非保留色谱柱即可用于氢气样品中总硫的分析。图2. 低温富集-GC-SCD在线分析系统数据示意图（出峰顺序为：H2S、COS、CH3SH、C2H5SH、CH3SCH3、CS2、CH3SC2H5、C4H4S和C2H5SC2H5）（左图浓度为0.1、0.2、0.5、1、4、8、10、15、20、30和40 nmol/mol；右图为0.1、0.2，0.5和1 nmol/mol）图3. 燃料电池汽车用氢中痕量硫化物解决方案系统组成图标准的最大价值在于服务社会进步、经济发展和产业创新，其最大使命在于指导、规范和约束使用者得到合理、科学和准确的结论。分析方法在实验室离线使用以及现场在线应用中，要充分考虑方法的适用性、合理性、安全性和经济性，氢能工作组在充分调研和前期实验研究的基础上，紧跟国际上最新的燃料电池用氢气质量标准ISO14687：2019中规定的杂质组分组成和限值要求，分别整理了一些分析方法解决方案供检测实验室和现场参考使用，具体见表2。表2. 针对ISO 14687要求的气体杂质组分分析方法解决方案杂质参数名称限量值要求分析方法解决方案总烃（按Cl计、不含甲烷）2 μmol/mol“三阀四柱+GC-(TCD+FID+MTN)”，在线/离线（注：可采用电化学氧气分析仪在线监控O2组分）甲烷（CH4）100 μmol/mol一氧化碳（CO）0.2 μmol/mol二氧化碳（CO2）2 μmol/mol氧（O2）5 μmol/mol氦（He）300 μmol/mol氮（N2）300 μmol/mol氩（Ar）300 μmol/mol总硫（按S1计）0.004 μmol/mol“低温富集+GC-SCD”，在线/离线甲酸（HCOOH）0.2 μmol/mol“FTIR”或“低温富集+GC-MS”，在线/离线甲醛（HCHO）0.2 μmol/mol“FTIR”或“低温富集+GC-MS”或“CRDS”，在线/离线氨（NH3）0.1 μmol/mol“FTIR”或“CRDS”或“在线吸收-离子色谱法”，在线/离线总卤化合物（按卤离子计）0.05 μmol/mol无机卤化物：“在线吸收-离子色谱法”，在线/离线；有机卤化物：“预浓缩+GC-MS”或“预浓缩+GC-ECD”，在线/离线水分5 μmol/mol露点法、电容法、石英晶体震荡；在线/离线颗粒物1 mg/kg在线滤膜取样+称重法目前，氢能工作组正在组织开展的与燃料氢气质量检测相关的国家标准制修订项目有：“气体分析 质子交换膜燃料电池用氢气质量分析方法 指南（制定）”、“气体分析 微型热导气相色谱法（制定）”、“GB/T 28726-2012 气体分析 氦离子化气相色谱法（修订）”、“气体中微量水分的测定”系列标准修订，“气体中微量氧的测定”系列标准修订等；正在开展的团体标准制定项目：《气体分析 氢气中硫化物含量的测定 低温富集-硫化学发光气相色谱法》、《气体分析 氢气中氨含量的测定 光腔衰荡光谱法》、《气体分析 氢气中氩、氧、氦、甲烷、非甲烷总烃、一氧化碳、二氧化碳含量的测定 气相色谱法》。同时，氢能工作组已组织团队完成了“氢气中甲烷、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲酸、氨和氯化氢的测定 傅里叶变换红外光谱法”、“氢气中卤化物的测定 在线吸收-离子色谱法”、“甲醛的测定 低温富集-气相色谱/质谱法”、“气体中微量水分的测定 电容法”、“高压气态氢气的取样方法”等系列方法标准的前期验证试验工作，下一步将在全国气体标准化技术委员会的组织下积极申报国家标准，完善涉及燃料氢气质量检测相关的取样和分析方法标准体系，满足我国氢能产业高质量发展对气体分析标准化的需求。参考文献[1] 潘义,邓凡锋,王维康,杨嘉伟,张婷,林俊杰,龙舟,姚伟民,方正.车用燃料氢气中杂质组分分析方法标准化现状与探讨——以质子交换膜燃料电池汽车为例[J].天然气工业,2021,41(04):115-123.[2] Yi P, Feng F D, Zheng F, et al. Integration of cryogenic trap to gas chromatography-sulfur chemiluminescent detection for online analysis of hydrogen gas for volatile sulfur compounds[J]. Chinese Chemical Letters, 2021（DOI：10.1016/j.cclet.2021.05.067）（作者：中国测试技术研究院化学研究所 潘义，邓凡锋）

征 稿 函氢能作为一种清洁、高效的能源，在双碳背景下扮演着至关重要的角色。它在交通、发电、供热等领域的应用能促进深度脱碳，提升城市能源韧性。2023年氢能市场规模已达3535亿元且持续增长。目前，氢能应用的主要途径是氢燃料电池汽车。氢气作为核心燃料，其纯度和杂质控制水平直接影响氢燃料电池的放电性能和寿命。近期5项氢能相关的国家检测标准公布，并将于2024年11月1日实施。其中包括4项检测标准和1项采样标准，详细规定了含硫化合物、甲醛、卤化物、甲酸、氦、氩、氮、烃类、一氧化碳和二氧化碳组分的测定方法，为氢气质量的精确分析与标准化管理奠定了坚实基础。因此，仪器信息网特别策划“标准引领氢气质量检测”主题征稿活动，诚挚邀请仪器厂商及行业专家积极投稿，共同探讨气相色谱及离子色谱等技术在氢气质量检测标准下的应用与发展。1、约稿主题：标准引领氢气质量检测（问题请查看附件）2、稿件字符数不少于1000字，如有图片，图片像素应不低于300DPI；3、稿件无抄袭、署名排序无争议，文责自负，请勿一稿多投；4、投稿须为Word文档，本网编辑有权对文稿进行修改，如不同意请注明。5、如是仪器厂商投稿，供稿人建议是贵公司相关产品或应用负责人，请提供姓名、职务、照片等信息。6、稿件内容会择时在仪器信息网资讯栏目发布显示（单独成文/整合综述文章），同时在专题/话题中推送宣传。回稿时间：2024年10月30日前投稿邮箱：lirui @instrument.com.cn 附问题：您可以根据下述某一个问题或多个问题进行稿件撰写，也可以由此展开相关话题。1.请问贵公司是否有满足氢气检测标准的分析/采样仪器？在仪器硬件、软件以及耗材等方面，做了哪些改进，以提高检测灵敏度和准确性？2.贵公司是否参与到氢气标准的起草工作中？主要承担了哪些任务？3.随着新标准的发布，贵公司是否已经推出或计划推出针对质子交换膜燃料电池汽车用氢气的定制化解决方案？4.能否分享一些贵公司仪器在氢能领域（特别是质子交换膜燃料电池汽车用氢气检测）的成功应用案例？这些案例如何体现了产品的技术优势和市场价值？5.随着氢能行业的快速发展，贵公司如何看待气相色谱/离子色谱仪在氢能全产业链（如氢气生产、储运、加注等）中的潜在市场机遇？有什么具体的战略？6.贵公司是否已与氢能产业链上下游企业建立合作关系，共同推动氢能质量检测标准的实施和技术的创新？

从清华大学何添楼爆炸事故谈起2015年12月18日上午，随着一声爆炸声，清华大学化学系何添楼二楼区域多间实验室起火并冒出浓烟，过火面积80平米，清华博士后孟祥当场身亡，20日下午，海淀公安分局向化学系实验室事故的身故者家属通报了事故现场勘查结果及初步结论：事故原因系实验室所用氢气瓶意外爆炸、起火。据悉氢气钢瓶爆炸点距离孟博士后的操作台两三米处，钢瓶底部爆炸。钢瓶原长度大概一米，爆炸后只剩上半部大概40公分，而钢瓶厚度为一公分，可见当时爆炸威力巨大，每年有关氢气瓶爆炸的事故层出不穷，使得人们不得不警惕使用氢气瓶的安全性。氢气气瓶爆炸的探讨为何氢气爆炸威力大风险高？要探讨这个问题，首先要了解发生爆炸的基本条件。考虑到氢气具有易燃易爆的性质，大多数氢气气瓶爆炸往往是因泄漏导致的化学爆炸居多数，或是因为物理爆炸引发的更具威力的化学爆炸，氢气在空气中点燃可能发生爆炸，按理论计算，氢气爆炸极限是4.0%～75.6%（体积浓度），意思是如果氢气在空气中的体积浓度在4.0%～75.6%之间时，遇火源就会爆炸，而当氢气浓度小于4.0%或大于75.6%时，即使遇到火源，可能会发生燃烧但是不会爆炸。一般来说，氢气爆炸要达到两个条件，除了上述的要满足氢气的爆炸极限，还要施加静电、明火或几百摄氏度高温，以达到最小点火能，最小点火能量(MIE)即在标准程序下，能够将易燃物质与空气或氧气混合物点燃的最小能量。尽管氢气的自燃点比天然气、汽油等都要高，但它所需要的点火能量却很低，最低可以低至0.020mJ（氢气的最小点火能是在浓度为25%-30%的情况下得到的）。0.020mJ是什么概念呢？化纤衣服摩擦产生的静电、烟花爆竹、未熄灭的烟蒂甚至汽车尾气等，其能量都可能超过这一数值。满足最小点火能和爆炸极限这两个条件，氢气才有可能发生化学爆炸。因为氢气的最小点火能低，爆炸极限范围宽，下限低，同时氢气又具有高热值，所以氢气极易发生爆炸且威力巨大。气瓶的使用除了氢气本身的风险高之外，使用氢气瓶还需要满足购买登记、搬运、运输、使用、储存、处置等各个环节的安全性以及相关要求，要综合考虑诸如《TSG R0006-2014 气瓶安全技术监察规程》、《TSG RF001-2009 气瓶附件安全技术监察规程》、《GB 4962-85 氢气使用安全技术规程》等标准和法律法规的要求。相比较传统工业，一些科研单位和实验室往往难以在场地及合规要求上，满足使用氢气瓶的条件，而这些不合规风险的存在，更增加了氢气爆炸的风险；甚至由于健康与安全方面的限制要求，现在许多实验室被禁止将氢气瓶放置在工作场所。气瓶使用考虑的因素大致有：气瓶的搬运：搬运过程中有泄漏风险,气瓶较重需要使用搬运工具；气瓶的更换或充气：具有一定危险性的操作；气瓶的使用：要注意防倾倒、防碰撞，要经常检查有无漏气，注意压力表的数值；气瓶的储存：占据空间，对储存场所有规范要求，存在泄露和爆炸的风险；气瓶的校验：定期要进行气瓶附件的校验，瓶身也要进行检验敲钢印或贴标签（三年一次）。氢气发生器在使用氢气瓶不便利的情况下，氢气发生器相对于气瓶来说成为了更加安全的备选方案，氢气发生器可以全天候提供氢气，但不会面临使用氢气瓶而产生的风险和合规问题。这款氢气发生器利用CPEM质子交换膜电解纯水的技术制取氢气，相比较氢气瓶，氢气发生器安全系数高，既没有繁琐的管理程序要求，也没有较大的风险性，包括但不限于以下优势：1. 满足0.16L/Min-1L/Min流量下产生高达99.9999%纯度的氢气；2. 不是压力容器，没有高压力的零部件，运输过程中无风险；3. 发生器内部气体总体积即便泄露也远低于氢气爆炸浓度；4. 即开即用，关闭后不再产生氢气，没有储存时的泄漏风险；5. 各类安全联锁装置保证氢气发生器能在使用场所内安全操作，一旦出现异常错误，自动将仪器切换成待机状态，并发出警报。两者的对比接下来我们通过理论示例来验证一下氢气发生器的安全性究竟如何。刚刚提到氢气最大的风险就是泄漏爆炸，氢气的爆炸下限(LEL)为4%，我们以一个100M3的小型实验室为例，在通风不畅的情况下，泄漏4M3的氢气达到爆炸下限。我们通过计算来对比一下氢气瓶和氢气发生器的爆炸风险： 如果使用的是一个40L、15Mpa标准的氢气瓶，根据理想气态方程PV=nRT，在标准大气压下大约可产生6M3的氢气，发生氢气完全泄漏时泄漏速率很快，一般在几分钟后就会达到下限； 而氢气发生器制取氢气最大速率为1L/Min，假设完全泄漏，则需要超过4天才能在同样的实验室达到爆炸下限，另外氢气发生器仅在运行时才会产生气体，可见其安全性远高于氢气气瓶。下表对于氢气瓶和氢气发生器做了简单对比:项目类别氢气瓶(40L为例)氢气发生器合规性需要满足法律法规和各类标准要求无过多约束条件氢气储存40L泄漏非风险大内部最大容积不超过50ml氢气状态始终存在关闭装置则无氢气产生压力40L满装气瓶约2200Psi输送压力最大约160Psi空间需求占据空间、需要特别的区域或气瓶柜存放基本不占用太大空间基本无空间要求限制运输、更换、充装都存在操作风险无需进行操作实验室危险品安全防护你真的会吗？想接受更专业的安全事项培训吗？我们将在2020年1月6日组织实验室安全培训，其中包括：实验室安全管理法规条例解读实验室安全管理法规条例解读如何提高实验室人员安全防护措施案例分享与实践… … 敬请期待！同时，当然少不了我们的福利时间啦，购买以下产品及耗材即可免费获赠价值1500的实验室安全培训哦：纯氢气发生器——NM-H2 Plus 规格160 mL/min：人民币59,999元（部件编号：N9308582）250 mL/min：人民币69,999元（部件编号：N9308583）NM（免维护）系列氢气发生器采用全新的膜技术可用于安全生产纯氢气。这种专利设计非常适用于气体分析仪，作为火焰工具的燃料气体，或作为等离子室和其他隔离环境中纯氢的来源。电解膜技术优于替代的氢气生成技术。发电机运行安静，只需要去离子水或蒸馏水，不需要苛性碱溶液，可影响氢气的纯度。便携式漏气检测器——人民币9,999元（部件编号：N9306089）珀金埃尔默的新型手持式袖珍电子漏气检测器是检测气相色谱系统漏气情况的理想解决方案。您的仪器系统漏气会浪费气体并能引起检测器噪音、基线不稳定并缩短色谱柱寿命。这种便携式设备可检测出热传导率不同于空气的任何气体的微小渗漏。参考进气口可吸入环境中的空气，以和进入样品探针内的空气进行比较。漏气可通过所显示的LED条形图以及报警提示音而被发现。FlowMark™ 电子流量计——人民币6,999元（部件编号：N9307086）珀金埃尔默的FlowMark™ 流量计专为用于气相色谱（GC）仪器而设计。该探针直接应用于气流上，所测得的流速显示在LCD屏幕中。流速计量单位是mL/min。该设备可对0.50 mL/min - 500 mL/min的气流连续提供实时测定值。由于该技术采用体积流量测定，因此这种设备适用于所有实验室气体。该流量计预期用于测定洁净、干燥且非腐蚀性气体。详情请咨询：021-60645658Consumable.china@perkinelmer.com厂家再次呼吁，通过正规渠道购买，验货认准防伪标签，才是对您最好的保障！扫码辨真假，防伪更轻松只要您通过正规渠道购买珀金埃尔默正品耗材，我们会在每一份耗材上贴上专用防伪二维码。您只需通过公众号的防伪扫码功能， 即可一步查询耗材真伪。关注“珀金埃尔默”微信公众号点击自定义菜单“耗材防伪查询”

p style=" text-indent: 2em " 针对这份《关于加快推动燃料电池商用车发展的建议》，答复文件明确，科技部将结合国家中长期科技发展规划研究和“十四五”国家重点研发计划重点专项凝练等工作，继续加强氢能与燃料电池技术攻关，加快关键核心技术取得实质性突破，提升燃料电池技术成熟度，为燃料电池商用车技术进步和产业发展提供强有力技术支撑。 /p p style=" text-indent: 2em " 不仅如此，目前，财政部正联合科技部等部门，通过“以奖代补”方式，重点在积极性高、经济条件和政策基础好、具备氢能和燃料电池汽车产业基础、有市场需求的地区进行燃料电池汽车示范推广。 /p p style=" text-indent: 2em " 值得关注的是，科技部高度重视燃料电池汽车技术研发。“十五”期间，科技部启动实施电动汽车重大科技专项，确立“三纵三横”（三纵：纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车，三横：电池、电机、电控）研发布局，燃料电池汽车技术作为“三纵”之一得到重点研发部署，并在“十一五”到“十三五”期间持续进行科技攻关。 /p p style=" text-indent: 2em " “十三五”期间，科技部牵头组织实施国家重点研发计划“新能源汽车”和“可再生能源与氢能技术”两个重点专项，氢能和燃料电池技术持续得到重点部署。具体来说，“新能源汽车”重点专项在车用燃料电池技术方面启动项目13项，重点在燃料电池乘用车及商用车应用领域，对面向产业化的和未来前瞻性的关键核心技术进行了针对性研发部署，其中，重大共性关键技术项目主要由整车企业牵头，将极大带动燃料电池系统技术和产业快速发展。“可再生能源与氢能技术”重点专项已启动项目17项，重点在高效电解水制氢、先进制氢技术，高压储运氢、固态储运氢、加氢站及安全评价技术，燃料电池发电、长寿命电堆及关键组件、分布式热电联供系统技术，膜电极、空压机、循环泵、氢气纯化、催化剂技术加强研发部署。 /p p style=" text-indent: 2em " 答复文件指出，经过四个五年国家科技计划的组织实施，我国燃料电池从电堆、系统到关键部件技术研发均取得一系列关键突破，形成了涵盖制氢、储氢、氢安全及燃料电池及整车应用等技术的产学研用研发体系，培育了一批从事燃料电池及关键零部件研发生产的企业，以分布式能源领域、移动通信基站以及城市客运、物流等商用车型为先导开展了规模化示范运行，并以资本为纽带，带动广东、江苏、湖北等多地初步形成了产业集群，开展一定规模的示范应用。 /p p style=" text-indent: 2em " 在加强技术研发的同时，科技部积极推动燃料电池汽车示范运行考核工作。2008年北京奥运会投入燃料电池轿车作为马拉松先导车和燃料电池客车作为运动员收容车开始，燃料电池汽车示范运行拉开序幕。到2020年，在北京、上海、郑州、佛山、盐城等地开展累计百辆级的燃料电池客车、轿车、物流车商业化示范运行工作。　 /p p br/ /p

日前，经嘉定企业——氢迹技术（上海）有限公司研制的国内首台氢气品质移动检测车检测，永利制氢厂成功产出合格绿氢，实现项目一次性投料开车成功。据介绍，该制氢厂将合格绿氢通过管道输送至永利综合能源站，同时可用氢气长管拖车将氢气运输至邻近加氢站，供多车型加注使用，标志着国内首例集绿氢制储输运加用及氢气品质检测为一体的氢能全产业链创新生态项目贯通。永利制氢厂是国家能源集团宁东可再生氢碳减排示范区一期项目的重要组成部分。该制氢厂依托氢迹技术（上海）有限公司研制的国内首台氢气品质移动检测车检测优势，完成全生命周期的氢气品质在线检测，实现投运，也标志着国家能源集团规模最大的绿氢生产消费基地初见成效。今年5月，氢迹技术（上海）有限公司研制的国内首台氢气品质移动检测车在上海临港挂牌“上岗”，实现了加氢站现场全项氢气杂质检测，大幅提升氢气制、储、输、注全链条质量管控能力。该车辆以后备舱作为实验舱，多台分析设备集成一体化，构建出移动、快速、可靠、低成本的氢气检测平台。其检测系统高度集成化、智能化，实现全项氢气杂质现场测定，检测时间小于等于30分钟。据了解，氢迹技术（上海）有限公司去年在安亭合资成立，专业从事低温质子膜燃料电池用氢气、高纯氢、超纯氢、电子特气氢等氢气产品中痕量杂质分析检测的仪器研发、生产、技术推广以及氢气品质检测。目前，企业在嘉定氢能港拥有近千平方米应用实验室，主要研制氢能领域高端气体分析仪器，曾参与多个国家重点项目的研发和多项氢能检测标准的制定。

《中国经营报》记者了解到，北京正在推动国家级电池汽车全产业链检验检测能力的国家重点实验室落户大兴。京津冀地区的政府和企业正在加紧推进氢能产业的突破，使用氢能的观光船即将下水，天津将在管网沿线建设加氢公路。京津冀地区是全国最早开展氢能技术研究与应用示范的地区，三地氢能产业发展目标高度一致、产业基础各具优势、资源禀赋充分互补、产业优势主体集聚，已经形成了良好的科技、产业与应用协同基础。新标准，新实验室落户北京“经常有金融人士问我，哪个领域最具有前景？只能说很多人都在攻关从水制氢的催化剂技术。”一位北京大学化学系教授向记者表示。氢能作为21世纪最具发展潜力的二次清洁能源之一，是实现多领域深度清洁脱碳的重要载体，也是全球能源技术革命和转型发展的重大战略方向。发展氢能产业是北京市应对气候变化，实现绿色可持续发展的重要战略选择。近年来，北京市先后发布《氢燃料电池汽车产业发展规划》《氢能产业发展实施方案》及相关的配套政策，高位谋划、超前布局全市的氢能产业发展与跨区域产业协同，统筹推进技术和模式创新，区域产业布局，重点项目落地，产业发展呈现积极的态势。北京市经济和信息化局材料产业处副处长冷少林在首届链博会上透露，在标准研制方面，全国氢能标委会、燃料电池标委会、压力容器标委会等众多氢能领域的国家级标准化机构秘书处均设在北京。近年来，组织开展了数十项国家级标准的编制和转化工作，各权威机构设立了标准化机构，也进一步完善了氢能行业的标准体系。他表示，北京市在2022年正式发布了《北京市燃料电池汽车的标准体系》，初步确立了北京市燃料电池汽车标准体系的目标和方向。同年支持成立了北京市氢能质量标准化技术委员会。“北京市氢能质量标准化技术委员会已经立项液氢加注规程等三项地方标准的修订计划，目前正在推动大兴区在国际氢能示范区建设国家级电池汽车全产业链检验检测能力的国家重点实验室。”他透露。据了解，北京市在科技创新、产业基础、市场应用、政策环境和支撑要素等方面具有全国领先优势，牵头的京津冀燃料电池汽车示范城市群在前两个年度均超额完成示范任务，近年来，陆续发布《北京市氢能产业发展实施方案》等一系列政策，为氢能产业集聚化、规模化发展创造了良好的条件。多场景探索即便在京津冀地区内部，新场景、新技术、新政策也在争先推出。“下一步我们将建设氢能车辆示范应用线路，谋划在管网沿线设置加氢站点，将会为氢气运输和加注的降本增效带来一个很好的效果。”天津市相关负责人向记者表示。张家口在氢能示范应用场景持续拓展方面一直靠前。“我们积极推动氢能在交通领域示范。从2018年起，已经累计投运氢燃料公交车444辆，完成载客量超过1亿人次，运行里程超过3800万公里，今年10月以来又新增了83辆冷链物流、渣土车、牵引车等。”张家口市发展和改革委员会副主任尹旭光表示。钢铁行业一直是耗能重点领域。他介绍，河钢宣钢全国首套120万吨氢能源开发与利用工程已经实现连续性生产。今年10月该工程荣获世界钢铁协会低碳生产卓越成就奖。河北省工业厅支持的天然气掺氢示范项目已经实现3%—20%的氢气掺混可调。国内首款氢能源物流快递车已经在涿鹿县投入运行。张家口不断完善加氢站等基础设施建设。累计建成加氢站8座，加氢每12小时达到7.7吨。张家口在获批建设国内首家省级氢能产业创新中心基础上，“正在积极申报国家级氢能产业创新中心。目前占地72亩的创新中心总部基地主体结构已经建成。”他说。目前正在进行的项目有，“国内首台千瓦级固体燃料电解池制氢系统，电解水制造设备也正在加快建设。引进河北特种设备检测研究院，氢能源储备装备检测检验项目正在加快启动招标。”在交通领域寻求突破“首先近期谋定主攻方向，氢能产业发展是有一定规律的，前期在交通领域是一个重要的切入点。虽然氢能作为能源应用广泛，但是前期在交通领域是比较现实或者更容易突破的领域，我们希望在这个领域以商用车为突破点。”国氢科技总经理助理、技术总监陈平透露。“之前也做了很多商用车尝试，大巴、物流、重卡以这个为起始点来进行推广。未来，乘用车也要关注。从交通领域来看，包括从电动车发展来看都是从商用车向乘用车过渡，如果真的想把产业成本降下来性能提上去，必须扩大市场范围，乘用车是最大的市场。可以谋划从商用车逐步向乘用车推进过渡。”他表示。技术仍然是核心竞争力。他认为，“如果想提升性能降低成本，除了系统上很多技术之外，最关键的是材料技术在这里的影响，如果不掌握关键技术，到了产品端是无法有效提升产品性能以及降低成本，或者跟国外竞争对手PK的。同时，如果未来关键技术在国外，也是一个又陷入了之前很多像一些关键技术被别人制约的可能，我们是无法很好去发展的。”“一开始怎么能够平衡好车的增加和能源供给，需要做一个很好的规划和协同。这两个协同就需要我们按照党中央的要求部署进行双轮驱动，希望能够在政府层面、企业层面共同合作。”他建议。

锂离子电池具有质量轻、寿命长、能量密度大且无记忆效应等诸多优点。锂电池中镍钴锰含量的高低对于电池的性能有直接的影响，因此准确的测定其含量具有重要意义。 根据YST 1006.1-2014，锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂中镍钴锰总量的测定方法为：试料用盐酸溶解，在pH值9-10碱性溶液中以紫脲酸胺为指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定至紫红色为终点。根据消耗的EDTA标准滴定溶液的体积计算镍钴锰总量。 主要步骤为：将试料0.1g试样放人100mL烧杯中，用瓶口分液器加人25mL盐酸(1+1)，于低温电热板上加热至完全溶解，冷却后移入100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，混匀。移取25mL试液于250mL三角瓶中，加入约50mL水，用瓶口分液器加入10mL氨水-氯化铵缓冲溶液和约0.1g紫脲酸胺指示剂，用EDTA标准滴定溶液乙二胺四乙酸二钠滴定至紫红色。按下式的实际浓度： 当三个滴定体积极差在0.10mL范围内时，取三个标定结果的平均值，否则重新标定。滴定法一般使用的是玻璃滴定管，对试验人员的技术水平、实操经验和耐心的要求较高，有灌液慢、控速难，读数乱（不同人次、位置的凹液面读数可能出现偏差）三大痛点。赫施曼的光能滴定器可抽提加液、手转控制滴定速度、光能板供电无需电池；赫施曼的opus电子滴定器可通过触屏来进行灌液、预滴定、快速滴定和半滴滴定等功能。这两种滴定器均为屏幕直接读数，可连接电脑输出数据，针对性解决了三大痛点，可提高工作效率、降低目视误差，无需大量实操经验，降低了培训成本和人员个体差异，所得数据也更加准确、稳定。

可再生资源——氢能随着中国正式进入“双碳时代”，可持续发展日益成为企业增长战略中的关键一环。氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，在全球的能源体系中占据着越来越重要的位置。氢能的应用氢是一种清洁燃料，在燃料电池中消耗，只产生水。氢气可以从各种资源中生产，如天然气、核能、生物质以及太阳能和风能等可再生能源。氢燃料可以通过多种方法生产。目前最常见的方法是天然气重整（一种热工艺）和电解，其他方法包括太阳能驱动和生物过程等。目前，氢能产业还属于初期，主要应用在交通领域，其关键技术是氢燃料电池。在氢能生产和应用中，总会遇到各种各样的问题，那么我们该如何解决呢？生产：压缩机泄漏——声像仪电解水制氢作为一种成熟的制氢方式现已被广泛应用。该方法会将制作好的氢气通入压缩机，然后储存加注到加氢车辆中。如果未来建造大量的加氢站，那么对压缩机泄漏检测的要求也将提高，这是一个非常巨大的市场。目前主要是在线和接触式检测工具，但这种检测方式繁琐又不十分准确。幸好，声学成像仪的出现，让非接触精准检测气体泄漏成为可能。FLIR Si124-LD Plus是菲力尔专门为压缩空气泄漏检测设计的最新工业声像仪，其重量轻、可单手操作， 内置124枚麦克风，检测频率范围为2kHz至65kHz（范围可根据实际情况调整），涵盖了更宽范围的可听声和超声波，自动滤波、自动测距和连续自动校正功能，让用户在嘈杂的环境中也能直观地显示压缩机气体泄漏源的超声波信息，生成精确的声学图像，大大提升了气体泄漏检测的工作效率！应用：氢燃料电池研发——热像仪氢燃料电池的膜电极是燃料电池电化学反应发生的区域，是整个燃料电池系统的核心部件，由于薄膜针孔或者边框封装等缺陷的存在，稍有不慎就可能会引发氢气泄漏。在其设计和研发过程中，一定要选择一款高灵敏度的红外热像仪进行监测，避免任何漏洞的出现。比如FLIR T1K（包含T1010、T1040和T1050SC）配有1024x768像素的非制冷红外探测器，其灵敏度是非制冷传感器行业标准的2倍，所生成的图像质量非常出众。搭配尖端技术——UltraMax高清图像增强技术和MSX® 专利技术(专利号：201380073584.9），能生成最高达310万像素的明亮清晰的热图像。这样用户在监测氢燃料电池的研发和测试过程中，即使微小的温度变化也能捕捉到，快速发现故障点，避免因氢气内漏而降低效率和形成氢氧界面等问题给电池运行带来的严重风险。我国从“十一五”时期开始关注氢能和燃料电池产业的基础研究，2019年首次将氢能写入政府工作报告。2022年3月，国家发展改革委和国家能源局印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》促进氢能产业高质量发展。在政策和行业标准的引导下，氢能及燃料电池行业技术快步提升，产业发展进入快车道。为推动氢能与燃料电池技术融合发展，实现产业共赢，2023国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会（FCVC 2023）将于7月5-7日在上海汽车会展中心召开。届时，菲力尔将携众多高端产品参会，相关行业的小伙伴一定要来我们的展位试用下产品哦~FCVC 2023 7月5日-7日 上海汽车会展中心展位：B126氢能产业是科技和资本密集型产业涉及领域包括新材料、电力装备新能源汽车、航空航天、国防军工等氢能未来将会成为一大能源趋势来参展的小伙伴不妨来FLIR展位瞧瞧亲手试验下FLIR高科技产品是如何辅助氢能的生产和研发我们还为您准备了神秘礼品哦~7月5日-7日小菲在展位：B126期待您的莅临~