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近日，寶武清潔能源有限公司（寶武清能）與工業(yè)嗅覺識別技術(shù)公司因士科技共同研制了一款針對加氫站氫氣泄漏檢測的創(chuàng)新性系統(tǒng)－安全盾系統(tǒng)。

安全盾系統(tǒng)是配套加氫站的氫氣泄漏檢測而建設(shè)的創(chuàng)新性系統(tǒng)。隨著氫氣燃料電池汽車的普及，在不久的將來，加氫站就會和現(xiàn)在的加油站一樣，廣泛用于氫能源汽車的日常加“油”。

在加氫過程中氫氣的泄漏等是個嚴(yán)重的安全問題，氫氣是一種易燃易爆的氣體，“安全盾”恰好解決這一問題。其關(guān)鍵技術(shù)是采用納米材料制成的H2可見光氫敏變色貼片，實現(xiàn)氫氣泄漏的可視化識別。其特點是響應(yīng)速度快，可重復(fù)使用，且無源本質(zhì)安全。一般用于纏繞或粘貼于增壓加注機(jī)管道與閥門接口處等，當(dāng)有泄漏時貼片會有直觀的顏色變化，通過廣角的辨色儀圖像識別后反饋至操作室屏幕，同時啟動報警系統(tǒng)，系統(tǒng)響應(yīng)快速及時，從而確保運(yùn)行設(shè)備安全可靠。

寶武清能的工作人員介紹了這個名為“氫覺者”的貼片材料，其主要采用新型納米級材料和高分子材料組成，具有抗溫變、抗?jié)?，靈敏度高，壽命長，可重復(fù)使用等優(yōu)勢。

Q：氫燃料電池行業(yè)發(fā)展咋樣？

因士科技：雖然目前中國氫能市場還在發(fā)展初期，氫氣年均需求約2200萬噸，但到2050年，特別是國家對各個行業(yè)碳中和的要求以及新能源汽車的普及，氫能市場將可能迎來爆發(fā)，到時候公路上每行駛的3輛汽車?yán)锩?，可能就有一輛是氫燃料汽車。

Q：那加氫站是用來做什么的呢？

因士科技：加氫站就類似于我們?nèi)粘Ｉ钪械某Ｒ姷募佑驼?。加氫站作為氫氣儲存、輸送、銷售的重要場所，是氫燃料電池機(jī)車應(yīng)用和商業(yè)化推廣過程中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，未來將會像加油站一樣普遍。

加氫站涉及卸氣、增壓、儲氫、加氫和放散等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，各設(shè)備間布置有大量的管線、法蘭、閥門和接口，存在較多的易泄漏點位。當(dāng)空氣中氫氣的體積濃度在4．0vol％～75．6vol％之間時，遇火源就會爆炸；

另外，氫氣無色無味無臭，即使發(fā)生泄漏也很難被察覺。當(dāng)氫氣探測器檢測到氣體時，表明空氣中的氫氣含量已經(jīng)達(dá)到較高濃度，存在非常大的安全風(fēng)險，此時處理過程有相當(dāng)高的安全隱患！

Q：所以我們現(xiàn)在需要針對氫氣本身的特性，進(jìn)行全流程的泄漏監(jiān)管來保證加氫站的安全！

因士科技：是的，首席科學(xué)家介紹該技術(shù)的靈敏度可以做到3秒內(nèi)開始變色，溫度越高靈敏度越高，變色效果越快。另外，最低的氫氣檢測下限可以做到0．1％以下，這意味著，不僅僅是純氫氣的管道泄漏檢測，對于含有氫氣的混合氣體，例如焦?fàn)t煤氣管道、天然氣、工藝生產(chǎn)氣等氣體的泄漏同樣有效。而目前氫氣標(biāo)準(zhǔn)為0．4％為報警限值，這在一定程度上也可以實現(xiàn)與氫氣可燃報警器的互補(bǔ)，實現(xiàn)受限空間的氫氣報警監(jiān)測。

寶武清能和因士科技已經(jīng)完成了多款“氫覺者”變色貼片開發(fā)和銷售，目前產(chǎn)品主要包括一次性和多次重復(fù)使用的貼片，可以靈活地使用在多個場景。相信未來，該技術(shù)不僅用于加氫站和氫燃料汽車，今后會在更多的化工廠、制氫工業(yè)、食品加氫、火箭氫燃料等地方見到“氫覺者”的身影。

氫能源的使用會逐漸地走入居民的生活的各個角落。理想的氫氣檢測技術(shù)一定是成本低、設(shè)計簡易、壽命長、敏感度高、抗干擾性強(qiáng)且安全可靠的技術(shù)。“氫覺者”氫敏色變貼片基本滿足以上的標(biāo)準(zhǔn)。

2020年8月，“氫覺者”加氫站安全盾系統(tǒng)正式在寶山的第一家加氫站試運(yùn)行。該加氫站是寶武清能投資建設(shè)的首座加氫站，也是中國寶武鋼鐵集團(tuán)的首座加氫站，地處中國寶武在上海寶山區(qū)的鋼鐵廠區(qū)內(nèi)，其規(guī)模為每天的加氫能力500千克。這座加氫站主要為廠區(qū)內(nèi)運(yùn)輸鋼材的物流重卡提供燃料，初期有十多輛重型卡車進(jìn)行示范運(yùn)營，積累運(yùn)營數(shù)據(jù)后，將不斷增產(chǎn)，以滿足生產(chǎn)運(yùn)輸車型的新能源升級改造。

因士科技是一家工業(yè)嗅覺識別技術(shù)公司，在低功耗納米半導(dǎo)體氣敏材料和芯片技術(shù)上擁有多項專利技術(shù)。這次寶武清能與因士科技的合作，將加氫站的泄漏檢測精確提升到了“微泄漏”—PPM的級別。

微泄漏，通常指流量非常小的氣體泄漏，傳統(tǒng)的報警探頭無法感知，需要靠手持式的儀器人工一個點一個點的檢測識別。

PPM，parts per million，對于氣體，PPM一般指摩爾分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)，經(jīng)常用于濃度非常小的場合。

寶武清能技術(shù)總監(jiān)表示：“我們通過廣角辨色儀的圖像算法對微泄漏造成的貼片變色進(jìn)行識別，用一個辨色儀可實現(xiàn)大范圍多點監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏，系統(tǒng)會迅速啟動防護(hù)動作。該技術(shù)在制氫裝置近端真正實現(xiàn)了無源檢測，檢測手段做到了本質(zhì)安全化。此系統(tǒng)在靈敏度、反應(yīng)時間上等，都具有很大的優(yōu)勢。在廣角可視范圍內(nèi)，使全裝置氫氣的泄漏檢測變得簡單。目前該技術(shù)已經(jīng)申請了多項專利技術(shù)?！?/p>

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