政策推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展，傳感科技護航綠色轉型

發布時間：2024-8-20 14:08 發布者：ofweekmall

8月11日，中共中央、國務院印發《關于加快經濟社會發展全面綠色轉型的意見》，這是中央首次對加快經濟社會發展全面綠色轉型進行系統部署�！蛾P于加快經濟社會發展全面綠色轉型的意見》中明確提出推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展，這是我國加快能源結構轉型、推動綠色低碳發展的重要舉措。氫能作為一種清潔、高效的能源，其應用前景廣闊，但在氫能產業的發展過程中，安全問題是不可忽視的重要環節。因此，氫能安全檢測傳感器解決方案顯得尤為重要。

氫能：綠色轉型的新引擎氫能以其清潔、高效、可再生的特性，在全球能源轉型中扮演著舉足輕重的角色�！兑庖姟访鞔_指出，要大力發展非化石能源，其中氫能作為新型能源的代表，被寄予厚望。通過加快西北風電光伏、西南水電、海上風電等清潔能源基地的建設，以及積極發展分布式光伏、分散式風電等多元化能源形式，為氫能的生產提供了豐富的原料來源。同時，《意見》還強調要推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展，這不僅是對氫能產業的一次全面布局，更是對未來能源體系的一次深刻變革。
氫能“制儲輸用”全鏈條發展的重要性氫能作為新型能源，其最大的優勢在于燃燒產物僅為水，無污染、零排放，完全符合可持續發展的要求。在全球應對氣候變化、減少溫室氣體排放的大背景下，氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源之一。然而，要實現氫能的大規模應用，必須構建完善的氫能“制儲輸用”全鏈條體系。

制氫環節：傳統制氫技術存在碳排放問題，而利用光伏、風能等新能源電力通過電解水制備的綠氫，成為當前氫能產業上游制備環節的主要技術選擇。這不僅有助于降低碳排放，還能推動新能源電力與氫能產業的協同發展。在電解水制氫等制氫過程中，實時監測氫氣濃度，確保制氫設備的安全運行。
儲氫環節：氫氣的儲存和運輸是氫能產業鏈中的關鍵環節。目前，主要采用高壓氣態儲氫和液態儲氫兩種方式。這兩種方式各有優劣，但都對儲氫設備的材質和工藝提出了極高要求。在高壓氣態儲氫和液態儲氫等儲氫方式中，安裝氫氣傳感器以監測儲氫容器的氫氣濃度，預防泄漏事故。
輸氫環節：氫能管道的建設和運營是實現氫能長距離、大規模輸送的重要途徑。然而，由于氫氣的易燃易爆特性，管道的安全性和可靠性成為亟待解決的問題。在氫氣運輸車輛和管道中安裝氫氣傳感器，實時監測運輸過程中的氫氣濃度，確保運輸安全。
用氫環節：氫能的應用領域廣泛，包括交通運輸、工業燃料、分布式能源等多個方面。隨著氫能技術的不斷成熟和成本的降低，其應用前景將更加廣闊。在加氫站中廣泛應用氫氣傳感器，確保加氫過程中的氫氣濃度在安全范圍內，避免發生爆炸等事故。

氫能安全檢測傳感器解決方案：科技護航綠色轉型針對氫能安全檢測的需求，傳感器技術發揮著不可替代的作用。氫氣傳感器作為檢測氫氣濃度的核心設備，其性能直接關系到氫能系統的安全穩定運行。目前，市場上已有多種原理的氫氣傳感器可供選擇，包括催化燃燒式、電化學式、半導體式、熱導式等。這些傳感器各具特色，能夠滿足不同場景下的檢測需求。
1.氫氣傳感器檢測原理一：催化燃燒氫氣傳感器
催化燃燒氫氣傳感器由兩個珠狀物組成，珠狀物圍繞著一根在高溫（450°C）下工作的電線。一個珠子沒有添加催化劑被鈍化，這樣當它與氫氣分子接觸時就不會發生反應，作為背景參考。另一個珠子被涂上催化劑以促進與氣體的反應。珠子通常放置在惠斯通電橋電路的獨立支腿上。當氫氣存在時，催化珠上的電阻增加，而鈍化珠上的電阻沒有變化。這改變了電橋的平衡，改變了輸出電壓值Vout。
TGS6812是催化燃燒式的可燃氣體傳感器，可以檢測100%LEL水平的氫氣，此傳感器具有精度高，耐久性與穩定性好，快速響應、線性輸出的特點，不僅可監測氫氣，還可以用于檢測甲烷與LP氣體。這對于固定式燃料電池將氫氣作為可燃氣體時的泄漏檢測是個非常優秀的方案。TGS6812的蓋帽內有吸附劑，對有機蒸汽的交叉靈敏度很低。此外，此傳感器對硅化合物的耐受性更佳，更適應惡劣環境。

2、氫氣傳感器檢測原理二：電化學氫氣傳感器
電化學氫氣傳感器的工作原理與燃料電池相同。它們由一層薄薄的電解液隔開的陽極和陰極組成。當氫氣通過電解液時，會發生可逆的化學反應，產生與氣體濃度成比例的電流。電化學氫氣傳感器運行所需的功率非常小，其功耗在所有傳感器類型中是低的。電化學氫氣傳感器具有靈敏度高、反應時間短、校準后重現性好、線性好、零點穩定、交叉靈敏度相對較低等特點。它們在安全和過程控制應用中非常有用。電化學氫氣傳感器的一個主要缺點是，隨著時間的推移，由于失去催化表面，靈敏度會降低。電化學氫氣傳感器H2-BF：電化學氫氣傳感器H2-BF主要用于檢測大氣中氫氣的濃度，典型應用于氫氣氣體變送器和各種氫氣檢測場合。

三、氫氣傳感器檢測原理三：半導體氫氣傳感器
金屬氧化物半導體（MOS）氫氣傳感器由一個加熱電阻器和一個由沉積在加熱器上的金屬氧化物層制成的敏感電阻器組成，加熱電阻器將傳感器加熱至其工作溫度（200–500°C）。金屬氧化物層的電阻隨溫度和周圍空氣中的氫含量而變化。

例如:費加羅半導體氫氣傳感器的敏感素子由二氧化錫（SnO2）半導體構成，其在清潔的空氣中電導率很低，當空氣中被檢測氣體存在時，該氣體的濃度越高傳感器的電導率也會越高。使用簡單的電路，就可以將電導率的變化轉換成與該氣體濃度相對應的信號輸出。外殼采用標準TO-5金屬封裝。
半導體氫氣傳感器TGS2616：TGS2616是日本FIGARO研發的半導體原理傳感器，響應快速、功耗低、體積小，TGS2616內含全新開發的敏感素子，受酒精等干擾氣體的影響極小，而對氫氣具有較高的選擇性。非常適合用于檢測氫氣濃度變化�？梢詸z測10-3000ppm范圍的氫氣濃度。

4、氫氣傳感器檢測原理四：熱導式氫氣傳感器

導熱氣敏材料根據不同可燃性氣體與空氣導熱系數的差異來測量氣體濃度。通常導熱系數的差異通過電路轉化為電阻的變化，傳統的檢測方法是將待測氣體送入氣室，氣室的中心是熱敏元件，如熱敏電阻、鉑絲或鎢絲，加熱到一定溫度。
當待檢測氣體的熱導率高時，熱量將更容易從熱敏元件中消散，并且其電阻將減小。改變的電阻將通過信號調節和轉換電路(一種可以將傳感元件輸出的電信號轉換成便于顯示、記錄和控制的有用信號的電路)，在那里它被惠斯通電橋轉換成不平衡。
熱導式氣體傳感器是一種電子式氣體傳感器，是一種能夠感知環境中某種氣體及其濃度的裝置或器件。它可以將與氣體類型和濃度相關的信息轉換成電信號，以便進行檢測、監控、分析和報警。然而，熱導式氣體傳感器在氣體檢測中也存在檢測精度差、靈敏度低、溫漂大等缺陷，限制了其廣泛應用。因此現在有很多對氣體濃度的檢測在化工、煤炭、軍事、環境等諸多領域的研究，只為更好地優化傳感器性能。熱導式氫氣傳感器MTCS2601具有壽命長、檢測范圍大、穩定性良好、成本低廉等非常多的技術優勢。倘若將其應用于氣體濃度檢測中，可以有效的提升氣體濃度檢測的效率和精準度，對于相關行業的工作非常有幫助。

綜上所述，《關于加快經濟社會發展全面綠色轉型的意見》中推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展的戰略部署，將促進氫能產業的快速發展。而氫能安全檢測傳感器解決方案作為保障氫能安全使用的重要手段之一，將在氫能產業的發展過程中發揮重要作用。通過技術創新和政策支持的不斷推進，我們有理由相信氫能產業將迎來更加廣闊的發展前景，為實現碳達峰、碳中和目標貢獻力量。

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