氢能作为一种绿色、高效、安全、可持续的二次能源,被视作21世纪最具发展潜力的清洁能源。各地政府纷纷出台相关政策,一时间,打造“中国氢都”、“中国氢谷”的新闻层出不穷,可谓是能源界一颗冉冉升起的明日之星。然而,使用氢气存在一个“痛点”。氢气本身具有易燃易爆、无色无味的性质,这使得氢气在泄漏时难以被察觉,累积后极易产生安全事故。更好地开发利用氢能,快速、高灵敏的氢气传感技术必不可少。
近日,传感器领域的重要期刊《Sensors and Actuators B:Chemical》上线了一篇重要论文,展现了氢气传感技术的新进展。中国科学院声学研究所超声学实验室研究员王文带领课题组在前期工作基础上,与南开大学教授杨大驰团队合作,将微纳声表面波器件技术与钯镍纳米线氢敏材料相结合,提出并研制了一种具有秒级响应、高灵敏和低检测限的新型声表面波氢气传感器。类似的预警氢气泄漏防爆燃有了新技术进展,4月上海上交会将交流新能源应用扬长避短。
在我们传统的印象中,氢气危险系数较高,毕竟氢气球爆炸、储氢罐爆炸等事故让许多人谈氢色变。正因如此,氢燃料电池汽车也被贴上了易燃易爆炸的标签,但事实真是如此吗?
由于氢气具有扩散系数大,爆炸极限宽,点火温度低等特点,因此一旦发生泄漏,极易引起爆炸与火灾,会对加氢站周围的生命和财产安全造成极大的损失。
但是凡事有利就有弊,氢能源在安全性上的优点也很重要:氢气具有很高的扩散系数和浮力,泄露时浓度会迅速降低。如果发生爆炸,氢气的爆炸能量是常见燃气中最低的,就单位体积爆炸能而言,氢气爆炸能仅为汽油气的1/22。
从世界范围看,日本、德国等发达国家都在开展氢能和燃料电池系统的基础研究和推广应用。我国也很早将氢燃料电池汽车列为新能源汽车三大发展方向(包括混合动力、纯电动、燃料电池)之一,今年的政府工作报告提出“推动充电、加氢等设施建设”,进一步提振了行业发展信心。
清华四川能源互联网研究院常务副院长高文胜表示,工业制氢已有很长的时间了,氢气的用途也非常广泛。工业生产、储藏和利用氢气有了一套完整、行之有效的规章制度。
比如《氢气使用安全技术规程》在2008年12月发布,该标准规定了气态氢在使用、置换、储存、压缩与充(灌)装、排放过程以及消防与紧急情况处理、安全防护方面的安全技术要求。
不过,“相比于氢燃料汽车的商业化推广,获取、储存和运输氢燃料的技术难度更高”,有氢燃料汽车的研发人员直言,“我们尚需要一定的时间,来验证相关技术的安全性和稳定性能,以及成本的可控性。”
正是出于安全的考虑,我国对于加氢站的选址和建设标准等方面,都提出了很高的要求,这也导致在国内申请加氢站很难获批通过。我们国内正在运营的加氢站主要是为研发型及示范性汽车提供加注服务,无法有效普及。
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(责任编辑:吊车出租)