2024年，黨的二十屆三中全會(huì)要求“健全因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力體制機(jī)制”，并作出全面戰(zhàn)略部署。氫能作為新質(zhì)生產(chǎn)力的重要方向之一,在“新”“質(zhì)”“生產(chǎn)力”三個(gè)方面正全力推進(jìn) ，氫能行業(yè)也迎來(lái)全新的發(fā)展機(jī)會(huì)。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫氣制取、儲(chǔ)運(yùn)、加注、燃料電池及其應(yīng)用。在氫氣產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游，有一個(gè)共同的難題——?dú)錃庑孤?

氫氣的特性無(wú)色無(wú)味，它的泄漏和聚集不容易被人察覺(jué)，同時(shí)氫氣燃點(diǎn)低，泄漏時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)燃燒情況，存在引發(fā)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

并且純凈的氫氣火焰沒(méi)有顏色，也不產(chǎn)生煙霧，肉眼在日光下很難觀察到。

如何準(zhǔn)確檢測(cè)氫氣泄漏，避免能源浪費(fèi)與生產(chǎn)事故，成為氫能行業(yè)十分關(guān)心的問(wèn)題。當(dāng)前，有以下幾種檢測(cè)技術(shù)：

一、氫氣傳感器

1. 電化學(xué)傳感器：利用氫氣與電極反應(yīng)生成電流或電壓變化來(lái)檢測(cè)氫氣濃度。

2. 催化燃燒傳感器：通過(guò)氫氣的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量，從而改變傳感器的電阻值。

3. 熱導(dǎo)率傳感器：基于氫氣的熱導(dǎo)率與其他氣體不同，通過(guò)測(cè)量熱導(dǎo)率變化來(lái)檢測(cè)氫氣泄漏。

4. 電阻型傳感器：主要分為半導(dǎo)體金屬氧化物型和非半導(dǎo)體型（即金屬或合金型）兩種類型，通過(guò)測(cè)量氫氣吸附導(dǎo)致的材料電阻變化來(lái)檢測(cè)氫氣濃度。

二、聲學(xué)成像技術(shù)

檢測(cè)原理是將泄漏點(diǎn)極早期發(fā)出的超聲波“聲音”，轉(zhuǎn)化為可視化圖像（看見(jiàn)聲音），讓檢測(cè)人員一目了然看見(jiàn)泄漏位置。

區(qū)別于氫氣傳感器固定安裝（監(jiān)測(cè)區(qū)域有限，準(zhǔn)確度受環(huán)境因素影響），手持式聲學(xué)成像儀可以靈活巡檢，大范圍掃視、快速發(fā)現(xiàn)有無(wú)氫氣泄漏。

純水制氫機(jī)組頂部的氫氣排氣口（約3米高），使用聲學(xué)成像儀檢測(cè)，無(wú)需爬高，清楚可見(jiàn)無(wú)堵塞，處于正常工作狀態(tài)。

▲掃氫氣排氣口堵塞檢測(cè)

聲學(xué)成像技術(shù)，一方面不受氣體介質(zhì)的局限任意氣體都能檢測(cè)，另一方面操作簡(jiǎn)便，對(duì)著目標(biāo)區(qū)域掃一掃，泄漏點(diǎn)快速定位，還可以進(jìn)行泄漏評(píng)估，檢測(cè)泄漏量并進(jìn)行泄漏成本核算。

▲ 雙甲制氫車間，查管道泄漏

▲ 左圖：乙炔管道泄漏，右圖：氫氣車間加壓泵泄漏

▲ 測(cè)出氮?dú)鈨?chǔ)罐氣壓表泄漏

三、紅外成像技術(shù)

氫氣燃點(diǎn)低，純凈的氫氣燃燒火焰無(wú)色，人眼極難察覺(jué)。但是，紅外成像技術(shù)通過(guò)捕捉熱輻射，可以清楚看見(jiàn)氫氣燃燒時(shí)的火焰。

▲左側(cè)：人眼不可見(jiàn)氫氣燃燒；右側(cè)：紅外技術(shù)看見(jiàn)火焰

四、聲熱成像儀

在實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)將幾種方法結(jié)合起來(lái)，以提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，使用氫氣探測(cè)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)配合聲學(xué)成像技術(shù)和紅外成像技術(shù)進(jìn)行巡檢，可以有效提升檢測(cè)效果。