氫能作為一種清潔、高效的能源，燃燒產(chǎn)物僅為水，在全球能源轉(zhuǎn)型中扮演著舉足輕重的角色。但它同時(shí)也是一把 “雙刃劍”，潛藏著巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

01 氫能“制儲(chǔ)輸用”過程安全隱患重重

在氫能 “制儲(chǔ)輸用” 全鏈條中，各環(huán)節(jié)均存在安全隱患。

在制氫環(huán)節(jié)，無論是化石能源重整制氫、水電解制氫，還是其他新興的制氫技術(shù)，都涉及復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和工業(yè)流程。一旦制氫設(shè)備出現(xiàn)故障，如管道破裂、閥門密封不嚴(yán)等，氫氣就可能泄漏到周圍環(huán)境中。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施，極有可能引發(fā)爆炸或火災(zāi)事故。

氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸同樣充滿挑戰(zhàn)。目前常見的儲(chǔ)氫方式包括高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫等。

• 在高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫中，儲(chǔ)氫容器需要承受巨大的壓力，稍有不慎就可能因容器材質(zhì)疲勞、腐蝕等原因?qū)е職錃庑孤?/p>

• 液態(tài)儲(chǔ)氫則需要將氫氣冷卻至極低溫度，對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備的絕熱性能要求極高，一旦絕熱失效，氫氣會(huì)迅速氣化膨脹，增加泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

而在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，無論是通過管道輸送還是采用車載運(yùn)輸，都面臨著路況復(fù)雜、設(shè)備老化等潛在風(fēng)險(xiǎn)。

在加氫站中，由于頻繁進(jìn)行加氫操作，且站內(nèi)儲(chǔ)存有大量氫氣，安全風(fēng)險(xiǎn)更為集中。氫氣泄漏可能發(fā)生在加氫槍與車輛接口處、儲(chǔ)氫罐閥門、管道連接處等多個(gè)部位。若不能及時(shí)檢測(cè)到泄漏并加以控制，一旦遇到火源，將引發(fā)嚴(yán)重的爆炸事故，對(duì)周邊人員和設(shè)施造成巨大損害。

02 傳感技術(shù)賦能氫能安全監(jiān)測(cè)體系

鑒于氫能的高風(fēng)險(xiǎn)性，構(gòu)建完善的安全監(jiān)測(cè)體系成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的 “生命線”。只有通過全面、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)捕捉潛在風(fēng)險(xiǎn)，才能確保氫能在各個(gè)環(huán)節(jié)的安全可控，為產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展保駕護(hù)航。

針對(duì)氫能安全檢測(cè)的需求，傳感器技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。氫氣傳感器作為檢測(cè)氫氣濃度的核心設(shè)備，其性能直接關(guān)系到氫能系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。現(xiàn)代氫氣傳感器技術(shù)多樣，主要包括電化學(xué)型、半導(dǎo)體型、催化燃燒型等。

在實(shí)際應(yīng)用中，不同場(chǎng)景對(duì)氫氣傳感器的性能要求各有側(cè)重。

在加氫站中，需要傳感器具備快速響應(yīng)能力和高靈敏度，能夠在第一時(shí)間檢測(cè)到極微量的氫氣泄漏，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。同時(shí)，為了確保加氫站的正常運(yùn)行，傳感器還需具備良好的穩(wěn)定性和可靠性，避免因誤報(bào)或漏報(bào)而影響加氫站的安全管理。

電化學(xué)氫氣傳感器

對(duì)于氫燃料電池汽車，氫氣傳感器被安裝在氫氣儲(chǔ)存罐、供氣管道等關(guān)鍵部位。當(dāng)車輛行駛過程中，若氫氣發(fā)生泄漏，傳感器能迅速檢測(cè)到，并通知汽車的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)會(huì)立即采取措施，比如切斷氫氣供應(yīng)、啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，甚至發(fā)出警報(bào)提醒司機(jī)和乘客，確保大家的安全。

車用氫氣濃度傳感器

此外，傳感器還可用于監(jiān)測(cè)燃料電池內(nèi)部的氫氣濃度和反應(yīng)情況，幫助汽車自動(dòng)調(diào)整氫氣的供應(yīng)量，確保燃料電池始終處于最佳工作狀態(tài)。

為了進(jìn)一步提升氫能安全監(jiān)測(cè)水平，還可將多種類型的傳感器進(jìn)行組合使用，形成互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、分析和處理。通過對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的分析，可以建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，提前預(yù)判潛在的安全隱患，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)監(jiān)測(cè)向主動(dòng)預(yù)防的轉(zhuǎn)變。

隨著國(guó)家對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的大力支持，氫能“制儲(chǔ)輸用”全鏈條發(fā)展迎來了新的機(jī)遇。而安全是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石，氫氣傳感器作為保障氫能安全的關(guān)鍵技術(shù)，將在其中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

只有不斷提升傳感器的性能，完善安全監(jiān)測(cè)體系，才能為氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展保駕護(hù)航，讓氫能真正成為推動(dòng)能源綠色轉(zhuǎn)型的重要力量。