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AP2E燃料電池用氫氣品質(zhì)分析儀（氫氣中雜質(zhì)氣體測(cè)試）

日期：2025-05-03 05:44
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摘要：AP2E燃料電池用氫氣品質(zhì)分析儀：GB/T 37244-2018 《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用燃料 氫氣》規(guī)定了質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）汽車(chē)用燃料氫氣的術(shù)語(yǔ)和定義、氫氣純度、氫氣中雜質(zhì)含量要求及其分析試驗(yàn)方法等。適用于聚全氟磺酸類(lèi)質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用燃料氫氣的品質(zhì)要求。硫和一氧化碳由于與催化劑鉑的親和力比氫更強(qiáng)，其占據(jù)催化劑的活性位點(diǎn)后不易移除，導(dǎo)致催化劑鉑沒(méi)有足夠的活性位點(diǎn)將氫催化分解為質(zhì)子和電子，去完成氫燃料電池后續(xù)的反應(yīng)，使氫燃料電池的輸出功率下降且難以恢復(fù)，這其中又以硫更甚。有試驗(yàn)資料顯示，氫氣中總硫含量超過(guò)10ppb，一氧化碳含量超過(guò)0.5ppm，氫燃料電池的性能就會(huì)受到不可逆的顯著影響。

AP2E燃料電池用氫氣品質(zhì)分析儀（氫氣中雜質(zhì)氣體測(cè)試）

-GB/T 37244-2018 《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用燃料 氫氣》


氫氣中的即使是微量甚至痕量的雜質(zhì)，對(duì)氫燃料電池的影響也是非常嚴(yán)重的。硫化物和鹵化物在生成酸性物質(zhì)后會(huì)對(duì)燃料電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕導(dǎo)致氫燃料電池不可逆的結(jié)構(gòu)損壞。硫和一氧化碳由于與催化劑鉑的親和力比氫更強(qiáng)，其占據(jù)催化劑的活性位點(diǎn)后不易移除，導(dǎo)致催化劑鉑沒(méi)有足夠的活性位點(diǎn)將氫催化分解為質(zhì)子和電子，去完成氫燃料電池后續(xù)的反應(yīng)，使氫燃料電池的輸出功率下降且難以恢復(fù)，這其中又以硫更甚。有試驗(yàn)資料顯示，氫氣中總硫含量超過(guò)10ppb，一氧化碳含量超過(guò)0.5ppm，氫燃料電池的性能就會(huì)受到不可逆的顯著影響。

事實(shí)上，目前氫氣的來(lái)源廣泛，不同氫源所供應(yīng)的氫氣中雜質(zhì)種類(lèi)和含量都有很大差別，如何通過(guò)經(jīng)濟(jì)的純化方式使氫氣品質(zhì)達(dá)到燃料電池用氫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其實(shí)是整個(gè)氫能行業(yè)面臨的一個(gè)難題。

我國(guó)目前主要的氫氣生產(chǎn)方式是以化石燃料作為原料的，優(yōu)點(diǎn)是氫氣的生產(chǎn)成本低，加上我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量充足，這是我國(guó)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)，但此類(lèi)氫氣中的總硫和一氧化碳雜質(zhì)含量相對(duì)較高，如何利用這樣的優(yōu)勢(shì)來(lái)幫助我國(guó)氫能行業(yè)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)，經(jīng)濟(jì)可靠的氫氣純化技術(shù)是關(guān)鍵。

顯然，GB∕T 34872-2017《 質(zhì)子交換膜燃料電池供氫系統(tǒng)技術(shù)要求》更適合作為氫燃料電池用氫的規(guī)范，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和成長(zhǎng)，將逐漸擺脫政策的扶持，氫燃料電池車(chē)的性能和使用壽命會(huì)越來(lái)越成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)，加氫站能夠提供價(jià)格上有競(jìng)爭(zhēng)力且滿足國(guó)標(biāo)要求品質(zhì)的氫氣，保證氫燃料電池長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，是真正實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化的一個(gè)重要前提。


GB/T 37244-2018 《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用燃料 氫氣》規(guī)定了質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）汽車(chē)用燃料氫氣的術(shù)語(yǔ)和定義、氫氣純度、氫氣中雜質(zhì)含量要求及其分析試驗(yàn)方法等。適用于聚全氟磺酸類(lèi)質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用燃料氫氣的品質(zhì)要求。

質(zhì)子交換膜燃料電池用氫氣的純度要求低于工業(yè)用純氫、高純氫、超純氫的純度要求，但其對(duì)雜質(zhì)含量的要求遠(yuǎn)比工業(yè)用高純氫、超純氫的更為嚴(yán)格，不僅對(duì)常規(guī)烴類(lèi)、CO、CO2、N2、Ar、水蒸氣等雜質(zhì)含量進(jìn)行了限定，而且對(duì)總硫、總鹵化物、甲醛、甲酸、氨等雜質(zhì)的含量也進(jìn)行了嚴(yán)格限定。11月27日，ISO/TC197正式發(fā)布了ISO 14687:2019 Hydrogen fuel quality — Product specification國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用氫品質(zhì)技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行了修訂。各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中氫氣純度和雜質(zhì)含量的技術(shù)指標(biāo)要求詳見(jiàn)下表。

總硫 total sulfur compounds：氫中以二氧化硫(SO2)、硫化氫(H2S)、羰基硫(COS)及甲基硫醇(CH3-SH)等各種形態(tài)存在的硫化物
總鹵化物total halogenated compounds
氫中以氯化氫(HCl)、溴化氫(HBr)、氯(Cl2)和有機(jī)鹵化物(R-X)等各種形態(tài)存在的鹵化物。

而對(duì)比下面國(guó)際公認(rèn)的燃料電池用氫標(biāo)準(zhǔn) SAE J2719-201511 Hydrogen Fuel Quality for Fuel Cell Vehicles可以看出，GB∕T 34872-2017實(shí)際是參照了此國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)國(guó)內(nèi)的燃料電池用氫提出了符合實(shí)際需求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。


AP2E燃料電池用氫氣品質(zhì)分析儀（氫氣中雜質(zhì)氣體測(cè)試）



AP2E公司ProCeas®氫氣品質(zhì)分析儀（氫氣中雜質(zhì)氣體測(cè)試）是一種多氣體激光光譜儀，用于氫氣中雜質(zhì)氣體的痕量分析。


根據(jù)EN 14687-2，它用于控制燃料電池應(yīng)用中氫氣（H2）的純度。
可測(cè)量以下雜質(zhì)：H2S、NH3、CH4、CO、H2O、O2、HCHO、HCOOH、CO2、HCl等。
它只需要1.2升/小時(shí)到10升/小時(shí)的氣體樣品。
應(yīng)用：氫氣加油站、氫氣生產(chǎn)控制、符合EN 14687-2的氫氣質(zhì)量控制、研究（燃料電池、氫氣汽車(chē)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)化等）


AP2E公司ProCeas®氫氣品質(zhì)分析儀（氫氣中雜質(zhì)氣體測(cè)試）技術(shù)：


ProCeas®采用了獲得磚利的OFCEAS技術(shù)，基于萃取吸收光譜。
這種基于激光的技術(shù)能夠測(cè)量濃度低于ppb的痕量氣體，在**度和可重復(fù)性方面具有不可預(yù)見(jiàn)的測(cè)量質(zhì)量。
ProCeas®在低壓下對(duì)氣體進(jìn)行取樣，內(nèi)部壓力低于100毫巴優(yōu)良?jí)毫Α?/span>
這種稀釋減少了獲得正確測(cè)量所需的體積，并優(yōu)化了分析儀的響應(yīng)時(shí)間。*后，這個(gè)系統(tǒng)需要少量的氫樣品。
*后，ProCeas®具有測(cè)量系統(tǒng)的集成自動(dòng)校準(zhǔn)功能，在正常使用儀器時(shí)不允許出現(xiàn)漂移。
ProCeas®可分析大量雜質(zhì)，且服務(wù)和維護(hù)成本有限。

AP2E氫氣品質(zhì)分析儀（氫氣中雜質(zhì)氣體測(cè)試）ProCeas的主要特點(diǎn)：
?高度敏感
?低檢測(cè)水平（亞ppb）
?完整的預(yù)校準(zhǔn)激光紅外光譜儀
?無(wú)零點(diǎn)漂移和量程漂移-無(wú)需每日校準(zhǔn)
?無(wú)氮?dú)?、零空氣、吹掃或其他載氣
?多氣體分析儀（H2S、CO、CO2、CH4、O2、NH3、H2O、HCHO等）

?分析所需的樣本氣量非常少

AP2E氫氣品質(zhì)分析儀（氫氣中雜質(zhì)氣體測(cè)試）含量測(cè)試ProCeas是一個(gè)完整的預(yù)校準(zhǔn)多組分（H2S、CO、CO2、CH4、H2O、O2、NH3、H2O、HCHO等）激光紅外光譜儀，用于測(cè)量氫氣中的雜質(zhì)。


氫氣（H2）中痕量氣體雜質(zhì)

ISO 14687-2/GB/T 37244-2018

規(guī)定值（ppm）

AP2E ProCeas LOD (ppm)

H2O  水

5

0.01

CH4  甲烷

2

0.001

O2  氧氣

5

1

CO2  二氧化碳

2

0.2

CO  一氧化碳

0.2

0.001

H2S  硫化氫

0.004

0.001

HCHO  甲醛

0.01

0.001

HCOOH  甲酸

0.2

0.005

NH3  氨氣

0.1

0.001

HCl  氯化氫

0.05

0.001

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