2024年，黨的二十屆三中全會要求“健全因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力體制機制”，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”三個方面正全力推進 ，氫能行業(yè)也迎來全新的發(fā)展機會。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫氣制取、儲運、加注、燃料電池及其應(yīng)用。在氫氣產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游，有一個共同的難題——氫氣泄漏。

氫氣的特性無色無味，它的泄漏和聚集不容易被人察覺，同時氫氣燃點低，泄漏時往往會出現(xiàn)燃燒情況，存在引發(fā)爆炸的風(fēng)險。

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

如何準確檢測氫氣泄漏，避免能源浪費與生產(chǎn)事故，成為氫能行業(yè)十分關(guān)心的問題。當(dāng)前，有以下幾種檢測技術(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檢測氫氣濃度。

2. 催化燃燒傳感器：通過氫氣的催化燃燒來產(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，通過測量熱導(dǎo)率變化來檢測氫氣泄漏。

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，通過測量氫氣吸附導(dǎo)致的材料電阻變化來檢測氫氣濃度。

二、聲學(xué)成像技術(shù)

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

區(qū)別于氫氣傳感器固定安裝（監(jiān)測區(qū)域有限，準確度受環(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)有無氫氣泄漏。

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

▲掃氫氣排氣口堵塞檢測

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，另一方面操作簡便，對著目標區(qū)域掃一掃，泄漏點快速定位，還可以進行泄漏評估，檢測泄漏量并進行泄漏成本核算。

▲ 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

▲ 測出氮氣儲罐氣壓表泄漏

三、紅外成像技術(shù)

氫氣燃點低，純凈的氫氣燃燒火焰無色，人眼極難察覺。但是，紅外成像技術(shù)通過捕捉熱輻射，可以清楚看見氫氣燃燒時的火焰。

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

四、聲熱成像儀

在實際應(yīng)用中，通常會將幾種方法結(jié)合起來，以提高檢測的準確性和可靠性。例如，使用氫氣探測器進行實時監(jiān)測，同時配合聲學(xué)成像技術(shù)和紅外成像技術(shù)進行巡檢，可以有效提升檢測效果。