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氫燃料電池是一種將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。其基本原理是電解水的逆反應(yīng),把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
氫燃料電池具有無污染、噪聲低、高效率等特點(diǎn)??梢哉f是一種非常理想的能源利用裝置,如果氫氣來源是通過使用可再生能源(如太陽能、風(fēng)能、水能)來分解水制取的,那么整個過程可以說是最清潔的,可以說氫燃料電池是“”的清潔能源氫氣的利用對于可持續(xù)發(fā)展十分重要,正在滲透我們生活的各個方面。
盡管氫燃料電池好處多多,但也還有許多需要解決的問題。比如能量源氫氣在運(yùn)輸、存儲、應(yīng)用過程中可能發(fā)生泄漏。
氫原子(H)是輕的原子。通常被稱為氫氣的是2個氫原子結(jié)合而成的氣態(tài)氫分子(H2)。
正因?yàn)樗浅P∷院苋菀仔孤逗蛿U(kuò)散,而且無色無味,人們很難察覺其泄露與否。爆炸濃度范圍廣,爆炸下限4.0vol%、爆炸上限75.6vol%。爆炸范圍是一般的可燃性氣體(甲烷、丙烷、異丁烷)的4倍,因此氫氣十分危險。
工業(yè)場所一般要求燃?xì)庠诳諝庵羞_(dá)到一定含量就發(fā)出報警信號,低報一般要求在5%LEL~25%LEL,如果有高報,就設(shè)定在50%LEL。(GB15322.1-2019里面4.3.1.8有說明,氫氣99%LEL對應(yīng)4%vol)。
制氫機(jī)這一塊又有另外的標(biāo)準(zhǔn),要求氫氣在空氣中的含量達(dá)到0.4%vol就要發(fā)出報警信號,達(dá)到1.6%vol就要停機(jī)。(GB/T31138-2022里面6.4.9有說明)
因此對于H2泄露的報警要求至少要在4000PPM前就要進(jìn)行報警?。?!
在這里,給大家介紹一款由深圳市新世聯(lián)科技代理的Figaro品牌的非常適合用于氫氣泄漏檢測的傳感器:TGS2616
原理:
當(dāng)氧化錫粒子在數(shù)的溫度下暴露在氧氣中時,氧氣捕捉粒子中的電子后,吸附于粒子表面。結(jié)果,在氧化錫粒子中形成電子耗盡層。由于氣體傳感器使用的氧化錫粒子一般都很小,因此在空氣中整個粒子都將進(jìn)入電子耗盡層的狀態(tài)。這種狀態(tài)稱為容衰竭(volume depletion)。相反,把粒子中心部位未能達(dá)到耗盡層的狀態(tài)稱為域衰竭(regional depletion)。使氧氣分壓從零(flat band開始按照小([O-](Ⅰ))→中([O-](Ⅱ))→大([O-](Ⅲ)))的順序上升時,能帶結(jié)構(gòu)與電子傳導(dǎo)分布的變化如下圖所示([O-]:吸附的氧氣濃度)。在容衰竭(volume depletion)狀態(tài)下,電子耗盡層的厚度變化結(jié)束,產(chǎn)生費(fèi)米能級轉(zhuǎn)換pkT,電子耗盡狀態(tài)往前推進(jìn)則pkT增大,后退則pkT縮小。
TGS2616-C00 用于檢測氫氣的氣體傳感器
TGS2616-C01 內(nèi)含全新開發(fā)的敏感素子,受酒精等干擾氣體的影響極小,而對氫氣具有較高的選擇性。
特點(diǎn) :
對氫氣具有高選擇性
體積小、功耗低
應(yīng)用電路簡單