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      【安捷倫】水氫發動機?不,這些氫能源解決方案才是真“硬核科技”!

      儀器信息網 2019/05/27 09:15:42 點擊 500 次

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      近日,某汽車公司宣布其研發的水氫發動機正式下線,在特殊催化劑的作用下水解制氫,進而驅動氫燃料電池汽車,實現“不加油,不充電,只加水”便能讓汽車行走的神話。稍有科學知識的人便能看出,此“硬核科技”明顯違背了基本科學原理。

      氫能被稱為 21 世紀的“終極能源”,高效利用氫能一直是能源行業密切關注的話題。燃料電池是高效清潔利用氫能的最佳工具,相關技術在國際范圍內已取得重大突破,并開始在多個應用領域進入商業化運營階段。目前,包括中國在內的多國政府都已出臺氫能及燃料電池發展戰略路線圖。

      隨著《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030)》及《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2016)》的相關戰略綱要的發布,近兩年,我國多地都出臺了氫能與燃料電池汽車相關政策,在車用能源領域,氫能燃料電池被認為是實現車輛使用階段零排放、全生命周期低排放的重要技術方案,是未來汽車產業發展的關鍵方向。預計至 2030 年,建成的加氫站將達 1000 座,氫能汽車 200 萬輛。

      為配合氫能及燃料電池行業的快速發展,作為化學分析行業的領導者,安捷倫始終緊密跟蹤行業發展動態,依托優勢產品,為氫能源行業發展所涉及的分析標準提供完整的解決方案。


      高純氫氣中超痕量甲醛分析

      2012 年,ISO 頒布了 FCV 氫燃料標準 (ISO14687-2) ,對影響燃料電池發電性能及使用壽命的雜質濃度進行了嚴格規定。其中,該標準規定的甲醛標準濃度為 0.01ppm。對氣體中的低濃度甲醛進行分析的常用方法為,衍生化和富集處理后通過高效液相色譜 (HPLC) 或氣相色譜 (GC) 進行分析。但是,該方法無法直接進行在線分析。此外,該方法還需要進樣、前處理等操作,故檢測時的分離度較差。

      另一方面,通過氣體進樣閥能將一定量的樣品直接引入 GC,因此可以對氣體中的甲醛直接進行在線分析。此外,還可以將取樣袋中的氣體引入 GC。基于此,安捷倫開發采用配備氣體進樣閥和脈沖放電氦離子化檢測器 (PDHID) 的氣相色譜儀分析氫氣中甲醛的方法,并獲得了理想的分析效果。

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      圖 1. 11ppb 甲醛氣體標準品(氫氣平衡)的色譜圖


      燃料電池開發和測試中進行快速氣體成分分析

      Ceramic Fuel Cells Limited (CFCL) 是一家澳大利亞公司,致力于開發家用和輕型商用燃料電池,以在現場產生清潔電力。燃料電池通過電化學過程將燃料中儲存的能量直接轉化為電能。燃料電池可以清潔無噪音地產生電力。該客戶采用 490 微型氣相色譜系統(490 Micro GC)配備包括分子篩 (MS5A)、多孔聚合物 (PPQ) 和 100% 聚二甲基硅氧烷 (CP-Sil 5 CB) 色譜柱在內的三通道設置可以分析來自多個燃料電池過程的樣品。系統可以快速準確地對天然氣燃料、預重整廢氣和最終廢氣進行氣體成分分析。

      490 Micro GC 只需幾分鐘就能得出結果,進而快速準確地生成豐富的趨勢分析數據。對于 CFCL 而言,提高分析速度對于研發和 β 測試期間優化燃料電池效率十分重要。

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      圖 2. 490 Micro GC 的燃料電池設置和采樣點


      高純氫氣中的痕量 CO、 CO2 和 CH4 分析

      采用由 Activated Research Company (ARC) 開發的 JetanizerTM——一款 FID 噴嘴型甲烷化裝置,可以實現對高純氫氣中超痕量(<0.1ppm)的 CO、CO2、CH4 分析。

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      圖 3. 高純度 H2(上)和 1ppm 氣體標準品(下)色譜圖

      作為一家國際化公司,安捷倫氫能源解決方案已經在全球范圍內得到用戶的廣泛驗證和認可,除了文中提到的澳大利亞 CFCL 和美國 ARC,韓國信光化學也是安捷倫氫能源解決方案的忠實用戶。未來我們將持續為中國用戶提供更強有力的支持:

      - 完善的方案涉及 Micro GC、GC、GC-MS-HES,用戶可根據檢測靈敏度和速度進行合理的選擇;

      - 研發團隊覆蓋中國、日本、美國和荷蘭,團隊聯動能為用戶呈現全球化視野,提前捕捉未來需求;

      - 方案覆蓋范圍廣,既滿足實驗室分析要求的高精度,也能實現現場快速分析,僅需一兩分鐘便可給出結果,并能進行在線分析。

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