AP2E燃料电池用氢气品质分析仪（氢气中杂质气体测试）

日期：2024-05-20 04:29

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摘要：AP2E燃料电池用氢气品质分析仪：GB/T 37244-2018 《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》规定了质子交换膜燃料电池（PEMFC）汽车用燃料氢气的术语和定义、氢气纯度、氢气中杂质含量要求及其分析试验方法等。适用于聚全氟磺酸类质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气的品质要求。硫和一氧化碳由于与催化剂铂的亲和力比氢更强，其占据催化剂的活性位点后不易移除，导致催化剂铂没有足够的活性位点将氢催化分解为质子和电子，去完成氢燃料电池后续的反应，使氢燃料电池的输出功率下降且难以恢复，这其中又以硫更甚。有试验资料显示，氢气中总硫含量超过10ppb，一氧化碳含量超过0.5ppm，氢燃料电池的性能就会受到不可逆的显著影响。

-GB/T 37244-2018 《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》

氢气中的即使是微量甚至痕量的杂质，对氢燃料电池的影响也是非常严重的。硫化物和卤化物在生成酸性物质后会对燃料电池内部结构产生腐蚀导致氢燃料电池不可逆的结构损坏。硫和一氧化碳由于与催化剂铂的亲和力比氢更强，其占据催化剂的活性位点后不易移除，导致催化剂铂没有足够的活性位点将氢催化分解为质子和电子，去完成氢燃料电池后续的反应，使氢燃料电池的输出功率下降且难以恢复，这其中又以硫更甚。有试验资料显示，氢气中总硫含量超过10ppb，一氧化碳含量超过0.5ppm，氢燃料电池的性能就会受到不可逆的显著影响。

事实上，目前氢气的来源广泛，不同氢源所供应的氢气中杂质种类和含量都有很大差别，如何通过经济的纯化方式使氢气品质达到燃料电池用氢相关标准的要求，其实是整个氢能行业面临的一个难题。

我国目前主要的氢气生产方式是以化石燃料作为原料的，优点是氢气的生产成本低，加上我国煤炭储量充足，这是我国发展氢能产业的一个巨大优势，但此类氢气中的总硫和一氧化碳杂质含量相对较高，如何利用这样的优势来帮助我国氢能行业的快速发展，实现弯道超车，经济可靠的氢气纯化技术是关键。

显然，GB∕T 34872-2017《质子交换膜燃料电池供氢系统技术要求》更适合作为氢燃料电池用氢的规范，随着氢能产业的快速发展和成长，将逐渐摆脱政策的扶持，氢燃料电池车的性能和使用寿命会越来越成为市场关注的焦点，加氢站能够提供价格上有竞争力且满足国标要求品质的氢气，保证氢燃料电池长期可靠的运行，是真正实现氢能产业市场化的一个重要前提。

GB/T 37244-2018 《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》规定了质子交换膜燃料电池（PEMFC）汽车用燃料氢气的术语和定义、氢气纯度、氢气中杂质含量要求及其分析试验方法等。适用于聚全氟磺酸类质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气的品质要求。

质子交换膜燃料电池用氢气的纯度要求低于工业用纯氢、高纯氢、超纯氢的纯度要求，但其对杂质含量的要求远比工业用高纯氢、超纯氢的更为严格，不仅对常规烃类、CO、CO2、N2、Ar、水蒸气等杂质含量进行了限定，而且对总硫、总卤化物、甲醛、甲酸、氨等杂质的含量也进行了严格限定。11月27日，ISO/TC197正式发布了ISO 14687:2019 Hydrogen fuel quality — Product specification国际标准，对质子交换膜燃料电池汽车用氢品质技术指标要求进行了修订。各个标准中氢气纯度和杂质含量的技术指标要求详见下表。

总硫 total sulfur compounds：氢中以二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)、羰基硫(COS)及甲基硫醇(CH₃-SH)等各种形态存在的硫化物
总卤化物total halogenated compounds
氢中以氯化氢(HCl)、溴化氢(HBr)、氯(Cl2)和有机卤化物(R-X)等各种形态存在的卤化物。

而对比下面国际公认的燃料电池用氢标准 SAE J2719-201511 Hydrogen Fuel Quality for Fuel Cell Vehicles可以看出，GB∕T 34872-2017实际是参照了此国际标准，对国内的燃料电池用氢提出了符合实际需求的标准规范。

AP2E燃料电池用氢气品质分析仪（氢气中杂质气体测试）

AP2E公司ProCeas^®氢气品质分析仪（氢气中杂质气体测试）是一种多气体激光光谱仪，用于氢气中杂质气体的痕量分析。

根据EN 14687-2，它用于控制燃料电池应用中氢气（H2）的纯度。
可测量以下杂质：H2S、NH3、CH4、CO、H2O、O2、HCHO、HCOOH、CO2、HCl等。
它只需要1.2升/小时到10升/小时的气体样品。
应用：氢气加油站、氢气生产控制、符合EN 14687-2的氢气质量控制、研究（燃料电池、氢气汽车、计量标准化等）

AP2E公司ProCeas^®氢气品质分析仪（氢气中杂质气体测试）技术：

ProCeas^®采用了获得砖利的OFCEAS技术，基于萃取吸收光谱。
这种基于激光的技术能够测量浓度低于ppb的痕量气体，在**度和可重复性方面具有不可预见的测量质量。
ProCeas^®在低压下对气体进行取样，内部压力低于100毫巴优良压力。
这种稀释减少了获得正确测量所需的体积，并优化了分析仪的响应时间。*后，这个系统需要少量的氢样品。
*后，ProCeas^®具有测量系统的集成自动校准功能，在正常使用仪器时不允许出现漂移。
ProCeas^®可分析大量杂质，且服务和维护成本有限。

AP2E氢气品质分析仪（氢气中杂质气体测试）ProCeas的主要特点：
•高度敏感
•低检测水平（亚ppb）
•完整的预校准激光红外光谱仪
•无零点漂移和量程漂移-无需每日校准
•无氮气、零空气、吹扫或其他载气
•多气体分析仪（H2S、CO、CO2、CH4、O2、NH3、H2O、HCHO等）

•分析所需的样本气量非常少

AP2E氢气品质分析仪（氢气中杂质气体测试）含量测试ProCeas是一个完整的预校准多组分（H2S、CO、CO2、CH4、H2O、O2、NH3、H2O、HCHO等）激光红外光谱仪，用于测量氢气中的杂质。

氢气（H2）中痕量气体杂质	ISO 14687-2/GB/T 37244-2018 规定值（ppm）	AP2E ProCeas LOD (ppm)
H2O 水	5	0.01
CH4 甲烷	2	0.001
O2 氧气	5	1
CO2 二氧化碳	2	0.2
CO 一氧化碳	0.2	0.001
H2S 硫化氢	0.004	0.001
HCHO 甲醛	0.01	0.001
HCOOH 甲酸	0.2	0.005
NH3 氨气	0.1	0.001
HCl 氯化氢	0.05	0.001

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