车用燃料氢气中杂质组分分析方法标准化现状与探讨——以质子交换膜燃料电池汽车为例

摘要：

作为氢燃料电池的能量来源,氢气的纯度及杂质含量都极大地影响着电池的寿命、效率和安全等性能,准确测定燃料氢气的纯度和杂质含量是极其重要的.为此,阐述了现行质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气产品标准所涉及的水分、总烃、氧、氦、氮、氩、一氧化碳、二氧化碳、总硫、甲醛、甲酸、氨、总卤化物和颗粒物等14类杂质组成的各种分析方法的原理、适应性、方法优缺点和研究进展,并进行了比较分析.研究结果表明:①直接采用露点法、电子法、石英晶体振荡法和光腔衰荡光谱法等现行国家标准方法测量水分;②采用配备热导检测器、火焰离子化检测器和甲烷转化炉组合的气相色谱仪,并设计多阀多柱流程可以实现一台气相色谱仪测量总烃及无机杂质组分;③采用低温富集技术与带硫化学发光检测器的气相色谱仪联用的方法进行氢气中总硫的准确测量;④采用预富集技术和傅里叶变换红外光谱仪或者气相色谱—质谱仪器联用的方式测量甲醛和甲酸组分;⑤采用傅里叶变换红外光谱、光腔衰荡光谱等原理的分析仪器测量氨;⑥现有国家标准方法还无法满足总卤化物参数的检测要求,亟需开展方法研究,实现在一套分析仪器上完成有机和无机卤化物的全卤素分析;⑦采用装有聚四氟乙烯的耐高压过滤器的方法进行氢气中颗粒物的在线取样测量.进而提出建议:①对氢气中杂质的来源和组分根据制氢工艺不同划分为型式检验项目和出厂检验项目,在保证质量的前提下节约质检费用;②加大光腔衰荡光谱、光声光谱等新型检测原理分析仪器核心器件国产化力度,尽快建立拥有自主知识产权的燃料电池用氢质量分析方法标准体系,以降低检验成本、提高检测效率.

关键词：质子交换膜、燃料电池、氢气、杂质组分、分析方法、适应性、分析仪器、标准化

所属期刊栏目：41

资助基金：国家标准物质资源共享平台资助项目"标准物质资源库服务与共享";国家重点研发计划项目"生产安全与防护领域急需计量标准及标准物质研究"

在线出版日期：2021-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：115-123