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
Status quo and discussion on the standardization of analysis methods for the impurity components in hydrogen of vehicle fuel:A case study on the proton exchange membrane fuel cell vehicle
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.
Author: PAN Yi DENG Fanfeng WANG Weikang YANG Jiawei ZHANG Ting LIN Junjie LONG Zhou YAO Weimin FANG Zheng
作者单位: 中国测试技术研究院;四川大学分析测试中心 中国测试技术研究院 四川大学分析测试中心 岛津企业管理(中国)有限公司
刊 名 天然气工业 ISTICEIPKU
年,卷(期): 2021, 41(4)
在线出版日期: 2021年5月25日
基金项目: 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"