隨著我國能源結(jié)構(gòu)持續(xù)向清潔化、低碳化方向轉(zhuǎn)型，終端能源中化石燃料占比將逐步降低，氫氣在鋼鐵行業(yè)中逐步替代焦炭充當(dāng)還原劑與燃料的可能性持續(xù)提升，或在工業(yè)供熱等應(yīng)用場景中部分取代天然氣等能源，展現(xiàn)出巨大發(fā)展空間。依據(jù)中國氫能聯(lián)盟的測算，在 2060 年實現(xiàn)碳中和的情景下，我國氫氣的年需求量將增至約 1.3 億噸，在終端能源消費中的占比預(yù)計達(dá)到 20% 左右。交通領(lǐng)域，2022年底全球氫燃料電池汽車保有量6.73萬輛，已實現(xiàn)一定規(guī)模應(yīng)用，商用車為主；氫船舶/飛機(jī)仍在研發(fā)進(jìn)程中。在家用建筑類領(lǐng)域，天然氣摻氫可復(fù)用既有管道與灶具；氫燃料電池供電供熱，助力減少化石燃料使用。在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，氫能產(chǎn)業(yè)加速邁向清潔化、規(guī)模化發(fā)展，制氫機(jī)作為綠氫生產(chǎn)核心設(shè)備，其技術(shù)迭代與品質(zhì)管控備受關(guān)注。
然而，從制氫工藝來看，電解水制氫時設(shè)備密封不嚴(yán)、電解槽隔膜性能波動或純化系統(tǒng)失效，以及化石能源制氫中反應(yīng)副產(chǎn)物、提純環(huán)節(jié)的影響，均可能引入氧氣。這些看似微量的氧雜質(zhì)，不僅因氫氣與氧氣的爆炸極限（4.5%-95% 體積分?jǐn)?shù)）存在安全隱患（長期累積或工況波動下風(fēng)險放大），還會在下游燃料電池、精密制造等場景中催化副反應(yīng)，降低氫能利用效率并增加運維成本，同時面臨國標(biāo)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對氫氣純度、雜質(zhì)含量的限制。因此，制氫機(jī)集成微量氧檢測功能，成為從生產(chǎn)源頭保障氫能品質(zhì)、適配產(chǎn)業(yè)需求的必要舉措，既是技術(shù)升級方向，也是市場競爭的 “隱性門檻”。
面對制氫環(huán)節(jié)對微量氧精準(zhǔn)檢測的迫切需求，傳統(tǒng)電化學(xué)氧傳感器卻因氫氣環(huán)境兼容性差、響應(yīng)速度滯后、精度上限不足等短板，難以支撐制氫機(jī)從粗提純到精純化的全流程品質(zhì)管控；針對這一特定行業(yè)和專業(yè)應(yīng)用，電化學(xué)微量氧傳感器可恰當(dāng)好處應(yīng)用其中。在制氫機(jī)中的應(yīng)用中，它主要用于檢測和監(jiān)控生成的氫氣中的氧氣含量。因為在氫氣生產(chǎn)過程中，確保產(chǎn)品氣體的純度非常重要，尤其是要控制其中雜質(zhì)氣體如氧氣的含量，由于即使是很小比例的氧氣混入氫氣中也可能帶來安全隱患如增加爆炸風(fēng)險，或者影響氫氣作為燃料或工業(yè)原料的使用效果。
電化學(xué)微量氧傳感器的工作原理
電化學(xué)微量氧傳感器是基于燃料電池原理工作，傳感器內(nèi)部包含一個對氧氣敏感的電極（貴金屬），當(dāng)環(huán)境中的氧氣擴(kuò)散進(jìn)入傳感器并與電極接觸時，會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生微小的電流。這個電流的大小與氧氣濃度成正比，因此可以通過測量電流強(qiáng)度來確定氧氣的濃度。
電化學(xué)微量氧傳感器在制氫機(jī)中的應(yīng)用
1.實時監(jiān)測：電化學(xué)微量氧傳感器能夠提供氫氣中氧氣含量的實時數(shù)據(jù)，這對于保證氫氣生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性至關(guān)重要。
2.提高安全性：通過準(zhǔn)確地監(jiān)測氫氣中的氧氣含量，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，采取措施防止事故發(fā)生。
3.質(zhì)量控制：對于一些對氫氣純度要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域，例如電子工業(yè)、食品加工等，精確控制氫氣中的氧氣含量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。
4.優(yōu)化操作參數(shù)：根據(jù)傳感器提供的反饋信息，可以調(diào)整制氫機(jī)的操作條件，達(dá)到最佳氫氣產(chǎn)出率和純度。
5.維護(hù)保養(yǎng)：長期監(jiān)測氫氣中氧氣含量的變化趨勢還可以幫助預(yù)測設(shè)備的維護(hù)需求，預(yù)防故障發(fā)生。
電化學(xué)微量氧傳感器在制氫機(jī)應(yīng)用中的優(yōu)勢
1. 高靈敏度和精確性：該傳感器能夠檢測到極低濃度的氧氣（ppm級別），這對于確保氫氣純度至關(guān)重要。即使是微量的氧氣也可能影響氫氣的質(zhì)量，尤其是在一些對氫氣純度要求極高的應(yīng)用場景中。
2. 快速響應(yīng)時間：該能夠在短時間內(nèi)給出準(zhǔn)確讀數(shù)，使得實時監(jiān)控成為可能。這有助于及時發(fā)現(xiàn)并處理任何氧氣滲入的問題，保障生產(chǎn)過程的安全性和效率。
3. 成本效益：相較于其他類型的傳感器（如光學(xué)傳感器），該傳感器更經(jīng)濟(jì)實惠，同時維護(hù)成本也相對較低。這使得它們在工業(yè)應(yīng)用中更具吸引力，特別是對于需要大量使用傳感器的場合。
4. 小型化設(shè)計：該傳感器體積非常緊湊，易于集成到現(xiàn)有的制氫系統(tǒng)中，不會顯著增加系統(tǒng)的復(fù)雜性或占用過多空間。
5. 長期穩(wěn)定性好：該傳感器在正常使用條件下具有較長的使用壽命，并且其性能隨時間的變化較小，可在較長時間內(nèi)提供可靠的數(shù)據(jù)，減少頻繁更換的需求。
6. 適應(yīng)性強(qiáng)：該傳感器能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件，包括溫度、濕度等的變化，保證了在各種工作環(huán)境下的穩(wěn)定運行。
在這里，深圳市新世聯(lián)科技給大家推薦一款公司代理的針對氫能場景應(yīng)用的微量氧電化學(xué)傳感器GPR-12-333-H，該傳感器是美國Analytical Industrial Inc.（AII）旗下的一款微量氧傳感器，它能實現(xiàn)ppm級高精度實現(xiàn)極微氧雜質(zhì)的精準(zhǔn)捕捉，且耐氫氣干擾的穩(wěn)定性能適配高濕、高壓等復(fù)雜工況，同時體積小巧、響應(yīng)快速、靈敏度高，可直接嵌入控制系統(tǒng)的集成，是制氫微量氧檢測的不二之選。
以下為新世聯(lián)代理的美國AII品牌微量氧電化學(xué)傳感器GPR-12-333-H的主要參數(shù)：
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發(fā)表于 2025-7-3 10:34:59
