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【氢安全】推动氢能安全标准化的科学化和本土化进程

时间：2023-08-20 来源：浏览：

【氢安全】推动氢能安全标准化的科学化和本土化进程

氢能技术标准化

氢能技术标准化

微信号 Hydro_Tech_Std

功能介绍国家技术标准创新基地（氢能）共建单位成员交流，氢能技术标准工作交流

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佛山绿色发展创新研究院依托一个国家级技术平台——国家技术标准创新基地（氢能），扎根于氢能和绿色制造两个领域，聚焦于 “政策研究、标准创新、技术开发、检测认证、成果转化” 五个方面，着力推动氢能及绿色制造产业发展，打造绿色产业生态。

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原文来自：EMST 应急管理科学与技术-公众号

基本信息

BASIC INFORMATION

Cite this Article

Chen X, Zhang C, Li Y. 2022. Research and development of hydrogen energy safety. Emergency Management Science and Technology 2:3 doi: 10.48130/EMST-2022-0003

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研究背景

BACKGROUND

随着全球经济快速发展，化石燃料消耗激增，大气污染日趋严重，急需新的洁净能源。氢能作为一种可循环使用的清洁能源，广泛应用于玻璃生产、金属焊接、食品工业等领域。然而，氢气具有 扩散系数大 、 爆炸极限宽 (4.0%-75.6%)、 点火温度低及氢脆 等特性，赋予其较高的危险潜在性，导致国内外相关事故频繁发生。因此， 氢能安全性问题亟需解决 。

中国政府高度重视氢能源的发展，制定了系列相关政策法规，并进一步明确了氢能源的地位。然而， 安全问题仍然是制约氢能产业系统发展的主要瓶颈 。因此，氢气实时监测技术在工业生产中具有重要意义。目前广泛采用的电化学传感器在使用过程中会产生电火花，可能引发安全隐患。相比之下， 光纤氢气传感器因其抗电磁干扰 、 重量轻 、 体积小等优势 ， 能有效弥补传统传感器的不足 ，引发国内外学者的广泛关注。本文对氢能安全性的研究进展进行了综述，详细介绍了氢气的特性、应用、推广以及相关监测标准。

图 1 马赫-曾德尔干涉型光纤氢气传感器功能流程图

武汉理工大学安全科学与应急管理学院的李毅等在 Emergency Management Science and Technology 上发表文章《Research and development of hydrogen energy safety》，对氢能标准的研究进展和相关成果进行总结， 以促进氢气泄漏 、 钢瓶质量等关键安全问题的研究的开展 ，同时推动氢能行业安全标准的制定。

摘要译文

ABSTRACTS

氢气因其可循环再利用和无污染特性，近年来在众多领域得以广泛应用。 氢燃料电池车辆以及加氢站已成为氢能应用的主要承载形式 。然而，鉴于 氢气易燃易爆的特性 ，其安全性问题尤为重要。本文介绍了氢燃料电池汽车和加氢站存在的安全问题及解决对策，并全面回顾氢能标准的研究进展和相关成果。最后，对5种光纤传感器的发展现状、现存问题以及未来发展方向进行深入分析。

图 2 微镜式光纤氢气传感器功能流程图

研究结论

CONCLUSIONS

本文对氢燃料电池汽车、加氢站以及氢能安全标准化提出如下建议：(1)应对燃料电池堆进行安全设计，以 确保其具备抗震 、 耐高压 、 耐高温的性能 ， 同时具备通风和监测工作电压的功能 ；(2)建议进一步完善加氢站的组织结构和制度体系；(3) 国内需开展针对氢气事故的发生 、 发展过程以及潜在机制的研究 ，以 推动氢能安全标准化的科学化和本土化进程 。

总体而言， 光纤氢气传感器具备快速的响应时间以及对氢气良好的选择性 ，因此 在氢气泄漏监测方面表现出色 ，能有效满足本质安全原则的要求。相较于其他传感器类型， 光纤氢气传感器呈现出显著的应用潜能 。

图 4 光纤光栅氢气传感器功能流程图

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作者简介

陈先锋，武汉理工大学教授，博士生导师。研究方向为工业安全与防火防爆、氢能安全与应急技术、危化品燃爆风险评估、城市风险评估与应急管理。教育部安全科学与工程类教指委委员、中国工程认证专家，“湖北名师”，美国WPI访问学者；安全科学与工程一级博士点学科带头人，湖北名师工作室主持人，湖北省教学团队负责人，国务院重大事故调查组专家，安全科学与应急管理学院副院长。主持国家自然科学基金项目5项、国家重点研发计划专题2项，以及公安部重点项目、湖北省重点研发项目、教育部博士点基金等国家及省部级科研项目40余项。主持国家精品课程、教育部来华留学生品牌课程2门；国内外核心期刊发表学术论文100余篇（SCI收录50余篇）；培养博士、硕士研究生50余名；主编专著教材4门；主持安全应急行业标准3项，授权国家发明/实用专利22项，获省部级科技奖励4项、省级教学成果奖2项。

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