避免加氫站燃料不純,科學家以感測器檢測氫氣品質

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 16 日 12:00 | 分類 材料、設備 , 汽車科技 , 電動車 follow us in feedly


氫燃料電池車的發展除了仰賴燃料電池,部署加氫站與管線也相當重要,其中加氫站氫氣品質車更不可馬虎,對此,德國薩爾蘭大學正研發專門檢測氫氣的紅外線感測器,避免加氫站輸送「受污染」氫氣,致使燃料電池損壞。

氫燃料電池車是近年看受看好的環保車,行駛時只會排出水、不會排放任何廢氣便是一大特色,但目前該技術若要超越如今的汽柴油車,還有一大段路得走,必須要面對加氫站設置成本高、氫氣難以運輸等挑戰。

且氫燃料車只能補充氫氣,若在生產氫氣的過程中不小心參雜含硫化合物、氨或碳氫化合物等污染物,將會影響氫燃料車的電池性能。薩爾蘭大學感測器專家 Andreas Schütze 表示,輕則使燃料電池膜受損,電力輸出與續航里程雙雙降低,重則電池損毀,車主無法繼續行駛氫燃料車。

對此,薩爾蘭大學、機械電子學與自動化科技中心(Zema)已攜手合作,致力研發專屬於加氫站的感測器,希望在汽車補充燃料時可監測氫氣品質,確保加氫站提供高純度氫氣,藉此延長氫燃料車電池的壽命。

然而要打造氫氣感測器並非容易的事情,雖然團隊已成功研發出可檢測油或是其他液體的量測元件,但檢測氫氣品質的挑戰更大,氫燃料車補充氫氣的時間只有3分鐘、壓力高又高達 700-900 巴(bar),Schütze 表示,一般來說若要進行類似的測量實驗,壓力都不會超過 40-50 巴。

對此,該團隊正透過開發全新的紅外測量元件,盼設備能在如此極端條件下精準運作,而實驗初步結果也符合科學團隊的期待。

他們首先將氫氣量測元件放在加氫站內部,待氫氣流入管線後,研究員便運用紅外光源照射管線中的氣體,並在管線另一側查看光線或是光譜是否出現變化,Schütze 指出,假如氣體化學成分異常,紅外光譜(infrared spectrum)就會改變,這樣一來團隊就能知道管線中的氫氣含有其他添加劑或是其他氣體。

目前團隊則正在進行下一階段實驗,希望能找出不同光譜變化所代表的含意,正在為各種添加劑、污染物進行標記,研究員 Marco Schott 表示,未來團隊還得想辦法讓紅外光譜強度可隨著壓力變動而變化,讓感測器可精準檢測出任何污染物。

(首圖來源:Flickr/Zero Emission Resource Organisation CC BY 2.0)