近年來(lái)，氫能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的二次能源，正逐漸被約40個(gè)國(guó)家視為氣候友好型能源解決方案的重要選項(xiàng)。我國(guó)各部委已密集出臺(tái)各項(xiàng)氫能支持政策，產(chǎn)業(yè)集群不斷壯大，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已具燎原之勢(shì)。

值得注意的是，氫氣作為一種容易泄漏的氣體，常態(tài)下極易燃燒和爆炸。如何在制、儲(chǔ)、運(yùn)、用等環(huán)節(jié)中，利用氫氣傳感器等檢測(cè)儀器又好又快滿足本土產(chǎn)業(yè)需要成為關(guān)注焦點(diǎn)。

一方面，由于國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)處于起步階段，純國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品從零開(kāi)始開(kāi)發(fā)到成熟，需要很長(zhǎng)的周期，需要大量的試錯(cuò)積累；另一方面逐漸鋪開(kāi)的市場(chǎng)需要合格的設(shè)備和工藝，也需要快速交付。

在此背景下，借助“中德2+2”氫氣傳感器合作項(xiàng)目這一契機(jī)，山東西微信息技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱“山東西微”）聯(lián)合北京理工大學(xué)前沿技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱“北理工前沿技術(shù)研究院”），積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)消化、吸收和轉(zhuǎn)化，走出了一條為本土氫能安全和高效發(fā)展賦能的新途。

那么，氫氣傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀如何？本土氫氣傳感器企業(yè)與國(guó)外相比有何差距？山東西微的氫氣檢測(cè)產(chǎn)品有何競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)？未來(lái)有哪些發(fā)展方向？圍繞以上種種問(wèn)題，感知芯視界編輯部日前采訪了北理工前沿技術(shù)研究院傳感智能技術(shù)創(chuàng)新中心主任、山東西微董事倪小龍，和他聊聊“氫風(fēng)來(lái)襲”下的獨(dú)家見(jiàn)解和觀點(diǎn)。

圖：北理工前沿技術(shù)研究院傳感智能技術(shù)創(chuàng)新中心主任、山東西微董事倪小龍

倪小龍，高級(jí)工程師，1984年于東南大學(xué)（原南京工學(xué)院）無(wú)線電工程系畢業(yè)后，先后在江蘇某工廠、研究所工作，參與了多項(xiàng)國(guó)家與行業(yè)電子標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。1998年后，長(zhǎng)期在工業(yè)和信息化部（信息產(chǎn)業(yè)部）科技司高技術(shù)處，進(jìn)行信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)科技規(guī)劃編制、重大項(xiàng)目管理、推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合等工作。

氫能安全發(fā)展 氫氣傳感器價(jià)值凸顯

氫能源被譽(yù)為21世紀(jì)最清潔能源。追溯氫能發(fā)展歷史，其第一波熱潮是1973年石油危機(jī)引發(fā)的替代能源研究。第二波則是上世紀(jì)90年代，由于石油價(jià)格上漲嚴(yán)重，氫能再次作為替代燃料被關(guān)注。但后來(lái)隨著石油價(jià)格的下跌，氫能的熱度自然下滑。

但近些年的氫能逐漸成為世界能源的“新寵”，與前兩次顯然有一個(gè)關(guān)鍵的不同點(diǎn)。倪小龍談到，“為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，全球正在積極應(yīng)對(duì)氣候變化。氫能是很多國(guó)家實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的重要方案，是解決氣候問(wèn)題的關(guān)鍵拼圖。”

近年來(lái)，日本、美國(guó)、歐盟、韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)逐步明確了氫能在國(guó)家能源體系中的戰(zhàn)略地位。我國(guó)國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局于2022年3月發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》，正式將氫從危化品定義為未來(lái)重要的能源載體。

業(yè)界稱2022年是氫能爆發(fā)元年，氫能相關(guān)的地方性產(chǎn)業(yè)政策、項(xiàng)目投資、研究報(bào)告都呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。倪小龍認(rèn)為，“不管是從投資、科技創(chuàng)新角度，還是拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度，氫能產(chǎn)業(yè)都是亮點(diǎn)和重點(diǎn)?！?

同時(shí)，他也提醒道，“氫氣分子很小，在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用的過(guò)程中容易泄漏。在空氣中氫氣濃度在4%—75%范圍內(nèi)極易發(fā)生爆炸，需要實(shí)時(shí)掌握氫氣各方面的數(shù)據(jù)。而任何一個(gè)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都離不開(kāi)傳感器。氫氣傳感器是氫能領(lǐng)域的關(guān)鍵零部件之一?！?

圖：山東西微氫氣泄露檢測(cè)儀應(yīng)用

目前，典型測(cè)氫氣的傳感技術(shù)主要運(yùn)用了紅外線、金屬氧化物半導(dǎo)體、催化法等方法。倪小龍介紹道，這幾種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。

紅外線傳感器，是用紅外光譜分析的方式來(lái)監(jiān)測(cè)，運(yùn)用紅外光源照射管線中的氣體，并在管線另一側(cè)查看光線或是光譜是否出現(xiàn)變化，優(yōu)點(diǎn)是精度高，但成本比較高，一般只在實(shí)驗(yàn)室作為研究設(shè)備來(lái)使用。

金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）氫氣傳感器，其金屬氧化物層的電阻隨溫度和周圍空氣中的氫含量而變化。從測(cè)量的角度來(lái)說(shuō)，它比紅外傳感器的準(zhǔn)確度略低，但利用MEMS工藝規(guī)模化量產(chǎn)后，整體上性價(jià)比更高。