近年來，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個國家視為氣候友好型能源解決方案的重要選項。我國各部委已密集出臺各項氫能支持政策，產業(yè)集群不斷壯大，氫能產業(yè)發(fā)展已具燎原之勢。

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、運、用等環(huán)節(jié)中，利用氫氣傳感器等檢測儀器又好又快滿足本土產業(yè)需要成為關注焦點。

一方面，由于國內氫能產業(yè)處于起步階段，純國產化產品從零開始開發(fā)到成熟，需要很長的周期，需要大量的試錯積累；另一方面逐漸鋪開的市場需要合格的設備和工藝，也需要快速交付。

在此背景下，借助“中德2+2”氫氣傳感器合作項目這一契機，山東西微信息技術有限公司（簡稱“山東西微”）聯(lián)合北京理工大學前沿技術研究院（簡稱“北理工前沿技術研究院”），積極引進國外先進技術，通過消化、吸收和轉化，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)與國外相比有何差距？山東西微的氫氣檢測產品有何競爭優(yōu)勢？未來有哪些發(fā)展方向？圍繞以上種種問題，感知芯視界編輯部日前采訪了北理工前沿技術研究院傳感智能技術創(chuàng)新中心主任、山東西微董事倪小龍，和他聊聊“氫風來襲”下的獨家見解和觀點。

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

倪小龍，高級工程師，1984年于東南大學（原南京工學院）無線電工程系畢業(yè)后，先后在江蘇某工廠、研究所工作，參與了多項國家與行業(yè)電子標準的制修訂。1998年后，長期在工業(yè)和信息化部（信息產業(yè)部）科技司高技術處，進行信息產業(yè)相關科技規(guī)劃編制、重大項目管理、推進技術創(chuàng)新和產學研相結合等工作。

氫能安全發(fā)展 氫氣傳感器價值凸顯

氫能源被譽為21世紀最清潔能源。追溯氫能發(fā)展歷史，其第一波熱潮是1973年石油危機引發(fā)的替代能源研究。第二波則是上世紀90年代，由于石油價格上漲嚴重，氫能再次作為替代燃料被關注。但后來隨著石油價格的下跌，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關鍵的不同點。倪小龍談到，“為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，全球正在積極應對氣候變化。氫能是很多國家實現(xiàn)脫碳目標的重要方案，是解決氣候問題的關鍵拼圖。”

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

業(yè)界稱2022年是氫能爆發(fā)元年，氫能相關的地方性產業(yè)政策、項目投資、研究報告都呈指數(shù)級增長。倪小龍認為，“不管是從投資、科技創(chuàng)新角度，還是拉動地方經濟發(fā)展角度，氫能產業(yè)都是亮點和重點?！?

同時，他也提醒道，“氫氣分子很小，在生產、儲存、運輸和使用的過程中容易泄漏。在空氣中氫氣濃度在4%—75%范圍內極易發(fā)生爆炸，需要實時掌握氫氣各方面的數(shù)據(jù)。而任何一個數(shù)據(jù)的產生都離不開傳感器。氫氣傳感器是氫能領域的關鍵零部件之一?！?

圖：山東西微氫氣泄露檢測儀應用

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

紅外線傳感器，是用紅外光譜分析的方式來監(jiān)測，運用紅外光源照射管線中的氣體，并在管線另一側查看光線或是光譜是否出現(xiàn)變化，優(yōu)點是精度高，但成本比較高，一般只在實驗室作為研究設備來使用。

金屬氧化物半導體（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。從測量的角度來說，它比紅外傳感器的準確度略低，但利用MEMS工藝規(guī)模化量產后，整體上性價比更高。