Figaro的TGS6812在氢燃料电池中氢气检测报警的应用

smartsensor

1、氢燃料电池简介
# g4 ?7 w  V- S+ A3 r6 r* o燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术
" X& ^0 ~$ d! M9 C9 Q8 V( W
  I5 ~9 b# |. u" K- Q! p- L2.氢燃料电池原理

. s0 Q% Y" }4 m* d  `5 X0 V8 a; L燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。
' I8 K' a% \. z: r) z/ T2 n电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。这里以氢-氧燃料电池为例来说明燃料电池
1 }" e  N  Y+ f9 M6 `: P氢-氧燃料电池反应原理这个反应是电解水的逆过程。电极应为： 负极：H2+2OH-→2H2O +2e-
# T+ T$ s: _; Z' T7 g# I正极：1/2O2+H2O+2e-→2OH-
电池反应：H2+1/2O2==H2O
! ^0 t$ K! w$ J2 m( J. C- [! i- X' g
% o" R  `; d6 ?1 c4 p7 e
% J" \6 c/ W( h! F- ]2 W& J- k
! a' w) j$ |8 @, A. k: S4 G3、氢燃料电池分类
( `$ `& p8 T8 h( ?) a' T& k! q, _目前燃料电池分为固体氧化物燃料电池、氢燃料电池、甲醇燃料电池，其中氢燃料电池普及度最高。
氢燃料电池以氢气为燃料,与氧气经电化学反应后透过质子交换膜产生电能。氢和氧反应生成水,不排放碳化氢、一氧化碳、氮化物和二氧化碳等污染物,无污染,发电效益高。60年代,氢燃料电池就已经成功应用于航天领域。“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。 70年代至今,随着制氢技术的发展,氢燃料电池在发电、电动车和微型电池方面的应用开发取得了许多成果。
3 F& o# s' K, o9 a) M: \2 Q目前氢燃料电池的发电热效率可达65%～ 85%,重量能量密度500～ 700Wh/kg,体积能量密度1 000～ 1 200Wh/L,发电效率高于固体氧化物燃料电池。氢燃料电池在30～ 90℃下运行,启动时间很短,0～ 20s内即可达到满负荷工作,寿命可以达到10年,无震动,无废气排放,大批量生产成本可降到100～ 200美元/kW。将氢燃料电池用于电动车,与燃油汽车比较,除成本外,各方面性能均优于现有的汽车。只要进一步降低成本,预计不久就会有实用的电动车问世。

4.氢燃料电池存在的安全隐患

在生产、存储、应用等环节，燃料电池都存在一定的H2泄漏风险，H2的泄漏会导致燃料电池性能下降，同时H2又是可燃气体，积累过多会带来较大的安全隐患，因此，通常我们会采检测H2的泄漏，在此，深圳市工采网络科技有限公司推出了一款专门针对燃料电池泄漏H2检测的可燃气体传感器TGS6812 ,该传感器性可靠性好、性价比高，是氢燃料电池H2泄漏检测的好帮手。
日本figaro 催化燃烧式可燃气体传感器


6 b/ V, S. }# {+ [( y一、催化燃烧式可燃气体传感器TGS6812描述：
0 `; R3 w! \1 g1 n* E. p2 R
* t- q8 D) P2 P3 a' x$ [TGS6812-D00是催化燃烧式的可燃气体传感器，可以检测100%LEL水平的氢气，此传感器具有精度高，耐久性与稳定性好，快速响应、线性输出的特点，不仅可监测氢气，还可以用于检测甲烷与LP气体。这对于固定式燃料电池将氢气作为可燃气体时的泄漏检测是个非常优秀的方案。TGS6812-D00的盖帽内有吸附剂，对有机蒸汽的交叉灵敏度很低。此外，此传感器对硅化合物的耐受性更佳，更适应恶劣环境。
! c* R. X8 \  k* b) \5 o6 @
7 C! o6 e9 O/ R$ S) E2 s3 E二、催化燃烧式可燃气体传感器TGS6812特点：

* 线性输出
* 使用寿命长
* 对酒精灵敏度低
+ `4 Z! _+ z: s; k; l* 对氢气、甲烷与LP等物质有较高灵敏度

- P! z2 I7 g3 j& D* C! [3 J三、催化燃烧式可燃气体传感器TGS6812应用:
* 用于监测燃料电池的氢气与可燃气体泄漏
  c+ w1 s  [/ f* 工业、商用上的可燃气体泄漏检测