近日,我院化学研究所在化学国际知名期刊Chinese Chemical Letters(1区,IF = 9.4)上发表题为Continuous measurement of reactive ammonia in hydrogen fuel by online dilution module coupled with Fourier transform infrared spectrometer(链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001841724006041)的最新研究成果论文,通讯作者为潘义研究员和杨杰斌研究员,第一作者为邓文清工程师。该研究首次将在线稀释模块与傅立叶变换红外光谱仪(ODM-FTIR)相结合,在成都大运会期间开展氢燃料中多种痕量气态杂质组分的在线测量;其中,氨气组分在(50~1000)nmol/mol浓度范围内具有良好的线性关系(R2>0.999),检出限低至2 nmol/mol。该方法完全满足GB/T 43361-2023《气体分析 道路车辆用质子交换膜燃料电池氢燃料分析方法的确认》中规定的技术要求,不仅检测限低、准确度高,而且校准灵活,为氢燃料电池中痕量组分的检测开辟了新路径。
氢能作为我国未来国家能源体系的重要组成部分,是我国战略性新兴产业的重点方向,是推动能源生产和消费变革、实现用能终端绿色低碳转型的重要载体,承载着重塑能源谱系、加速形成能源领域新质生产力的使命。四川省基于资源禀赋、产业基础、技术创新和多元场景应用等优势,明确提出要超常规、最大力度、精准支持氢能全产业链发展。
氢燃料是贯穿氢能“制储运加用”产业链的核心介质,在交通领域作为供能载体应用于质子交换膜燃料电池汽车(PEMFC),其质量的优劣会直接影响PEMFC的续航和安全行驶,因此实现氢燃料质量准确分析和有效量值溯源就显得至关重要,为此国内外相关技术机构针对氢燃料质量评估以及杂质对燃料电池的损伤机理开展了大量的研究与验证工作。
我院化学研究所依托计量、标准、检验检测等质量基础技术优势,集合多名青年技术骨干组建“氢燃料质量测试技术与标准化研究创新团队”,聚焦氢能全产业链氢燃料核心介质,精准对标国家标准GB/T 37244-2018,瞄准氢燃料中的14类关键杂质,成功研发出一套高效、精准的快速检测方案,攻克了微痕量杂质组分因吸附性强以及低浓度标准物质研制难度大而造成的难以准确定量和有效溯源的难题,实现了氢燃料中氨气(NH3)、甲酸(HCOOH)、甲醛(HCHO)、氯化氢(HCl)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等7类杂质组分的精确检测。不仅实现了离线实验室的精准分析,更创新性地满足了在线工况下的快速检测需求。
在“成都大运会”期间,该团队更是将科技成果转化为实际行动,为成都汉尊能源有限公司供应的氢燃料提供了为期21天的氨气在线连续检测服务,确保了氢燃料的纯净与安全,为“低碳能源、低碳交通”的绿色大运会贡献了不可或缺的计量检测技术力量,彰显了我院科技服务社会的责任与担当。
为进一步发挥技术优势,化学研究所围绕氢能“制储运加用”全产业链关键环节,组建成立了分析测试技术与标准化研究组、标准物质研制与溯源技术研究组、能力建设及检验检测服务组、在线分析测试仪器开发组、仪器设备性能评价组等5个研究工作组。目前团队已承担四川省重点研发项目等省部级项目5项,完成制定国家标准2项,在研团体标准5项;发表相关高水平研究论文9篇,其中3篇为SCI一区;获得发明专利授权2项,实用新型专利授权5项;授权软件著作权1项。
今后,化学研究所这支年轻的创新团队将继续聚焦氢能战略和测试技术需求,以解决氢燃料质量分析方法和量值溯源技术难题为抓手,开展关键核心技术科技攻关,进一步发挥质量基础的支撑性、引领性和保障性作用,为氢能产业的高质量发展注入源源不断的科技动力,共同绘制氢能时代的宏伟蓝图。