氫能產業鍊及溫度感測器

氫能是指氫物理和化學變化時所釋放的能量, 可用於能量存儲, 發電, 各種車輛的燃料, 家用燃料, ETC. 氫能也是一種二次能源, 綠色零排放, 或能量形式.

[氫能產業鏈]
上游: 氫產生, 存儲和運輸, 氫加油站操作;
中游: 燃料電池系統和零件製造;
下游: 氫燃料電池的應用和許多其他鏈接.

PT100 K型E型熱電偶溫度傳感器用於氫能車輛

用於氫燃料電池的NTC溫度感測器

氫能車輛的DS18B20溫度傳感器

氫生產路徑將根據氫生產地點的資源捐贈而有所不同. 氫存儲鏈接主要是氣態氫存儲, 但是合金氫存儲的前景很好. 氫加油站鏈路將呈現中央氫和分佈氫生產之間的共存和互補模式. 燃料電池鏈接中的機會是質子交換膜, 低成本催化劑和氫存儲瓶. 汽車市場是下游應用程序鏈接中最大的, 預計氫燃料電池商用車市場將首先在汽車應用市場中爆炸.

1. 氫產生
氫生產是氫能產業鏈中的重要聯繫. 根據生產技術, 它可以分為化石能氫的生產, 工業副產品生產和水電解氫生產:
化石能源氫的生產 (也稱為灰氫) 是我國氫的主要來源. 它的生產成本低, 但是高碳排放, 這不利於實現我國的 “3060” 目標;

工業副產品氣氫生產 (IE. 藍色氫) 主要是指生產化學產品（例如焦炭烤箱氣）獲得的氫氣, 合成氨, 和合成甲醇.

水電氫生產 (IE. 綠色氫) 在氫生產過程中不會發出溫室氣體, 並且氫純度很高. 這是將來氫產生的主要方向. 然而, 當前水電解氫的電力消耗很大，生產成本很高.

2. 氫存儲和運輸
氫存儲和運輸是限制我國氫能行業發展的關鍵鏈接. 作為自然界中最輕的氣體, 氫具有獨特的物理和化學特性, 這使存儲和運輸非常困難且昂貴, 這也已成為阻礙氫能行業發展的原因之一. 氫儲存方法對應於氫運輸法. 現在, 存儲和運輸氫的主要方法有四種, 即, 高壓氣體, 低溫液體氫, 有機液體和固體儲存和運輸.

今天, 高壓氣態氫存儲的技術成熟, 它將成為我國家未來推廣的主要氫存儲技術; 低溫液體氫存儲和運輸主要用於航空航天場; 有機液體以及固體存儲和運輸仍在研究和演示階段.

3. 氫加油站
氫加油站的主要組件是加油機, 氫壓縮機 (大約為 30% 總費用), 氫存儲瓶, ETC. 設備製造的當前開發方向是加速氫壓縮機的定位過程, 從而降低氫加油站的建設成本.

截至七月 5, 2022, 我的國家總共建立了 272 氫加油站. 他們之中, 廣東省的車站數量最多, 到達 52, 山東省有 29, 排名全國第二. 江蘇和千江的電台數量超過 20. 在市政當局中, 上海的車站數量最多, 到達 15. 北京有 14. 現在, 除了西藏, Qinghai and Gansu, 我的國家已經完全覆蓋了加油站. 根據氫加油站數量的規劃, 計劃的總數將超過 800 在 2025.

四號. 氫能產業鏈的中游
在氫能產業鏈的中游, 主要重點是燃料電池及其八個關鍵組件:

1. 燃料電池
燃料電池是一種發電設備，將氫和氧的化學能直接轉化為電能. 基本原理是水電解的反應. 燃料電池比普通鋰電池系統更複雜, 主要由電池堆組成 (整個電池系統的核心) 和系統組件 (空氣壓縮機, 加濕器, 氫循環泵, 氫存儲瓶).
△分別向陽極和陰極分別提供燃料電池系統 - 氫和氧的工作原理. 氫在陽極向外擴散並與電解質反應, 它釋放電子以通過外部負載到達陰極.

2. 燃料電池的八個關鍵組成部分
在氫能領域, 工業和信息技術部將燃料電池的八個關鍵組成部分劃分為: 燃料電池堆, 雙極板, 膜電極, 質子交換膜, 催化劑, 氣體擴散層, 空氣壓縮機和氫循環泵, 這也是我國家在發展氫能行業中需要克服的關鍵聯繫.

燃料電池堆, 發動機系統的核心組件, 是氫和氧氣經歷電化學反應並產生電力的地方.

由於單個燃料電池單元的輸出功率很小, 多個燃料電池單元通常串聯連接以形成堆棧以增加輸出功率. 所以, 堆棧是由交替的雙極板和膜電極組成的複合成分, 每個單體之間都嵌入密封, 並用螺釘擰緊前板和後端板。. 以燃料電池車為代價, 燃料電池系統約為 60%, 燃料電池堆積超過 62% 燃料電池系統的成本, 因此，降低燃料電池堆棧的成本是開發燃料電池行業的關鍵.

雙極板約為 60-80% 燃料電池堆的質量, 20-40% 費用, 幾乎佔據了燃料電池堆棧的全部體積, 發揮支持機械結構的作用, 均勻分配氣體, 排水, 進行熱量和電力.

根據不同的材料, 雙極板可以分為石墨雙極板, 金屬雙極板和復合雙極板. 石墨雙極板 – 輕的, 強穩定性和高腐蝕性, 但是機械性能不佳. 金屬雙極板 – 強大的機械性能, 厚度薄, 良好的氣勢屏障, 但易於腐蝕和短暫的壽命. 複合雙極板 – 具有石墨板和金屬板的優勢, 但是準備過程很複雜，成本很高.

膜電極主要由質子交換膜組成, 催化劑, 框架和氣體擴散層, 通常是七層堆疊的結構.

現在, 國內和外膜電極製造商生產的產品之間的性能差距越來越小, 和較低準備價格的膜電極, 高性能和良好的耐用性也已成為國內外製造商的重點. 從國內企業的佈局來看, 膜電極企業的擴展將在 2021, 以及雙面直接塗料技術和膜電極集成成型技術正在成為主流.

質子交換膜具有隔離電子的功能, 分離正極和負極, 並進行質子. 製造過程很複雜，具有高技術障礙和資格障礙.

根據氟含量, 質子交換膜可以分為全氟磺磺酸膜, 部分氟化的聚合物膜, 新的非氟聚合物膜, 複合膜, ETC. 全氟質子交換膜由於其出色的熱穩定性而廣泛使用, 化學穩定性, 高機械強度和高度工業化.

燃料電池催化劑分為鉑催化劑, 低鉑催化劑, 和非白金催化劑.

在催化劑的工業生產中, 我的國家落後於國外，很長一段時間以來依靠進口. 這不僅提高了燃料電池的成本, 但也限制了我國氫能行業的發展. 現在, 我國燃料電池催化劑的本地化過程正在加速. 最近, 中東環境保護的燃料電池催化劑生產線已經完成並成功通過了. 自環保生產線完成以來, 燃料電池的核心材料具有重要意義, 實現技術控制並降低成本.

氣體擴散層通常由基礎層和微孔層組成. 在氣體擴散層的基礎層之後是疏水, 單個或多個微孔層覆蓋以形成氣體擴散層. 它在支撐催化層中起著重要作用, 收集電流, 在燃料電池中進行氣體和排放反應產品水.

根據不同的基層, 它可以分為碳纖維紙基板, 碳布底物和金屬基板. 現在, 大多數燃料電池製造商都使用來自日本托雷等製造商的氣體擴散層產品, 美國Avcarb, 和德國的SGL. 然而, 我國家的一般氫能量, 江蘇氫和其他公司基本上可以在技術層面基準基準國際高級產品，並有望實現工業化.

氫循環泵, 我國主流氫流通產品. 如果將電池堆棧與 “心” 燃料電池的, 那麼氫是 “血”, 氫循環系統是 “強烈的心肌” 確保流動 “血”. 氫循環產物主要包括氫循環泵和氫排出器: 與排出氫相比, 氫循環泵具有主動調節性的優勢, 反應速度快, 和廣泛的工作範圍.

空氣壓縮機由壓縮元件組成, 司機, 以及驅動壓縮機元件的機械設備.

與普通空氣壓縮機不同, 燃料電池空氣壓縮機需要滿足許多嚴格的要求，例如無油, 低噪音, 高可靠性, 高效率, 小型化, 廣泛的工作範圍, 良好的動態響應能力, 和良好的熱管理. 在市場份額方面, 燃料電池空氣壓縮機的定位程度相對較高, 領先的國內公司包括金斯敦, Segatron, ETC.

V. 氫能產業鏈的下游
在產業鏈的下游, 氫能的應用主要反映在運輸中, 發電, 儲能, 行業和其他場景, 其中運輸是氫能消耗的重要突破.

截至四月 30, 2022, 總共 8,198 燃料電池車輛已連接到新能量車輛的國家監測和管理平台. 他們之中, 燃料電池巴士是最大的, 總共 4,241 已連接, 會計 51.73% 總數的; 特殊車輛連接, 會計 3,945, 會計 48.12%, 包括物流特殊車輛, 工程特殊車輛和衛生特殊車輛; 和乘用車連接, 會計 12, 會計 0.15%.

從燃料電池車演示應用的角度來看, 我的國家目前有五個主要的示威城市集群, namely Beijing-Tianjin-Hebei, 上海, 粵, Hebei and Zhengzhou. 五個主要示威城市集群總共連接了 5,853 燃料電池車, 會計 71.40% 國家燃料電池車輛的通道. 他們之中, 廣東城市集群的燃料電池車輛數量最多, 到達 2,604.

vi. 溫度感應器
1. 在溫度傳感器產品中應用
它本身是爆炸性和動蕩的. 燃料電池車輛車載氫系統面臨的主要危險來源是火和爆炸. 所以, 人們已經提出了有關汽車車載氫系統安全性的疑問. 為了協調各個國家的安全技術要求，並使公眾更加認識到氫燃料電池, 聯合國歐洲經濟委員會已建立了一個特殊的工作組，並起草了《全球技術法規》 GTR3 “氫燃料電池車輛的全球技術法規”. 在此技術法規中清楚地規定了氫燃料電池車輛的安全性.

氫資源非常好, 清潔可再生. 以氫燃料電池電動汽車為例. 外國技術很成熟. 這是一種由電動機驅動的新能量車輛，並由氫燃料通過電化學反應產生的電力提供動力.

由於化學反應後僅產生水, 排放接近零. 與鋰電池相比, 消費者沒有耐力焦慮問題，也不需要改變其使用習慣. 氫化過程僅採用 5 分分鐘, 而且，長期使用後大容量電池的報廢沒有污染問題, 因此稱為清潔能源車輛.

然而, 氫燃料電池容易洩漏，爆炸範圍很廣. 目前是波浪範圍最寬的氣體. 只要它與空氣混合併達到一個比率 4% 到 75%, 它將爆炸並屬於第一級爆炸氣. 所以, 從氫生產站, 氫存儲站, 運輸車輛, 氫加油站, 到氫燃料電池車輛, 氫需要測試, 儘早發現洩漏, 閥門立即關閉並發出警報以減少安全危害.

另外, 對於氫燃料電池車輛, 氫傳感器不僅可用於監測氫洩漏在氣罐和堆棧端, 但也檢測到廢氣中氫的濃度. 燃料電池車輛還可以根據這些監視信息實時分析堆棧的性能和反應程度, 為了及時調整相關輸入指標或數據配置，以實現車輛安全有效的操作.

所以, 氫燃料電池車輛傳感器具有很高的價值. 主要是氣體洩漏傳感器, 壓力傳感器, 溫度傳感器, 溫度, 濕度和壓力集成傳感器, 空氣流傳感器, ETC.

例如, 氫傳感器包括敏感探針, 電路板, 外殼和相關的結構組件; 傳感器和外部之間的接口主要是通信接口, 這些子系統是有機組合的，形成了氫傳感器組件. 安裝氫傳感器的主要功能是確保氫燃料電池車輛的安全操作. 眾所周知, 氫是一種易燃的爆炸氣. 對於氫燃料電池車輛, 氫傳感器可以檢測到氫濃度何時超過安全範圍，並在及時輸入警報信號. 車輛系統將立即採取相應的電力安全保護措施，以防止安全事故.

氫傳感器不僅可用於監測氫洩漏在氣罐和堆棧端, 而且還可以檢測排氣中的氫濃度. 氫燃料電池車輛還可以根據這些監視信息實時分析堆棧的性能和反應程度, 為了及時調整相關的輸入指標或數據配置，以實現車輛安全有效的操作.

例如, 氫溫度傳感器主要用於氫壓檢測. 它使用316升不銹鋼外殼, 可以很好地抵抗氫的含氫和滲透, 及其可靠性, 準確性和耐用性很高, 可以有效地滿足市場上燃料電池和其他氫能源的溫度測量工作. 另外, 新氫溫度傳感器的靜態工作壓力可以達到160bar (比一般壓力要求高得多), 測量範圍為-40℃至 +100°C.

先生. Zeng, 氫溫度傳感器製造商, 告訴研究人員: “國家標準對氫燃料電池車輛的氫安全有要求. 應將車輛所需的氫傳感器數與太空佈局結合使用, 通風, 安全, ETC. 一般來說, 發動機至少需要一個, 氫儲罐, 座艙 (在車內), 而且尾管也需要一個。”

“值得一提的是，氫傳感器被分為許多規格，範圍也不同. 不同的燃料電池模型和同一模型的不同位置對氫傳感器有不同的要求. 如果需要高溫和濕度抗性和高精度, 價格會更昂貴. 基於考慮車輛需求和降低成本, 用戶通常以全面的方式選擇氫傳感器解決方案. ”

“從技術角度, 汽車氫傳感器與消費者傳感器不同. 他們的工作條件非常複雜，需要與車輛一起體驗更嚴重的高溫和低溫. 他們還需要抵抗外力 (例如振動, 影響, ETC。). 汽車氫傳感器產品的開發需要滿足汽車產品開發的基本要求和過程, 從系統需求描述和分析開始, 並逐漸迭代設計, 分析, 確認, 和車輛測試以確保全面性, 可靠性, 和產品的安全. ”

2. 溫度傳感器銷售渠道和人力資源的應用
“中游電池堆棧行業的渠道銷售人員以及用於氫能車輛和氫燃料電池溫度傳感器的渠道銷售人員具有重疊的渠道，並且客戶資源重疊. 銷售人員可以通過在這兩個行業中切換工作來實現無縫連接。”

“我們的溫度傳感器公司招募了氫燃料電池和氫能汽車行業的銷售需求, 還可以準確搜索這些行業的渠道銷售人才。”

溫度傳感器公司的銷售團隊分析了第一波氫能車輛和氫燃料電池的商業周期正在開放, 因此，不難決定 “氫能汽車/氫燃料電池行業銷售團隊” 可以準備和建立. 通過整理客戶清單和氫能汽車和氫燃料電池製造商的區域分佈, 該區域佈局和施工成本 “氫能汽車/氫燃料電池行業銷售團隊” 很清楚.

3. 在營銷和促進溫度傳感器中的應用
已經有垂直的離線活動來促進氫燃料電池和氫能媒介物溫度傳感器. 組織包括國際氫燃料電池協會和中國氫能聯盟, 活動包括世界氫能技術會議和展覽, ETC.

促進氫燃料電池和氫能汽車溫度傳感器在線的主要方法是內容營銷. 構建PC網絡, 微信帳戶和進行可以解決用戶需求的內容操作是基本技能, 並建立涵蓋百度的內容營銷生態系統, Zhuhi, Xiaohongshu, ETC. 搜索引擎是大型市場.

4. 在溫度傳感器的投資和融資中應用
從整個氫能產業鏈的角度來看, 資本的最大受益者是氫燃料電池的核心組成部分，例如中游電池系統, 堆棧, 和膜電極 (某物). 例如, 您可以考慮為氫燃料電池的溫度傳感器提早安排. 氫能汽車供應鏈公司和溫度傳感器適合共同投資，並共同為普通客戶服務.