氢能源作为一种清洁能源，其安全性问题一直是公众和专业人士关注的焦点。氢气的易燃易爆特性使得人们对其安全性存在担忧，但通过科学的管理和严格的安全措施，氢能的安全性是可以得到保障的。下面将从多个角度对氢能源的安全性进行深入分析：
1. 物理特性
-易燃性： 氢气是一种极易燃的气体，燃点只有574℃，而且燃烧速度较快。
- 爆炸性：氢气的爆炸极限体积分数在4%到75.6%之间，这意味着在这个范围内遇到火源可能会发生爆炸。
- 泄露性：由于氢分子直径小，质量轻，相比其他气体或液体燃料更容易从缝隙或孔隙中泄露。
- 扩散性：氢气在空间中的上升速度快，横向移动扩散也快，泄漏时会迅速扩散，降低浓度。
- 氢脆现象：长期接触或特定工艺过程中，氢气可能导致金属材料机械性能退化，发生脆断。
2. 安全控制策略
- 被动安全系统：包括排空口和氢瓶及氢管路上的安全阀，无需电气控制的机械部件，如管道内氢气压力过高时，安全阀会打开，排放过压氢气。
- 主动安全系统：以氢系统控制器为核心，通过电气控制，各传感器监控状态异常时，能主动控制阀门动作，关闭供氢系统，保证车辆和人员安全。
3. 国际安全标准
- ISO 23273:2013：规定了燃料电池汽车车内外的氢安全防护和对人体防护方面的要求。
- GTR 13法规：适用于标称工作压力不超过70 MPa的氢系统，规定了正常使用情况和碰撞等特殊情况下，氢气的泄露、排放和报警故障的要求。
- SAE J2578标：规定了燃料电池汽车的安全准则和方法，提出了氢燃料电池系统集成在整车上的特殊要求。
4. 储氢安全措施
- 碳纤维复合材料储氢罐：强度高，刚度大，即使在高速追尾碰撞中也不易变形。
- 氢传感器和泄压阀：能够检测周围氢气含量，一旦发生泄漏，会关闭储氢罐阀门，防止氢气泄漏。
5. 尾气排放安全
- 含氢尾气排放问题：氢气密度低，扩散快，即使是SAE制定的燃料电池尾气排放标准，也仅要求排出设备尾气中的氢气含量低于4%的爆炸极限。
- HOGE技术：一种含氢尾气消纳技术，能将燃料电池含氢尾气中低含量的氢气与过量氧气催化成水，提高安全性。
此外，在深入了解氢能源的安全性后，可以看到，尽管氢气具有易燃易爆的特性，但通过科学的设计和严格的安全措施，其安全性是有保障的。例如，现代的Nexo车在进行枪击试验时，即使储氢罐被打孔，火焰也是往天上喷，并没有发生爆炸。这些实验和实践表明，氢能源在适当的安全措施下是可以安全使用的。
对于氢能源的安全性问题，应当持有理性的态度。不能因为氢气的某些特性就对其一概而论，而应该基于科学研究和技术进步来评估其安全性。同时，公众的安全意识和对氢能源的正确理解也需要进一步提高。在未来的发展中，随着技术的进步和安全标准的完善，氢能源的安全性将得到更好的保障，其在新能源汽车领域的应用也将更加广泛和安全。
原文始发于微信公众号（氢能源生产工艺）：氢安全我们一起守护
