一、引言

在氢能产业链中，高纯氢气（≥99.97%）是燃料电池汽车、固定式发电系统的必需燃料。微量杂质（如CO、CO₂、H₂O、NH₃、总烃）会毒化催化剂、降低效率。通过化学计量手段实现氢气中ppb级杂质的精准分析，是保障供氢质量的核心环节。

二、杂质分析的基本原理

依据ISO 19880-8、GB/T 37244等标准，采用多技术联用策略：

气相色谱-热导/氦离子化检测器（GC-TCD/PDHID）：测定H₂纯度与永久气体；

傅里叶变换红外光谱（FTIR）：识别CO、CO₂、CH₄、NH₃；

腔衰荡光谱（CRDS）：实现H₂O、CO的ppb级在线监测；

硫化学发光检测（SCD）：检测H₂S、COS等硫化物。

三、核心技术与系统组成

超洁净采样与预处理系统
使用EP级不锈钢管路，配备过滤、除湿、稳压模块。

多检测器联用GC系统
一台仪器实现O₂、N₂、CO、CO₂、CH₄等同步分析。

标准气体溯源体系
使用NMI（国家计量院）认证的ppb级混合标准气。

在线/离线双模分析平台
支持加氢站、长管拖车、管道输氢的现场检测。

四、典型应用场景

加氢站出站氢气质量抽检
确保符合ISO 14687燃料级氢标准。

电解水制氢系统产物验证
评估碱性/PEM电解槽出口氢气纯度。

氢气长输管道腐蚀产物监测
检测H₂S、颗粒物等潜在污染物。

燃料电池堆性能衰减溯源
分析进气杂质是否导致催化剂中毒。

五、挑战与未来发展趋势

挑战：

氢气易泄漏，采样难度大；

某些杂质（如甲醛、甲酸）缺乏标准检测方法；

现场便携设备灵敏度不足。

未来方向：

发展车载式快速氢气分析仪；

推进AI辅助谱图解析与异常预警系统；

建立全国统一的氢气质量计量网络；

实现从制氢到用氢的全链条杂质监控体系。