氫風勁吹！傳感器技術如何化解氫氣安全困局？

在全球應對氣候變化與能源轉型的迫切需求下，氫能以其零碳排放（使用綠氫時）和能量密度高的優勢，正以前所未有的速度從藍圖走向現實。

預計到2030年，全球氫能需求將超過1.5億噸，直接投資額達3200億美元；到2050年，氫能需求可能增至當前的10倍，產業鏈產值突破2.5萬億美元，占全球終端能源需求的10%-20%。

氫燃料電池汽車、工業深度脫氫、大規模可再生能源儲能等應用場景正加速落地，一個龐大的氫能產業生態圈正在形成。

然而，氫氣的廣泛應用也帶來了不容忽視的安全挑戰。

氫氣是自然界最輕的氣體，具有極強的擴散性和滲透性，極易在密閉或半密閉空間中積聚。更關鍵的是，其爆炸極限范圍極寬，且點燃所需能量極低，一個微小的火花或靜電放電就可能引發災難性事故。

同時，氫氣無色無味，人類感官無法直接察覺其泄漏。歷史上，無論是工業設施還是早期氫能示范項目（如挪威、韓國加氫站事故），都曾因氫氣泄漏、積聚引發爆炸，造成嚴重損失，凸顯了實時、精準監測的不可或缺性。

正是在這一背景下，氫氣檢測傳感器成為了保障氫能安全發展的“生命線”和“哨兵”。其核心價值在于能在潛在危險濃度形成之前，快速、準確地識別氫氣泄漏，為及時預警和啟動應急措施贏得關鍵時間。

現代氫氣傳感器技術多樣，主要包括電化學型、半導體型、催化燃燒型等。當前研發聚焦于提升靈敏度、選擇性、響應速度、長期穩定性及在極端溫濕度環境下的可靠性，并積極探索納米材料、MEMS技術等前沿方向以優化性能。

電化學型氫氣傳感器

MEv-GH01/GH02氫氣傳感器是燃料電池型傳感器，氫氣和氧氣在工作電極和對電極上發生相應的氧化還原反應并釋放電荷形成電流，產生的電流大小與氫氣濃度成正比并遵循法拉第定律，通過測定電流的大小即可判定氫氣濃度的高低。

ZE630-H2是一個通用型、小型化的氣體檢測模組。該模組搭載燃料電池型的電化學扣式傳感器，不僅功耗低，還能有效避免傳統電化學傳感器漏液風險。在電路方面，采用儀表放大器、高精度AD轉換器等，將檢測的氣體濃度轉換成數字信號，并可通過串口、PWM等信號進行數據傳輸，不僅信號穩定，還可進行多項選擇。

半導體氫氣傳感器

MP-810/MPv-820氫氣傳感器采用多層厚膜制造工藝，在陶瓷基片上制作加熱、測量電極和金屬氧化物半導體氣敏層，封裝在金屬殼體內。當環境空氣中有被檢測氣體存在時傳感器電導率發生變化，該氣體的濃度越高，傳感器的電導率就越高。通過電路將這種電導率的變化轉換為與氣體濃度對應的輸出信號。

MEMS氫氣傳感器

MPA-2011B 氫氣傳感器采用 MEMS 工藝把檢測元件和參比元件配對組成雙臂電橋，遇氫氣時檢測元件電阻升高，參比元件電阻不變，橋路輸出電壓變化，該電壓變化量隨氫氣濃度增大而增大。

氫氣檢測傳感器雖小，卻是撬動萬億氫能產業安全發展的關鍵支點。持續推動傳感器技術的創新與普及，為制氫、儲運、加注、應用全鏈條構建堅實可靠的安全基石，也是助力氫能真正安全融入現代化能源體系的重要組成部分。