近年來，氫能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的二次能源，正逐漸被約40個國家視為氣候友好型能源解決方案的重要選項。我國各部委已密集出臺各項氫能支持政策，產(chǎn)業(yè)集群不斷壯大，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已具燎原之勢。
值得注意的是，氫氣作為一種容易泄漏的氣體，常態(tài)下極易燃燒和爆炸。如何在制、儲、運、用等環(huán)節(jié)中，利用氫氣傳感器等檢測儀器又好又快滿足本土產(chǎn)業(yè)需要成為關(guān)注焦點。
一方面，由于國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)處于起步階段，純國產(chǎn)化產(chǎn)品從零開始開發(fā)到成熟，需要很長的周期，需要大量的試錯積累；另一方面逐漸鋪開的市場需要合格的設(shè)備和工藝，也需要快速交付。
在此背景下，借助“中德2+2”氫氣傳感器合作項目這一契機，山東西微信息技術(shù)有限公司（簡稱“山東西微”）聯(lián)合北京理工大學前沿技術(shù)研究院（簡稱“北理工前沿技術(shù)研究院”），積極引進國外先進技術(shù)，通過消化、吸收和轉(zhuǎn)化，走出了一條為本土氫能安全和高效發(fā)展賦能的新途。
那么，氫氣傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀如何？本土氫氣傳感器企業(yè)與國外相比有何差距？山東西微的氫氣檢測產(chǎn)品有何競爭優(yōu)勢？未來有哪些發(fā)展方向？圍繞以上種種問題，感知芯視界編輯部日前采訪了北理工前沿技術(shù)研究院傳感智能技術(shù)創(chuàng)新中心主任、山東西微董事倪小龍，和他聊聊“氫風來襲”下的獨家見解和觀點。
圖：北理工前沿技術(shù)研究院傳感智能技術(shù)創(chuàng)新中心主任、山東西微董事倪小龍
倪小龍，高級工程師，1984年于東南大學（原南京工學院）無線電工程系畢業(yè)后，先后在江蘇某工廠、研究所工作，參與了多項國家與行業(yè)電子標準的制修訂。1998年后，長期在工業(yè)和信息化部（信息產(chǎn)業(yè)部）科技司高技術(shù)處，進行信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)科技規(guī)劃編制、重大項目管理、推進技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)學研相結(jié)合等工作。
氫能安全發(fā)展 氫氣傳感器價值凸顯
氫能源被譽為21世紀最清潔能源。追溯氫能發(fā)展歷史，其第一波熱潮是1973年石油危機引發(fā)的替代能源研究。第二波則是上世紀90年代，由于石油價格上漲嚴重，氫能再次作為替代燃料被關(guān)注。但后來隨著石油價格的下跌，氫能的熱度自然下滑。
但近些年的氫能逐漸成為世界能源的“新寵”，與前兩次顯然有一個關(guān)鍵的不同點。倪小龍談到，“為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，全球正在積極應(yīng)對氣候變化。氫能是很多國家實現(xiàn)脫碳目標的重要方案，是解決氣候問題的關(guān)鍵拼圖?！?
近年來，日本、美國、歐盟、韓國等國家和地區(qū)逐步明確了氫能在國家能源體系中的戰(zhàn)略地位。我國國家發(fā)改委、國家能源局于2022年3月發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》，正式將氫從?；范x為未來重要的能源載體。
業(yè)界稱2022年是氫能爆發(fā)元年，氫能相關(guān)的地方性產(chǎn)業(yè)政策、項目投資、研究報告都呈指數(shù)級增長。倪小龍認為，“不管是從投資、科技創(chuàng)新角度，還是拉動地方經(jīng)濟發(fā)展角度，氫能產(chǎn)業(yè)都是亮點和重點?！?
同時，他也提醒道，“氫氣分子很小，在生產(chǎn)、儲存、運輸和使用的過程中容易泄漏。在空氣中氫氣濃度在4%—75%范圍內(nèi)極易發(fā)生爆炸，需要實時掌握氫氣各方面的數(shù)據(jù)。而任何一個數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都離不開傳感器。氫氣傳感器是氫能領(lǐng)域的關(guān)鍵零部件之一?！?
圖：山東西微氫氣泄露檢測儀應(yīng)用
目前，典型測氫氣的傳感技術(shù)主要運用了紅外線、金屬氧化物半導體、催化法等方法。倪小龍介紹道，這幾種方式各有優(yōu)缺點。
紅外線傳感器，是用紅外光譜分析的方式來監(jiān)測，運用紅外光源照射管線中的氣體，并在管線另一側(cè)查看光線或是光譜是否出現(xiàn)變化，優(yōu)點是精度高，但成本比較高，一般只在實驗室作為研究設(shè)備來使用。
金屬氧化物半導體（MOS）氫氣傳感器，其金屬氧化物層的電阻隨溫度和周圍空氣中的氫含量而變化。從測量的角度來說，它比紅外傳感器的準確度略低，但利用MEMS工藝規(guī)模化量產(chǎn)后，整體上性價比更高。
