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更新時間:2025-09-02
點擊次數: 在氫氣雜質譜系中,總鹵化物(如HCl、Cl?)和總硫化合物(如H?S、COS)因其對催化劑和材料的強腐蝕性與毒化作用,被視為“頭號公敵”。然而,它們的檢測卻長期面臨巨大挑戰。GB/T 37244-2018對這兩類物質的限值分別設定在0.05 μmol/mol和0.004 μmol/mol,達到了ppb級別,這對檢測技術提出了近乎苛刻的要求。
總硫化合物的檢測難點在于其形態多樣且濃度極低。傳統的檢測方法容易受到氫氣基體的干擾,靈敏度不足。GB/T 37244-2018引用 ASTM D7652,采用 氣相色譜-硫化學發光檢測法(GC-SCD),正是為了解決這一難題。SCD技術將含硫化合物在高溫反應爐中轉化為SO?,再通過臭氧誘導的化學發光反應進行檢測。這一過程對硫元素具有高度專一性,幾乎不受其他雜質干擾,靈敏度可達ppt(萬億分之一)級,完美滿足了燃料電池用氫的檢測需求。
相比之下,總鹵化物的檢測更具挑戰性。鹵化物形態復雜,包括無機物(HCl、Cl?)和有機物(R-X),且缺乏像SCD那樣高度專一的檢測器。GB/T 37244-2018在附錄A中規定了 吸收-離子色譜法 作為規范性方法。該方法的核心是將氫氣樣品通入去離子水中,鹵化物(主要以HCl形式)被水吸收形成鹵離子(Cl?)。隨后,利用 離子色譜法(IC) 對吸收液中的Cl?進行定量。這種方法巧妙地將氣態雜質轉化為易于檢測的離子,規避了直接檢測的困難。
然而,該方法也存在明顯短板:流程繁瑣,屬于離線檢測,且對采樣、吸收效率和離子色譜的穩定性要求極高。如何實現總鹵化物的在線、快速、高靈敏度檢測,仍是行業亟待突破的技術瓶頸。目前,基于質譜(MS)或傅里葉變換紅外光譜(FTIR)的聯用技術正在探索中,但距離成為標準方法尚有距離。攻克總鹵化物的檢測難關,是保障下一代燃料電池可靠性的關鍵一步。