突破性進(jìn)展：使用可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法實(shí)現(xiàn)高精度氫氣檢測(cè)
氫氣作為前景廣闊的清潔能源，在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。然而，氫氣的安全利用離不開(kāi)可靠的檢測(cè)技術(shù)。雖可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法(TDLAS)在氣體檢測(cè)方面表現(xiàn)出色，但由于氫氣在紅外區(qū)域的吸收較弱，利用TDLAS檢測(cè)氫氣一直是個(gè)挑戰(zhàn)。為克服這一難題，日本研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新的無(wú)校準(zhǔn)技術(shù)，顯著提升了氫氣檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度。
氫氣檢測(cè)：潛力與挑戰(zhàn)
氫氣輕質(zhì)、高能量密度、無(wú)污染，是理想的能源替代品。但氫氣的易燃性也帶來(lái)了相關(guān)安全隱患，因此，開(kāi)發(fā)可靠的氫氣檢測(cè)技術(shù)至關(guān)重要。
可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法(TDLAS)
TDLAS是成熟的氣體檢測(cè)技術(shù)，具有非接觸、原位檢測(cè)、高選擇性等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)通過(guò)測(cè)量氣體對(duì)特定波長(zhǎng)激光光的吸收程度來(lái)確定氣體濃度。然而，氫氣分子對(duì)紅外光的吸收較弱，使得TDLAS在檢測(cè)低濃度氫氣時(shí)面臨挑戰(zhàn)。
日本研究團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新
為解決這一問(wèn)題，由千葉大學(xué)工學(xué)院Tatsuo Shiina副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新的解決方案。他們通過(guò)精細(xì)調(diào)控TDLAS系統(tǒng)的壓力和調(diào)制參數(shù)，引入一種無(wú)校準(zhǔn)技術(shù)，顯著提高了氫氣檢測(cè)的靈敏度。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)整赫里奧特多通池(HMPC)的壓力，可擴(kuò)大氫氣吸收線的寬度，從而提高檢測(cè)靈敏度。他們還提出了一種基于諧波分析的無(wú)校準(zhǔn)方法，使系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同濃度的氫氣。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的TDLAS系統(tǒng)能夠在0.01%到100%的寬濃度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的氫氣濃度測(cè)量。隨著積分時(shí)間的增加，檢測(cè)靈敏度進(jìn)一步提高。
應(yīng)用前景
這種高靈敏度的氫氣檢測(cè)技術(shù)在氫能源領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。它可以用于氫燃料電池汽車(chē)的泄漏檢測(cè)，提高氫能源系統(tǒng)的安全性。
