在全球清潔能源轉(zhuǎn)型浪潮下，氫能憑借高效、清潔的特性成為焦點。

近日，河南省發(fā)布政策，明確 2025 年 1 月 25 日至 12 月 31 日期間，對通行省內(nèi)收費公路的氫能貨車免收通行費，彰顯了政府對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堅定支持，為氫能在交通運輸領(lǐng)域的推廣注入強勁動力。

截至2025年8月，全國共有11個省市出臺了氫能貨車高速公路通行費減免政策，覆蓋范圍從省級到市級。

需要關(guān)注的是，氫氣具有密度小、擴散速度快、燃燒范圍廣以及點火能量低等特性，一旦泄漏易引發(fā)燃燒、爆炸事故，威脅人員與財產(chǎn)安全。因此，氫能在生產(chǎn)、儲存、運輸、使用全流程的安全保障，成為產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的核心，用于氫氣泄漏監(jiān)測的氫氣傳感器正是這一過程中的 “隱形護盾”。

現(xiàn)代氫氣傳感器技術(shù)多樣，主要包括電化學(xué)型、半導(dǎo)體型、催化燃燒型、熱導(dǎo)型等。不同類型的傳感器基于各自獨特的工作原理，實現(xiàn)對氫氣的精準(zhǔn)檢測。

電化學(xué)型

氫氣和氧氣在工作電極和對電極上發(fā)生相應(yīng)的氧化還原反應(yīng)并釋放電荷形成電流，產(chǎn)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。

催化燃燒型

依托催化燃燒效應(yīng)，敏感元件為涂有鉑、鈀等貴金屬催化劑的鉑絲線圈。氫氣與氧氣在催化劑表面低溫燃燒放熱，使元件溫度升高、電阻變化，通過惠斯通電橋測電阻變化推算氫氣濃度。

半導(dǎo)體型

用氫氣與半導(dǎo)體敏感材料（如金屬氧化物、鈀基材料）的相互作用實現(xiàn)檢測。當(dāng)氫氣分子吸附并滲透到半導(dǎo)體表面時，會改變材料的電子濃度，導(dǎo)致電阻變化，通過測量電阻波動，即可推算氫氣濃度。

熱導(dǎo)型

利用氣體熱導(dǎo)率差異，內(nèi)部加熱元件（兼測溫）的平衡溫度由散熱速率決定，而散熱速率與氣體熱導(dǎo)率相關(guān)。氫氣熱導(dǎo)率約為空氣的 7 倍，存在時會加快元件散熱、降低溫度，通過測溫變化推算濃度。

MEMS工藝的發(fā)展，推動著氫氣傳感器微型化、智能化發(fā)展，使傳感器的尺寸、重量、功耗進(jìn)一步降低，適配多樣化的空間受限場景。

高選擇性 MEMS 氫氣傳感器MPA-2011B

在氫能貨車中，氫氣安全監(jiān)測傳感器承擔(dān)著保障車輛運行安全的關(guān)鍵使命。

氫氣傳感器可以實時對燃料電池系統(tǒng)中的儲氫罐和電池堆進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)氫氣泄漏情況，確保燃料電池系統(tǒng)的安全運行。車廂系統(tǒng)中的氫氣傳感器可以對車廂內(nèi)的氫氣濃度進(jìn)行實時監(jiān)測，與通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動，防止氫氣在車廂內(nèi)積聚達(dá)到危險濃度保障駕乘人員的人身安全。

加氫站作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是為氫能車輛提供氫氣加注服務(wù)的關(guān)鍵場所。在加氫機的加氫槍、加氫管道以及儲氫區(qū)的儲氫罐、閥門等關(guān)鍵部位，密集部署氫氣傳感器對氫氣的泄漏情況進(jìn)行全方位、實時的監(jiān)測，以最大程度地降低安全風(fēng)險，確保加氫站的安全運營。

加氫站與制氫廠之間通常通過輸氫管道進(jìn)行氫氣的輸送，輸氫管道的安全運行對于保障加氫站的氫氣供應(yīng)至關(guān)重要。利用氫氣傳感器對輸氫管道進(jìn)行檢測，能夠及時發(fā)現(xiàn)并精確定位泄漏點，避免引發(fā)安全事故。

安全可靠的傳感技術(shù)，正是支撐氫能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模商業(yè)化不可或缺的“安全帶”。未來，隨著 MEMS 工藝等技術(shù)的持續(xù)迭代，傳感器將以更微型化、低功耗、高智能的特性，為制氫、儲運、加注、應(yīng)用全鏈條保駕護航，助力實現(xiàn)能源清潔轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。