燃料電池的安全性是燃料電池發(fā)展過(guò)程中避不開(kāi)的話題，隨著技術(shù)的進(jìn)步，燃料電池的安全性已經(jīng)大大提升，但近些年燃料電池事故仍頻繁走入人們的視野。

燃料電池使用的氫由于其本身的物理特性，在制取、儲(chǔ)運(yùn)、使用的過(guò)程中都有造成財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn)。

氫燃料電池汽車多數(shù)使用高壓儲(chǔ)氫罐進(jìn)行儲(chǔ)氫，有泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，加之氫氣密度小，擴(kuò)散快，且無(wú)色無(wú)味，使得氫氣泄漏后很難被察覺(jué)。如果泄漏量較小，氫氣擴(kuò)散到空氣中，危害較小，不易引起大規(guī)?；馂?zāi);如果處于相對(duì)封閉的環(huán)境中，由于易燃易爆的物理特性，氫氣大量泄漏后很容易引起爆燃。

從發(fā)生過(guò)的氫燃料電池起火爆燃事件來(lái)看，事故大多是設(shè)備故障，氫氣泄漏導(dǎo)致的。

2023年上半年，豐田曾宣布其正在測(cè)試中的液氫卡羅拉(配置|詢價(jià))賽車氣態(tài)氫管發(fā)生泄漏，導(dǎo)致起火。

2023年7月，美國(guó)加州一輛氫燃料公交車在加氫站加氫時(shí)發(fā)生爆燃，公交車被毀，加氫站的加氫設(shè)施受損。據(jù)公交車所屬公司報(bào)告，事故原因是儲(chǔ)氫罐在加氫時(shí)爆炸。

因此，在燃料電池系統(tǒng)的使用過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制氫氣的使用環(huán)境和火源，以避免發(fā)生爆炸事故。

除了設(shè)備故障之外，錯(cuò)誤的移動(dòng)、拆裝和使用等人為原因也造成了較多事故。

2023年6月，位于荷蘭鹿特丹的一輛運(yùn)輸拖車，由于氫氣閥門在組裝過(guò)程中螺栓擰緊不當(dāng)，閥門上的O形圈爆裂造成氫氣泄漏。

因此燃料電池系統(tǒng)的包裝和管道等部件需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的氣密性檢測(cè)和安全設(shè)計(jì)，并在使用環(huán)節(jié)加強(qiáng)規(guī)范管理，以減少氫氣泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

另外，燃料電池車尾氣中的氫氣濃度過(guò)高也有安全隱患。特嗨氫能數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)尾氣中氫氣含量超過(guò)4%時(shí)，遇到明火就有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，國(guó)標(biāo)GB/T24549也做出相應(yīng)規(guī)定，燃料電池汽車尾排氫濃度在任意時(shí)刻連續(xù)3s內(nèi)的平均氫氣體積濃度應(yīng)不超過(guò)4%，且瞬時(shí)氫氣體積濃度不超過(guò)8%。廠商也進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，通過(guò)多種措施控制尾排氫濃度，提高氫燃料電池車的安全性。

圖片來(lái)源：特嗨氫能檢測(cè)

有專家表示，燃料電池汽車的安全性問(wèn)題是復(fù)雜的問(wèn)題，跟燃料電池電堆、系統(tǒng)、氫系統(tǒng)、整車匹配設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管控、試驗(yàn)驗(yàn)證、售后服務(wù)、運(yùn)維管理等等多個(gè)因素是有關(guān)系的，而且這些因素之間會(huì)存在一個(gè)耦合的作用。燃料電池的安全問(wèn)題不可忽視，如果燃料電池系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)對(duì)操作人員和設(shè)備本身造成危害。

專家同時(shí)建議，在使用過(guò)程中，需要對(duì)燃料電池系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，并采取相應(yīng)的安全措施進(jìn)行防范。因此，加強(qiáng)氫氣泄漏檢測(cè)報(bào)警、完善相關(guān)設(shè)備設(shè)施的檢驗(yàn)流程顯得尤為重要。燃料電池廠商為保證電池系統(tǒng)的安全，已開(kāi)始在生產(chǎn)、使用等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。

森薩塔已研發(fā)出高壓氫氣壓力傳感器，以滿足對(duì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)壓力監(jiān)測(cè)的需求，并在材料上進(jìn)行優(yōu)化，避免金屬部件產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象，造成泄露風(fēng)險(xiǎn)。

康明斯利用大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車隊(duì)運(yùn)行狀況可視化，并在氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的使用維護(hù)方面進(jìn)行優(yōu)化，以保障氫燃料電池汽車運(yùn)營(yíng)的安全性。對(duì)車輛情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防患于未然。

世椿新能源也在研發(fā)并銷售裝堆機(jī)、氣密測(cè)試機(jī)、瑕疵檢測(cè)機(jī)、電堆系統(tǒng)組裝生產(chǎn)線等設(shè)備，用以在生產(chǎn)安裝環(huán)節(jié)優(yōu)化燃料電池的安全性。

目前國(guó)內(nèi)使用高強(qiáng)度碳纖維材料的35MPa儲(chǔ)氫瓶已實(shí)現(xiàn)批量化應(yīng)用，儲(chǔ)氫瓶具有相關(guān)的國(guó)家、國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足在氫氣加注過(guò)程中，儲(chǔ)氫罐溫度和壓力的快速變化，減少隱患，提升儲(chǔ)氫系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在氫燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用中，用戶對(duì)氫燃料電池的顧慮除了成本高和加氫難，安全性上是否有可靠的保障也成為他們最為關(guān)注的問(wèn)題。

聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)為使公眾對(duì)燃料電池更加認(rèn)可，起草了全球技術(shù)法規(guī)GTRNO.13《氫燃料電池汽車全球技術(shù)法規(guī)》，在法規(guī)中對(duì)氫燃料電池汽車的安全性作出了明確規(guī)定。

當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行大規(guī)模示范應(yīng)用，并在實(shí)踐中不斷出臺(tái)相關(guān)政策，制定產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，讓企業(yè)在生產(chǎn)和研發(fā)過(guò)程中有據(jù)可依，也保證用戶在使用時(shí)更加安全。

發(fā)改委發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》指出，加快推進(jìn)燃料電池技術(shù)創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)關(guān)鍵材料，提高主要性能指標(biāo)和批量化生產(chǎn)能力，持續(xù)提升燃料電池可靠性、穩(wěn)定性、耐久性。支持新型燃料電池等技術(shù)發(fā)展。著力推進(jìn)核心零部件以及關(guān)鍵裝備研發(fā)制造。加快提高可再生能源制氫轉(zhuǎn)化效率和單臺(tái)裝置制氫規(guī)模，突破氫能基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)節(jié)關(guān)鍵核心技術(shù)。開(kāi)發(fā)臨氫設(shè)備關(guān)鍵影響因素監(jiān)測(cè)與測(cè)試技術(shù)，加大制、儲(chǔ)、輸、用氫全鏈條安全技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

同時(shí)國(guó)家也制定燃料電池安全測(cè)試方法，在應(yīng)用的過(guò)程中查缺補(bǔ)漏，保證燃料電池使用的安全穩(wěn)定。

本月將開(kāi)始實(shí)施的GB/T 20042.2-2023《質(zhì)子交換膜燃料電池 第2部分：電池堆通用技術(shù)條件》就提到，燃料電池制造商應(yīng)對(duì)所有合理的可預(yù)見(jiàn)的危險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，在實(shí)際可行的條件下為燃料電池堆采取相應(yīng)的安全措施，對(duì)電堆爆燃能量進(jìn)行主被動(dòng)控制，確保能量釋放時(shí)不危及周圍環(huán)境。

同濟(jì)大學(xué)教授戴海峰表示：“燃料電池汽車總體的發(fā)展質(zhì)量和水平還在提高，安全性是它的關(guān)鍵指標(biāo)之一，應(yīng)該得到更多的關(guān)注?！?/p>

產(chǎn)品生產(chǎn)和使用標(biāo)準(zhǔn)化是產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)規(guī)范的制定不僅能加速技術(shù)革新，規(guī)范的制造和使用流程也有利于燃料電池安全性的提升。

在國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，扶持產(chǎn)業(yè)的當(dāng)下，更應(yīng)當(dāng)把握機(jī)會(huì)，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)、合理使用和嚴(yán)格的安全管理，來(lái)保證燃料電池系統(tǒng)的安全運(yùn)行，以此讓更多的用戶接受氫燃料電池，為發(fā)展提供更安全和可持續(xù)的能源解決方案。

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