氢气的危险：危害与工业风险

绿色氢气，新的埃尔多拉多

在过去几个世纪里，人类活动的加剧导致我们达到了许多地球极限，比如生态系统和自然资源的枯竭。另一个问题是大气中二氧化碳浓度和温室气体排放量，这些与全求变暖和气候变化直接相关。

为了应对当前政治和经济环境加剧的能源危机，各国通过巴黎协定承诺控制全求变暖（2年至1850年间目标限值为2100°C）。目标是减少排放，同时用开发新的可持续和可再生能源来替代对化石燃料的需求。

在这些替代方案的核心，氢气被视为未来的燃料。氢气可以被生产、储存、运输和使用。在法国层面，氢能产业获得了7亿欧元的资金支持，2030年目标明确：开发绿色燃料，完全无碳氢气。

氢能的工业挑战是通过大规模生产可持续、低碳燃料氢气，参与能源转型。

这意味着大规模部署制造技术（蒸汽重整、部分氧化、气化、电解）以及系统性考虑贡献与能源成本平衡（Carbone 4研究 - 2022年<>月：低碳氢：在脱碳世界中相关的中期用途是什么？)

一个正在变异的行业

有许多参与者，也有多种策略可以利用氢气中蕴含的能量。

一些参与者设想氢气以气态形式重新注入到专用管道网络中，这些管道可以是纯氢气，也可以根据市场需求与其他气体混合。

还有人考虑通过燃料电池进行初步储存。在这种情况下，氢燃料将以气态或液态储存，然后用于第二步的电力生产。

如果我们从全求角度推理，有些因素将在这一方法中发挥关键作用，尤其是在该地区能源的分配、路由和储存方式，以实现相关用途的脱碳（出行、工业、供暖/供电、额外能源等）。

那么问题来了：处理氢气存在哪些风险？这些设施又该如何安全？

氢气的安全问题

氢气安全问题确实存在。其中一个主要难题是该工业部门的年轻化，该部门仍在建设中，部署模式尚未确定。

氢气，一种易燃气体

首先，氢气是一种低毒性气体。然而，它极易燃且反应性强。

这种气体能够在非常大的范围内（体积比为4%到77%）与空气形成爆炸混合物，甚至在温度或压力大幅上升时（数十巴范围内的大规模泄漏）自发爆炸（来源：INRS）。

提醒一下，可燃气体或液体在与氧化剂（纯氧、浓缩空气或天燃空气）接触时，在混合物比例的下限（LEL）和上限（UEL）范围内，并且存在能量输入时，可能会点燃。在LEL以下，混合物中燃料不足以点燃;在及低点上，混合物中没有足够的氧化剂以点燃。

氢气泄漏的风险

考虑到氢气的易燃性是工业中一个普遍存在的问题，用于保护生产和能源转换现场的人员和设备，以及运输或储存过程中。

无论哪种情况，泄漏风险都很大。根据科学估计，生产和使用一吨氢气可释放5至30公斤氢气。这个范围对气候的影响相当于1到6吨的一氧化碳2.

氢气是一种非常易燃的气体，爆炸和火灾的危险是真实存在的，且可能带来严重后果。

培训和意识的挑战

无论新兴用途如何，处理高度易燃气体都需要许多玩家的意识和培训。

每个人在各自的层面上，都意识到确保工业场地安全的必要性，无论是新手还是已有其他能源（例如天然气）的经验。

这一意识提升过程应涉及所有参与者：储能单元制造商（坦克、电池）、出行企业（汽车、铁路、航空与航天等）、基础设施安装商（配送、充电站），更不用说负责维护的承包商。

安全服务的创新

有哪些方法可以检测氢气泄漏？

如今，有多种方法可以检测氢气。可以使用经典的方法，即用肥皂水在每个候选组分上制造气泡。

还有微电子氢传感器（嗅探器），通过催化氧化与半导体合作。这些设备在某些用途上非常搞效，但也有一些局限性。特别是，它们需要能源供应（电力），但这并非总是可行，且存在显著的爆炸风险。

此外，检测是局部且准时的。例如，使用电子传感器监测管道中氢气泄漏的可能性是不可能的。这需要安装复杂的传感器网络。

在哪里检测氢气泄漏？

检测氢气的主要难点在于检测地点众多。传统上，传统气体泄漏的主要原因集中在连接处、接头和焊接处。

氢气的情况则复杂得多。氢分子很小。氢气泄漏的起因有多重：

由于氢分子极小，某些类型的材料会渗透，

关键部件因腐蚀或简单的机械疲劳而磨损，

泄漏源于压紧不良、拧紧以及反复振动后，

在外部冲击、过压或温度突然上升后完全破裂。

变色涂料：氢气泄漏检测

凭借我们在色彩智能领域的独特专业知识，OliKrom研发部门的团队设计并生产了变色材料，旨在追踪氢气泄漏。

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氢反应油墨和油漆的生产是预测性维护和工业安全的宝贵工具。它能够追踪大型表面上的氢气泄漏，无论环境条件如何：室内或室外使用、霜冻暴露、高温、恶劣天气。

使用变色墨水和颜料来标示氢气泄漏的特点是大家都能理解，无需电脑。这种方法

的另一个优点是它是在材料尺度上编程的化学现象，不需要任何能量或电能。颜色变化是自主发生的，只有当检测阈值被超过时才会发生。

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作为反应性墨水和颜料颜料合成与配方的专家，我们的团队不仅能够校准预期效果（可见光、红外和紫外的色彩调制），还能校准其活化条件（氢含量、校准泄漏、曝光时间）。

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