氢气传感器TGS2616在氢燃料电池行业的应用

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氢燃料电池是一种将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

氢燃料电池具有无污染、噪声低、高效率等特点。可以说是一种非常理想的能源利用装置，如果氢气来源是通过使用可再生能源（如太阳能、风能、水能）来分解水制取的，那么整个过程可以说是最清洁的，可以说氢燃料电池是“零排放”的清洁能源氢气的利用对于可持续发展十分重要，正在渗透我们生活的各个方面。

尽管氢燃料电池好处多多，但也还有许多需要解决的问题。比如能量源氢气在运输、存储、应用过程中可能发生泄漏。
氢原子（H）是世界上最轻的原子。通常被称为氢气的是2个氢原子结合而成的气态氢分子（H2）。

正因为它非常小所以很容易泄露和扩散，而且无色无味，人们很难察觉其泄露与否。爆炸浓度范围广，爆炸下限4.0vol%、爆炸上限75.6vol％。爆炸范围是一般的可燃性气体（甲烷、丙烷、异丁烷）的4倍，因此氢气十分危险。

工业场所一般要求燃气在空气中达到一定含量就发出报警信号，低报一般要求在5%LEL~25%LEL，如果有高报，就设定在50%LEL。（GB15322.1-2019里面4.3.1.8有说明，氢气100%LEL对应4%vol）。
制氢机这一块又有另外的标准，要求氢气在空气中的含量达到0.4%vol就要发出报警信号，达到1.6%vol就要停机。（GB/T31138-2022里面6.4.9有说明）
因此对于H2泄露的报警要求至少要在4000PPM前就要进行报警！！！
在这里，给大家介绍一款由深圳市新世联科技代理的Figaro品牌的非常适合用于氢气泄漏检测的传感器：TGS2616

原理：

当氧化锡粒子在数百度的温度下暴露在氧气中时，氧气捕捉粒子中的电子后，吸附于粒子表面。结果，在氧化锡粒子中形成电子耗尽层。由于气体传感器使用的氧化锡粒子一般都很小，因此在空气中整个粒子都将进入电子耗尽层的状态。这种状态称为容衰竭（volume depletion）。相反，把粒子中心部位未能达到耗尽层的状态称为域衰竭（regional depletion）。使氧气分压从零（flat band开始按照小（[O-](Ⅰ)）→中（[O-](Ⅱ)）→大（[O-](Ⅲ)））的顺序上升时，能带结构与电子传导分布的变化如下图所示（[O-]：吸附的氧气浓度）。在容衰竭（volume depletion）状态下，电子耗尽层的厚度变化结束，产生费米能级转换pkT，电子耗尽状态往前推进则pkT增大，后退则pkT缩小。

TGS2616-C00 用于检测氢气的气体传感器
TGS2616-C01 内含全新开发的敏感素子，受酒精等干扰气体的影响极小，而对氢气具有较高的选择性。

特点 ：
对氢气具有高选择性
体积小、功耗低
应用电路简单