关于氢/氦的争论——一种更聪明的接触空气的方式

世界各地每天都发射气象气球，收集湿度、温度、压力、风速和风向等大气数据。在世界上一些最偏远的地区，气象组织在大约800个不同的地点进行高空观测，依靠氢气和氦气等气体升起气象气球，以便捕捉数据。

最近，有很多关于应该使用的气体类型的争论以及该怎么办，以便在需要时容易获得气体。

氢/氦争论

在气象气球市场上，从气象用户到民间政府，再到军方，出于对氢气安全性的考虑，许多组织都经常使用氦气。

质子交换膜（PEM）技术的引入带来了氢的产生变化。该技术使纯氢能够以仅使用电力和水的可靠，安全和经济高效的方式生产纯氢。

质子交换膜电解槽销往世界各地，在气象领域以外的广泛应用，包括气相色谱、电厂涡轮发电机绕组的冷却、电子制造和热处理。这些电解槽在各种占空比和环境中都具有很高的可靠性。

一些气象机构，如美国国家气象局和加拿大环境部，在过去40年里一直在使用氦气，现在允许一些地点用氢气填充气球。这一转变的两个主要原因是可用性和价格。

由于许多探空气球站位于偏远地区，向这些地区输送气体是一个困难的过程。在高压钢瓶中输送氦气或氢气也有一定的风险。现场制氢系统的部署将使偏远地区的观测不存在运输和高压钢瓶中储存这些气体所带来的后勤困难和风险。

氦的可得性是有限的，但在任何地方、任何时间只使用电和水就可以生产氢。不可靠的氦气供应束缚了该组织在气球市场的手脚，也限制了他们获取数据的能力。

由于预算有限，气象机构不准备用不可靠且昂贵的氦气供应来冒险收集高空数据。

生产安全、廉价的氢

这些组织也认识到氦和氢的价差。有限的氦供应提高了采购价格，使其更难获得，现场制氢解决了这两个问题。

与氦气相比，现场氢气产生消除了成本，交付和稀缺等问题。可以产生各种经济有效的方式来产生氢气，包括：

• 通过蒸汽重整等化学反应进行现场生产——从天然气或其他碳氢化石燃料中生成氢的过程
• 通过固体聚合物电解质(PEM)电解
• 通过电解液氢氧化钾(KOH)进行现场生产
• 使用氢氧化钙盒

固体是更好的

利用化石燃料进行现场制氢对于气象气象气球来说是负担不起的，因为这一过程的复杂性、燃料成本和相关风险。

从水和电中产生氢气的发电系统有两种主要选择:KOH电解和PEM电解。PEM电解使用固体聚合物电解质。

PEM和KOH电解之间存在许多差异，KOH电解系统存在更多的缺点和安全风险。例如，KOH体系使用危险的腐蚀性化学物质，如氢氧化钾。此外，KOH系统通常采用平衡压力设计，当氧气和氢气混合时，会导致爆炸/火灾风险。

相反，PEM系统不需要危险化学品，并且它们也使用差压设计，从而消除了与两个气体混合相关的风险。

此外，PEM系统不需要处理或处置危险的电解质化学物质，不会对环境和人员的安全健康造成不利影响。

PEM系统使用固体电解质从纯水和电中生成氢。后者可以由太阳能电池板产生，使现场氢气生产独立于当地电网及其局限性，这是一个至关重要的二次好处。

易于维护

KOH制氢系统和PEM制氢系统的维护需求也不同。例如，KOH系统组件在每次系统启动和关闭时都会腐蚀。此外，KOH系统通常每年需要40多个小时的维护。相反，PEM系统只需要大约四个小时。

PEM系统所需的操作空间要小得多。这些系统的组件是独立的，比商用KOH系统更小的机柜。PEM系统不需要单独的防爆室。对在偏远地区预算有限的气象团队来说，占地面积较小的制氢系统很有吸引力。

随着上部空气场的增加转向现场氢气发生器，重要的是考虑到生产气体的最实用的选择：质子交换膜系统。

Nel氢气s系列制氢系统

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该信息已被采购，从NEL氢提供的材料进行审查和调整。欧洲杯足球竞彩

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