世界各地都在为实现氢能移动出行及其基础设施建设进行大量投资。

这是因为对寻求进一步提高效率和减少排放的汽车制造商而言，氢燃料电池技术越来越具有吸引力。氢燃料电池汽车（以下，称为“氢能汽车”）使用燃料电池，通过氢气和氧气之间的化学反应来发电，从而驱动电动机使汽车行驶。氢能汽车不排放有毒废气的同时，还具有大型车辆所需的马力和扭矩。

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氢燃料电池技术前景广阔，其市场也正在迅速扩大。政府和行业领导者正采取措施解决引入氢燃料电池过程中面临的问题，积极投资以支持和发展氢气运输。世伟洛克（Swagelok）将组件视为随着普及而快速增加的基础设施的一部分，致力于提供最佳解决方案，以最大程度地激发氢燃料电池技术用于车辆本身的潜力。

为了提高氢能汽车和基础设施运营的可靠性，在选择用于氢气的组件时必须三思而后行。下面将介绍选择过程中应当注意之处。

材料选择的重要性：在使用管接头时，对腐蚀的控制非常重要，但氢气储存具有其特有的难题。氢能汽车结构中常用的部件（配件，阀门，管等）大部分都会使用一种叫做316不锈钢的合金，而氢脆化很可能对该合金造成不良影响。

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导致氢脆化的一个原因是氢气由微小分子组成。也就是说，由于氢分子非常小，它们会侵入材料的立方晶格网壁并使分子键断裂，从而导致材料劣化。实际上，研究已经证实，当发生氢脆化时，不锈钢因品质不同，有的会像铸铁一样变得非常脆，很容易破裂。

因此，在设计氢气基础设施时，必须特别注意不锈钢的成分。增加铬和镍含量可提高延展性和耐腐蚀性，从而防止氢脆化。美国材料与试验学会（ASTM）要求316不锈钢的镍含量必须为10％以上，但要解决氢气特有的问题，不锈钢的镍含量最好是高于12％。世伟洛克使用的不锈钢的镍含量正是在12%以上。

在压力下的性能：在任何流体系统中防止泄漏都很重要。但是，在为氢能汽车或其基础设施选择连接组件的类型时，另有需要特别考虑的事项。

首先，氢气是在高压下被压缩而储存的。换句话说，压力越高，存储的压缩氢气量越大，从而续航距离越长。目前的氢能汽车可根据需求将氢气存储在35MPa或70MPa的压力下。例如，大多数主要用于短途使用的公用车因为可以每天返回驻地补充氢气，因而采用35MPa的压力即可，而卡车等车辆需采用70MPa的压力以保证长距离行驶。制造商的目标是实现续航里程1,000公里。现有的零部件无法应对更高压力，因此需要具有更高性能的组件。

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抗振性也很重要。在一般工业应用中，抗振性的重要性已不言而喻，用于氢气应用的接头和连接组件更需要能够承受车辆行驶中的持续振动。例如，锥形和螺纹接头是手工制作的，另外，管件预处理的质量也会因操作员而异，但是在氢气应用中决不允许任何细微的失误。微小的氢气分子可以通过极小的间隙泄漏，即使最小量的泄漏也可能造成不可挽回的后果。为获得最佳性能，需要采用如世伟洛克FK系列接头等先进且具有连贯性的技术。

适用于应用规格的组件：在氢气运输的所有领域，对设计和组件的要求根据车辆各不相同。以使用大量氢燃料电池的公交车为例，对于车顶装有储氢罐的公交车结构而言，要求具有长途汽车所不具备的灵活性。因此，相比硬质的碳钢管，更适合使用可以承受35MPa压力的可靠软管以获得所需的灵活性。

简而言之，选择符合正确标准的软管极其重要。对用于氢气应用的管件和接头的316不锈钢而言，需要考虑其组成成分，出于与以上同样的原因，带有金属外覆层的聚合物芯软管不适用于氢能公交车。设计时，软管的选择要考虑相同的问题，并选择由适合特定应用的优质材料制成的产品。

强大的支持：为了最大程度地激发氢气运输的潜力，建议设计人员和制造商与在氢领域拥有广泛专业知识的组件供应商合作。

参考日本报道原文：https://www.swagelok.com.fr/ja-JP/blog/component-selection-hydrogen-vehicles

为氢燃料电池汽车选择最合适的组件