GB/T 40045-2021 氢能汽车用燃料 液氢

　　ICS 75 . 160 . 20 F 19

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40045—2021

　　氢能汽车用燃料 液氢

　　Fuelspecificationforhydrogenpoweredvehicles—Liquidhydrogen(LH2)

　　2021-04-30 发布 2021-1 1-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40045—202 1

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由全国氢能标准化技术委员会(SCA/TC 309)提出并归口 。

　　本标准起草单位：北京航天试验技术研究所、中国标准化研究院、佛山绿色发展创新研究院、北京低碳清洁能源研究院、浙江大学、北京海德利森科技有限公司、中国电子工程设计院有限公司、江苏国富氢能技术装备有限公司、中国科学院理化技术研究所、北京航天雷特机电工程有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、高质标准化研究院(山东)有限公司。

　　本标准主要起草人：杨思锋、杨昌乐、杨燕梅、刘玉涛、郑津洋、王赓、何广利、鲍威、韩武林、刘建虎、李青、魏蔚、顾超华、时云卿、花争立、潘珂、张邦强、张慧、邓波、王志远、路征。

　　GB/T 40045—202 1

　　氢能汽车用燃料 液氢

　　1 范围

　　本标准规定了氢能汽车用燃料液氢(以下简称液氢)的技术指标、试验方法以及包装、标志、贮存及运输的要求。

　　本标准适用于贮罐贮存、管道或罐车输送的质子交换膜燃料电池汽车用燃料液氢。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 3634 . 2 氢气 第 2 部分：纯氢、高纯氢和超纯氢

　　GB/T 3723 工业用化学产品采样安全通则

　　GB/T 5832 . 2 气体分析 微量水分的测定 第 2 部分：露点法

　　GB/T 6285 气体中微量氧的测定 电化学法

　　GB/T 6681 气体化工产品采样通则

　　GB/T 8984 气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定 气相色谱法

　　GB/T 24499 氢气、氢能与氢能系统术语

　　GB/T 27894 . 3 天然气 在一定不确定度下用气相色谱法测定组成 第 3 部分：用两根填充柱测定氢、氦、氧、氮、二氧化碳和直至 C8 的烃类

　　GB/T 27894 . 6 天然气 在一定不确定度下用气相色谱法测定组成 第 6 部分：用三根毛细管色

　　谱柱测定氢、氦、氧、氮、二氧化碳和 C1 至 C8 的烃类

　　GB/T 37244 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气GB/T 40060 液氢贮存和运输技术要求

　　3 术语和定义

　　GB/T 24499 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　仲氢转化测定装置 parahydrogenconversionandmeasurementdevice

　　将常温平衡氢转化为液氮温区下的平衡氢，以获得测定用标准样品的装置。

　　4 要求

　　液氢的技术指标应符合表 1 的规定。

　　GB/T 40045—202 1

　　表 1 液氢的技术指标

　　5 试验方法

　　5 . 1 采样和判定

　　5 . 1 . 1 液氢在液相采样，经采样管完全汽化后，使用采样钢瓶进行采样或直接经采样管送入测定仪器。采样要求应符合 GB/T 6681 的规定。

　　5 . 1 . 2 对稳定生产的管道输送的液氢，由供需双方确定抽样频次。 管道输送的液氢产品应符合本标准的技术要求。

　　5 . 1 . 3 罐车或贮罐充装的液氢，充装结束后以罐为单位，逐一检验。 当检验结果有任何一项指标不符合表 1 技术要求时则判该批产品不合格。

　　5 . 1 . 4 采样安全应符合 GB/T 3723 的相关规定。

　　5 . 2 氢纯度

　　液氢的氢纯度按式(1)进行计算：

　　φ = 100 - (φ1 + φ2 + φ3 + φ4 + φ5 + φ6 + φ7 + φ8 + φ9 + φ10 + φ11 +φ12) × 10-4 …( 1 )

　　式中：

　　φ —氢纯度(摩尔分数)，% ;

　　φ1 —水含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ2 — 总烃含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

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　　φ3 —氧含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ4 —氦含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ5 — 总氮和氩的含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ6 —二氧化碳含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ7 —一氧化碳含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ8 — 总硫含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ9 — 甲醛含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ10 — 甲酸含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ11 —氨含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) ;

　　φ12 — 总卤化物含量，单位为微摩尔每摩尔(μmol/mol) 。

　　5 . 3 仲氢含量的测定

　　5 . 3 . 1 方法和仪器

　　采用仲氢转化测定装置获取液氮温区下的平衡氢作为标准样品。 采用热导气相色谱法测定仲氢含量，热导气相色谱仪对仲氢的检出限应低于 30×10-2(体积分数)。 仪器安装及调试按仪器说明书进行 。气相色谱仪的气路流程参见附录 A。

　　5 . 3 . 2 仪器条件

　　5 . 3 . 2 . 1 色谱柱

　　柱长约 3 m, 内径约 2 mm 的不锈钢柱，内装 13X分子筛，或 5A分子筛，或 NaY 型分子筛。

　　5 . 3 . 2 . 2 操作参数

　　仪器各操作参数按仪器说明书和检测限要求选定。

　　5 . 3 . 3 测定步骤

　　5 . 3 . 3 . 1 按仪器说明书开启仪器，调节各操作参数，至仪器的各参数稳定。

　　5 . 3 . 3 . 2 选定适当的色谱条件，包括：载气流量，样气流量，仪器气路平衡等。

　　5 . 3 . 3 . 3 测定标准样品。 将仲氢转化测定装置的转化柱浸泡在液氮中，测定装置气体出 口接入气相色谱仪，流量 60 mL/min~80 mL/min,在充分置换取得代表样后进行测定。 平行测定至少两次，直至相邻两次测定的待测组分的色谱响应值的相对偏差不大于 5%,取其平均值。

　　5 . 3 . 3 . 4 测定样品。 在与标准样品完全相同的测定条件下，将待测样品接入气相色谱仪，在充分置换取得代表样后进行测定。 平行测定至少两次，直至相邻两次测定的待测组分的色谱响应值的相对偏差不大于 5%,取其平均值。

　　5 . 3 . 3 . 5 完成分析操作后，按说明书的相关要求停机。

　　5 . 3 . 4 结果计算

　　仲氢含量按式(2)计算：

　　A …………………………

　　式中：

　　φPH —液氢中仲氢的含量(体积分数)，10 - 2 ;

　　φLN —液氮温度时仲氢的平衡含量，测定时通过读取仲氢转化测定装置智能仪表上显示的温度

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　　值，并查阅附录 B 中图 B. 1 获得(体积分数)，10 - 2 ;

　　ALN — 液氮温度下经转化后的氢中实测的仲氢色谱峰峰面积或峰高;

　　A — 试样中实测的仲氢色谱峰峰面积或峰高。

　　注：室温时仲氢的平衡含量(体积分数)为 25 . 08% 。

　　5 . 4 水含量的测定

　　水含量的测定按 GB/T 5832 . 2 的规定执行。 允许采用其他等效的方法测定氢中水含量，当测定结果有异议时，以 GB/T 5832 . 2 规定的方法为仲裁方法。

　　5 . 5 总烃含量的测定

　　总烃含量的测定按 GB/T 8984 的规定执行。 允许采用其他等效方法，当测定结果存在异议时，以GB/T 8984 规定的方法为仲裁法。

　　5 . 6 氧含量的测定

　　氧含量的测定按 GB/T 6285 的规定执行。 允许采用其他等效方法，当测定结果存在异议时，以GB/T 6285 规定的方法为仲裁法。

　　5 . 7 氦含量的测定

　　氦含量的测定按 GB/T 27894 . 6 的规定执行。 允许按 GB/T 27894 . 3 规定的方法进行氦含量的测定 。 当测定结果存在异议时，以 GB/T 27894 . 6 规定的方法为仲裁法。

　　5 . 8 氮和氩、二氧化碳、一氧化碳含量的测定

　　氮和氩、二氧化碳、一氧化碳的含量的测定按 GB/T 3634 . 2 的规定执行。

　　5 . 9 总硫、甲醛、甲酸、氨、总卤化物含量、颗粒物浓度的测定

　　总硫、甲醛、甲酸、氨、总卤化物含量、颗粒物浓度的测定按 GB/T 37244 的规定执行。 允许采用其他等效方法，当测定结果存在异议时，以 GB/T 37244 规定的方法为仲裁法。

　　6 包装、标志、贮存及运输

　　液氢的包装、标志、贮存及运输应符合 GB/T 40060 的规定。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　气相色谱仪的气路流程示意图

　　用于仲氢含量测定的气相色谱仪的气路流程参见图 A. 1 。

　　说明：

　　1 — 载气瓶; 5 — 热导检测器; 9 — 样品气入口;

　　2 — 钢瓶压力调节器; 6 — 载气出口; 10 — 样品气出口;

　　3 — 调节阀; 7 — 进样六通阀; 11 — 色谱柱。

　　4 — 流量计; 8 — 定体积量管;

　　图 A.1 气相色谱仪气路流程示意图

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　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　温度-仲氢含量曲线

　　测定仲氢含量时，通过读取仲氢转化测定装置智能仪表上显示的温度值，并查阅温度-仲氢含量曲线获得对应温度下的仲氢含量。 温度-仲氢含量曲线见图 B. 1 。

　　图 B.1 温度-仲氢含量曲线