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利用大日本印刷和横滨国立大学RFID开发氢检测系统

无需接触燃烧式气体传感器的发热和传感器侧的电源,确保高安全性

2025年2月25日

大日本印刷株式会社 (总公司:东京代表取缔役社长:北岛义齐以下简称:DNP) 与国立大学法人横滨国立大学 (校长:梅原出) 共同开发出了“氢气检测系统”,将对氢气反应后电阻会发生变化的氢气检测膜与RFID (IC标签) *1组合使用,检测氢气泄漏。

本系统由贴在氢制造工厂和氢气站等配管接头等氢容易泄漏部分的氢气检测传感器和电波收发天线构成。当与氢反应时,传感器中的电阻发生变化,并且通过无线电波将变化返回到读写器来检测氢泄漏。此外,由于传感器不需要电源,因此可以降低电源着火的风险并检测早期氢气泄漏。我们还建立了一种制造成薄膜状的技术,以便可以灵活地安装,例如根据管道的形状卷起。

氢气检测系统的传感器图像

【发展背景和概要】

氢能源作为燃烧时不排放CO2的清洁能源而备受关注,预计2030年度日本国内氢能源利用设备、系统的市场规模将达到6633亿日元*2。另一方面,氢气比城市燃气等更容易泄漏,更容易点燃和燃烧,因此检测系统也需要更高的安全性才能安全处理。许多传统的气体泄漏探测器主要使用加热到高温的催化元件,并且存在成为氢的点火源的风险。

为了解决这些问题,DNP开发了多年来在RFID相关业务和各种系统开发中培养的优势,以及横滨国立大学工学研究院功能创建部门固体功能通过将Shinji Okazaki教授的氢气检测材料和成膜技术的优势相乘,我们开发了一种氢气检测系统,该系统利用电池和不需要加热的传感器,这些传感器也会导致点火。

【此次共同开发的氢气检测系统的特点】

1.考虑到高安全性的氢气检测系统

这是一种高度安全的氢气检测系统,通过加热传感器元件和不需要有产生火花风险的传感器电池,可以大大降低点火风险。

2.由于传感器是薄膜型,因此可以安装在各种设施和地点

由于该系统中使用的传感器可以制造成柔性薄膜,因此它具有灵活性,可以安装在各种地方,例如氢气管道和各种阀门的连接。它可以应用于传统固定传感器难以处理的地方,因此可以在更广泛的范围内管理氢泄漏风险。可在氢气制造工厂、氢气站、氢气汽车等多种设施和设备上展开。它易于安装,有助于节省部署时间和成本。

3.多传感器泄漏检测和远程监控

利用RFID技术,该系统可以同时检测多个传感器,并从远程位置进行监控。通过这样做,可以集中管理大型设施中的氢气泄漏,从而防止泄漏事故并提高监测效率。

另外,通过携带小型读写器,可在第一时间通过无线警报通知现场作业人员无色无味的氢气泄漏等,为提高氢气相关业务的安全性做贡献。

还有一种方法可以检测与氢气反应时颜色会发生变化的薄膜,但有必要在视觉上定期检查薄膜。由于新的氢气检测系统不需要目视确认,因此有助于节省复杂的检查工作。

【今后的发展】

DNP提供利用RFID技术等联合开发的氢气检测系统,用于建设氢气制造厂,氢气站等的工程公司,相关系统供应商,销售氢能的公司等。到2030财年累计总计30亿我们的目标是销售日元。此外,我们还将进一步开发有助于普及氢气等清洁能源的产品和服务,为实现脱碳社会做出贡献。

  1. RFID (射频识别) :一种自动识别技术,可以利用无线电波以非接触方式读写信息。这次,我们使用被动式标签,通过读取器/写入器的电源发电,可以发送和接收数据。
  2. 矢野经济研究所株式会社“氢能活用设备及系统市场调查 (2024年) ”2024年6月10日公布

注:我们根据当年新引进的设备和系统数量计算发电设备/设备,燃烧设备/设备,运输设备/设备等,利用氢气作为能源和动力源。

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