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利用大日本印刷和橫濱國立大學RFID開發氫檢測係統

無需接觸燃燒式氣體感測器的發熱和感測器側的電源,確保高安全性

2025年2月25日

大日本印刷株式會社 (總公司:東京代表取締役社長:北島義齊以下簡稱:DNP) 與國立大學法人橫濱國立大學 (校長:梅原出) 共同開發出了“氫氣檢測係統”,將對氫氣反應後電阻會發生變化的氫氣檢測膜與RFID (IC標簽) *1組合使用,檢測氫氣泄漏。

本係統由貼在氫制造工廠和氫氣站等配管接頭等氫容易泄漏部分的氫氣檢測感測器和電波收發天線構成。當與氫反應時,感測器中的電阻發生變化,並且通過無線電波將變化返回到讀寫器來檢測氫泄漏。此外,由於感測器不需要電源,因此可以降低電源著火的風險並檢測早期氫氣泄漏。我們還建立了一種制造成薄膜狀的技術,以便可以靈活地安裝,例如根據管道的形狀卷起。

氫氣檢測係統的感測器圖像

【發展背景和概要】

氫能源作為燃燒時不排放CO2的清潔能源而備受關註,預計2030年度日本國內氫能源利用設備、係統的市場規模將達到6633億日元*2。另一方面,氫氣比城市燃氣等更容易泄漏,更容易點燃和燃燒,因此檢測係統也需要更高的安全性才能安全處理。許多傳統的氣體泄漏探測器主要使用加熱到高溫的催化元件,並且存在成為氫的點火源的風險。

為了解決這些問題,DNP開發了多年來在RFID相關業務和各種係統開發中培養的優勢,以及橫濱國立大學工學研究院功能創建部門固體功能通過將Shinji Okazaki教授的氫氣檢測材料和成膜技術的優勢相乘,我們開發了一種氫氣檢測係統,該係統利用電池和不需要加熱的感測器,這些感測器也會導衹點火。

【此次共同開發的氫氣檢測係統的特點】

1.考慮到高安全性的氫氣檢測係統

這是一種高度安全的氫氣檢測係統,通過加熱感測器元件和不需要有產生火花風險的感測器電池,可以大大降低點火風險。

2.由於感測器是薄膜型,因此可以安裝在各種設施和地點

由於該係統中使用的感測器可以制造成柔性薄膜,因此它具有靈活性,可以安裝在各種地方,例如氫氣管道和各種閥門的連接。它可以應用於傳統固定感測器難以處理的地方,因此可以在更廣泛的範圍內管理氫泄漏風險。可在氫氣制造工廠、氫氣站、氫氣汽車等多種設施和設備上展開。它易於安裝,有助於節省部署時間和成本。

3.多感測器泄漏檢測和遠程監控

利用RFID技術,該係統可以同時檢測多個感測器,並從遠程位置進行監控。通過這樣做,可以集中管理大型設施中的氫氣泄漏,從而防止泄漏事故並提高監測效率。

另外,通過攜帶小型讀寫器,可在第一時間通過無線警報通知現場作業人員無色無味的氫氣泄漏等,為提高氫氣相關業務的安全性做贡獻。

還有一種方法可以檢測與氫氣反應時顏色會發生變化的薄膜,但有必要在視覺上定期檢查薄膜。由於新的氫氣檢測係統不需要目視確認,因此有助於節省復雜的檢查工作。

【今後的發展】

DNP提供利用RFID技術等聯合開發的氫氣檢測係統,用於建設氫氣制造廠,氫氣站等的工程公司,相關係統供應商,銷售氫能的公司等。到2030財年累計總計30億我們的目標是銷售日元。此外,我們還將進一步開發有助於普及氫氣等清潔能源的產品和服務,為實現脫碳社會做出贡獻。

  1. RFID (射頻識別) :一種自動識別技術,可以利用無線電波以非接觸方式讀寫信息。這次,我們使用被動式標簽,通過讀取器/寫入器的電源發電,可以發送和接收數據。
  2. 矢野經濟研究所株式會社“氫能活用設備及係統市場調查 (2024年) ”2024年6月10日公佈

註:以當年新引進的設備和係統數量為基礎,計算利用氫氣作為能源和動力源的發電設備/設備,燃燒設備/設備,運輸設備/設備等。

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