Yakıt hüceyrəli ağır xidmət nəqliyyat vasitəsilarında istifadə olunan hidrogənin saflığı, yanacaq hüceyrəsi sistemlərinin dayanıqlılığı və etibarlılığı baxımından kritik önemdedir. Sülfür biləşikleri, karbon monoksid, ammonyak, su və hissəcik madde gibi çirkləndiricilər; katalizör zehirlənmesine, membran bozulmasına və geri döndürülemeyən performans kayıplarına yol açabilir. Ancaq hidrogən kalitesinin doğru biçimde dəyərləndirilmesi yalnız hassas analiz cihazlarına değil, doldurma pistoletindan təmsilədici bir nümunənin alınmasına da asılıdır.

Mevcut hidrogən nümunə götürmə tətbiqlarının vacib bir bölümü, binek otomobiller gibi yüngül xidmət tipi nəqliyyat vasitəsilara istiqamətelik doldurma istasyonları üçün geliştirilmiştir. Ağır hizmet tipi doldurmada ise daha yüksək kütlesel sərfler, daha böyük aktarılan hidrogən miktarları, fərqli doldurma protokolleri, 35 və ya 70 MPa təzyiq seviyeleri və fərqli pistolet geometriləri bulunur. Bu səbəbdən hafif nəqliyyat vasitələrində istifadə olunan bir metodin ağır nəqliyyat vasitəsi koşullarında da eyni sonucu vəreceği varsayılamaz.

Tədqiqatda üç nümunə götürmə sistemi müqayisə edilmişdir: birbaşa nümunə alan NPL DirSAM, 55 litrelik bir hazneyle paralel nümunə götürmə ilkesine görə çalışan ENGIE sistemi və paralel və ya qapalı uclu çalışabilən modüler HySaM sistemi. Sistemler, Almanya’daki ZBT Hydrogən Testfield sahasında 35 MPa ağır xidmət doldurma koşulları altında art arda dənənmiştir.

Oksijən, karbon monoksid, karbon dioksid, arqon, helium və toplam metan dışı karbohidrogənlar üçün üç sistemin nəticələri, birleşik ölçüm qeyri-müəyyənlikleri üçündə istatistiksel kimi ekvivalənt tapılmışdır. Buna karşılık azot üçün HySaM, su üçün ENGIE və toplam kükürd üçün NPL DirSAM diğer iki sistemdən anlamlı biçimde ayrılmıştır. Sapma gösterən sistem her çirkləndiricide fərqli olduğu üçün bütün biləşiklere yayılan tek istiqamətlü bir sistematik hata belirlənememiştir.

Toplam kükürdde özellikle vacib bir ayrım görülmüştür. NPL DirSAM təxminən 4–5 nmol mol^-1 dəyərləri məlumatrkən ENGIE və HySaM çoğunlukla 1 nmol mol^-1 altında nəticə üretmiştir. NPL nəticələri, EN 17124’te belirtilən 4 nmol mol^-1 həddina yakın və ya bu həddin üzərindədir. Farkın DirSAM’da pozitif sapmadan mı, diğer sistemlerde adsorpsiyon mənbəlı aşağı nəticətan mı oluştuğu belirlənememiştir.

Aynı HySaM cihazıyla strukturlan hafif və ağır xidmət tipi nümunə müqayisəsında azot nəticələri neredeyse eyni çıkmıştır: LD örneğinde 2504 ± 80 µmol mol^-1, HD örneğinde 2502 ± 80 µmol mol^-1. Buna karşılık su miktarı LD hattında 21,17 ± 0,43 µmol mol^-1, HD hattında ise 11,96 ± 0,24 µmol mol^-1 kimi ölçülmüşdür. LD sonucunun depolama bankalarındaki təxminən 11–12 µmol mol^-1 düzeyinin çox üzerine çıkması, 70 MPa doldurma hattına özgü boru, vana, hortum və ya pistoletda geçici su kalıntısı bulunabiləceği şeklinde yorumlanmıştır.

Partikül tədqiqatsında H70 doldurmaunda təxminən 43 g s^-1, H35 doldurmaunda təxminən 30 g s^-1 azami sərf gözlənmiştir. Filtrede toplanan hissəcik miktarıyla aktarılan hidrogən kütlesi və ya aracın doluluk durumu arasında açık bir korelasyon bulunamamıştır. Bununla yanaşı təcrübə sayısı həddlı, bazı gravimetrik nəticəlar negatif və yalnız bir ölçüm 1 mg kg^-1 tolerans həddinı aşmıştır.

SEM-EDS və ICP-MS analizlerinde paslanmaz polad bağlantılı eleməntler, kükürd, bakır, çinko, alüminyum və silisyum gibi biləşənler müəyyən edilmişdir. Partiküllerin filtre merkezindən çox kənarlarda yoğunlaşması, filtre tutucu üçündəki yerel akış paylanmasının nümunə sonucunu etkiləyebiləceğini göstərir.

Tədqiqatın təməl sonucu, mevcut nümunə götürmə sistemlərinin ağır xidmət doldurmauna uyarlanabiləceğini ancaq yalnız karşılıklı ekvivaləntliğin yeterli olmadığını ortaya koymaktadır. Özellikle su və kükürd gibi səth etkiləşimlerine duyarlı çirkləndiricilər üçün izlənebilir referans qazlar, geri kazanım təcrübəleri və həqiqilik təsdiqləməsı gerekmektedir. Ayrıca LD və HD pistoletlarından alınan nəticələrin birbirinin yerine kullanılması mevcut sübutlarla etibarlı değildir.

Hidrojən saflığı ağır xidmət nəqliyyat vasitəsiları üçün nedən kritiktir?

Proton değişim membranlı yakıt hüceyrəlerinde hidrogən, anot tarafında elektrokimyasal kimi tüketilir. Yakıt üçündə çox aşağı miktarlarda bulunan bazı çirkləndiricilər bilə katalizör səthini kapatabilir, proton ilətən membranın struktursını değiştirebilir və ya qaz dağıtım kanallarında birikim oluşturabilir.

Ağır hizmet tipi yakıt hüceyrəli nəqliyyat vasitəsilar, hafif nəqliyyat vasitələrindən fərqli kimi:

• Daha uzun tədqiqat ömürlerine,
• Daha yüksək müddətkli güç taleplerine,
• Daha ağır görəv çevrimlerine,
• Daha sık kommersiya kullanıma,
• Arıza hâlinde daha yüksək iqtisadi kayıp riskine

sahiptir.

Tədqiqat, ağır xidmət yakıt hüceyrəlerinin 20.000–30.000 saati aşabilən tədqiqat ömürleri üçün tasarlanabildiğini qeyd edir. Bu kadar uzun müddət boyunca aşağı düzeyli bir çirkləndiricinin müddətkli alınması, tek bir doldurmada fərq edilmeyən fakat zamanla birikən hasarlara yol açabilir.

ISO 14687:2025 və EN 17124:2022; kara yolu nəqliyyat vasitəsilarında kullanılacak hidrogən üçün qaz çirkləndiriciləri və hissəcik madde həddları tanımlamaktadır. Ancaq bir istasyondaki hidrogənin bu həddları karşılayıp karşılamadığını belirlemek üçün ölçülən nümunənin gerçektən pistoletdan araca aktarılan yakıtı temsil etmesi gerekir.

Analiz cihazı doğru olsa bilə nümunə nedən yanlış olabilir?

Hidrojən nümunəsi, istasyon pistoletsından analiz laboratoriyaına ulaşana kadar çox sayıda səthle temas eder. Bu müddətçte:

• Su və kükürd biləşikleri səthlere adsorplanabilir.
• Daha əvvəl səthe tutunmuş maddeler yəni nümunəye desorbe olabilir.
• Yetersiz purj, hatta kalan hava və ya nemi nümunəye katabilir.
• Basınç və sıcaklık geçişleri səth dəngesini değiştirebilir.
• Silindir, vana, conta, hortum və ya bağlantı malzemeleri fərqli biləşiklerle fərqli etkiləşebilir.
• Dolum protokolü, hangi saxlama bankının ne nisbətda qaz vərdiğini değiştirebilir.

Bu səbəbdən laboratoriya analizinin aşağı belirsizliğe sahip olması, nümunənin doğru alındığını tek başına garanti etmez.

Doğrudan və paralel nümunə götürmə arasındaki fərq

Doğrudan nümunə götürmə

Doğrudan metodde hidrogən, istasyon pistoletsından birbaşa nümunə silindrine və ya özel nümunə götürmə cihazına istiqamətləndirilir. Araç və ya böyük bir alıcı tank bulunmayabilir. İstasyonun servis və ya bakım modunda çalıştırılması və bazı doldurma parametrelerinin elle kontrol edilmesi gerekebilir.

Bu metod, doldurma koşullarının daha sıkı dənetlənmesine izin vərebilir. Ancaq gerçek bir aracın normal doldurma müddətcindeki dinamikleri tam kimi temsil etmeyebilir.

Paralel nümunə götürmə

Paralel metodde nümunə silindri, nəqliyyat vasitəsi və ya yapay alıcı tank dolarkən bir T bağlantısı üzərindən eyni vaxtlı kimi doldurulur. İstasyon normal təhlükəsizk və doldurma protokolünü sürdürür.

Bu struktur gerçek doldurma olayına daha yakın olabilir. Buna karşılık istasyonun təzyiq rampası, akış değişimleri, nəqliyyat vasitəsi tankının başlanğıc durumu və depolama bankalarının geçişleri nümunəye ek değişkənlik katabilir.

Tədqiqatda incelənən üç qaz nümunə götürmə sistemi

Partikül nümunə sistemi

Partiküller üçün HYDAC PSA-H70 yüksək təzyiqli filtre tutucu istifadə edilmişdir. Sistem, istasyon pistoletsı ilə nəqliyyat vasitəsi və ya yapay tank arasına seri kimi bağlanmıştır.

MC1 və MC2 kimi adlandırılan iki sürüm:

• Basınç koruma metodi,
• Basınç düşürme stratejisi

bakımından fərqlidır.

Filtre tutucu 70 MPa’a kadar çalışabilmekte və standart doldurma təhlükəsizk protokolünü devre dışı bırakmadan hissəcik nümunəsi alınmasına izin vərmektedir.

Gaz ekvivaləntlik təcrübə sahası

Gaz çirkləndiricilərine dair müqayisəlar Almanya’nın Duisburg kəntindeki ZBT Hydrogən Testfield tesisinde gerçekleştirilmiştir. Saha təxminən 900 kg toplam hidrogən depolama kapasitesine sahiptir və hidrogən 30, 50 və 90 MPa bankalarda tutulmaktadır.

Tesiste:

• 35 və 70 MPa doldurma,
• SAE J2601,
• MC Formula,
• PRHYDE,
• Serbestçe strukturlandırılabilən doldurma diziləri

uygulanabilmektedir.

RHeaDHy projesi kapsamında kurulan yüksək sərfli altstruktur 70 MPa ağır xidmət doldurmaunda 300 g s^-1 seviyesine kadar ulaşabilmektedir. Bununla yanaşı üç sistemin ana ekvivaləntlik təcrübəi 35 MPa hattında gerçekleştirilmiştir.

Üç sistem tam kimi eyni protokolle mi test edildi?

Hayır. Sistemler eyni depolama bankalarına və bənzer ağır xidmət koşullarına dayanarak art arda dənənmiş olsa da tədqiqat biçimleri nedəniyle protokoller tamamən eyni değildir.

Bu fərqlilık, ölçülən değişkənliğin yalnız cihaz donanımından mənbəlandığını söylemeyi zorlaştırmaktadır. Özellikle su və azot gibi istasyon işletim koşullarına duyarlı biləşiklerde birbaşa metodin daha iyi təkrarlanma qabiliyyəti göstermesi, daha kontrollü tədqiqat koşullarından mənbəlanmış olabilir.

Gaz çirkləndiriciləri hangi metodlerle analiz edildi?

Analizlerin böyük bölümü NPL tarafından ISO/IEC 17025 akreditasyonlu kurum içi metodlerle yürütülmüştür. Kalibrasyonda hidrogən matrisi üçündə hazırlanmış birincil referans malzemeler istifadə edilmişdir.

LD-HD müqayisəsındaki ilavə analiz düzəni

Hafif və ağır xidmət nümunəlerinin su və azot analizleri ZBT tarafından ayrı bir sistemle gerçekleştirilmiştir.

• Azot üçün CombiSənse kütle spektrometri sistemi istifadə edilmişdir.
• Su üçün QMA401 kuvars kristal mikroterazi istifadə edilmişdir.
• Gazla temas edən səthler SilcoNert 2000 ilə kaplanmıştır.
• Hatlar 9.0 saflık dereceli hidrogənle müddətkli purj edilmiştir.
• Sistem atmosferik geri difüzyonu önlemek amacıyla 1 bar ekstremal təzyiqta tutulmuştur.
• Bildirilən qeyri-müəyyənlikler k=2 kapsama faktörüyle təxminən %95 güvən düzeyini temsil etmektedir.

Tekrar ediləbilirlik nasıl dəyərləndirildi?

Her nümunə götürmə sistemi üçün eyni gün strukturlan iki nümunə olayının standart sapması, nominal biləşik miktarına görə bağıl yüzde kimi hesablanmışdır.

Çoğu nəticə %10 bağıl təkrarlanma qabiliyyəti eşiğinin altında kalmıştır. Oksijən bütün sistemlerde %10’un üzərində görünmektedir. Ancaq oksigən miktarı 0,2–0,4 µmol mol^-1 gibi çox aşağı bir düzeydedir və analitik qeyri-müəyyənlik təxminən %10–15’tir. Bu səbəbdən değişimin vacib bir bölümünün nümunə götürmə sistemindən değil, ölçüm həddlarından mənbəlanabiləceği qiymətləndirilmişdir.

Bənzer şəkilde metan dışı karbohidrogənların DirSAM’da %42,4 təkrarlanma qabiliyyəti göstermesi, 8–16 nmol mol^-1 gibi çox aşağı miktarlarda çalışılması nedəniyle analitik həddlamalardan etkilənmiş olabilir.

Eşdəyərlik ölçütü

İki sistemin eyni gündeki ortalama nəticələri arasındaki fərq, iki ölçümün qeyri-müəyyənliklerinin kareleri toplamından hesaplanan həddla müqayisə edilmişdir:

\[ \left|x_{\mathrm{Samp1},d1}-x_{\mathrm{Samp2},d1}\right| < 2\sqrt{ u_{\mathrm{Samp1},d1}^{2}+ u_{\mathrm{Samp2},d1}^{2} } \]

• x_Samp1,d1: Birinci sistemin birinci gündeki iki nümunəsinin ortalaması,
• x_Samp2,d1: İkinci sistemin eyni gündeki iki nümunəsinin ortalaması,
• u_Samp1,d1 və u_Samp2,d1: İlgili ortalamaların birleştirilmiş ölçüm qeyri-müəyyənlikleri,
• Dıştaki 2 katsayısı: Yaklaşık %95 güvən düzeyine karşılık gelən k=2 kapsama yaklaşımıdır.

Fark bu həddin altında kaldığında sistemler istatistiksel kimi ekvivalənt kabul edilmiştir.

Eşdəyərlik ilə həqiqilik arasındaki fərq

Üç sistemin eyni sonucu vərmesi, bu sonucun gerçek hidrogən biləşimi olduğunu sübutlamaz. Örneğin üç sistem de eyni biləşiğin bir bölümünü səthlerinde tutarsa nəticəlar birbirine eşit fakat gerçek dəyərdən aşağı olabilir.

Bu səbəbdən:

• Eşdəyərlik: Sistemlerin birbirleriyle uyumunu gösterir.
• Gerçeklik və ya truəness: Sonucun gerçek və ya izlənebilir referans dəyəre yakınlığını gösterir.

Tədqiqatda istasyondan araca aktarılan toplam hidrogənin gerçek biləşimini birbaşa ölçebiləcek bir referans metod bulunmadığından yalnız ekvivaləntlik dəyərləndiriləbilmiştir.

Gaz çirkləndiriciləri üçün gənel ekvivaləntlik nəticələri

Azot nəticələri

Şəkil 1’de NPL DirSAM və ENGIE nəticələri təxminən 880–895 µmol mol^-1 aralığında yer alırkən HySaM nəticələri təxminən 856–868 µmol mol^-1 düzeyindedir.

Azot miktarı iki gün arasında gənel kimi kararlı kalmış, fakat HySaM ilə diğer sistemler arasındaki fərq her iki günde de sürmüştür. Bu kalıcılık, yalnız tek bir rastgele ölçüm sapmasından daha sistematik bir fərq olabiləceğini düşündürmektedir.

Bununla yanaşı tədqiqat, hangi sistemin gerçek dəyəre daha yakın olduğunu belirleyememiştir.

Su nəticələri

Şəkil 2’de NPL DirSAM ilə HySaM birbirleriyle uyğun, ENGIE ise istatistiksel kimi fərqli tapılmışdır. Su miktarı eyni zamanda günler arasında da değişmiştir.

Su, metal səthler, silindr iç örtüksı, hat sıcaklığı və purj koşullarına son derece duyarlıdır. Yüksek nəticəlar:

• Yetersiz purj,
• Bağlantı sırasında sızıntı,
• Hat və ya silindrde kalan nem,
• Basınç düşürme sırasında desorpsiyon

ilə ilişkili olabilir.

HySaM paralel çalıştığı üçün sistemin gördüğü istasyon doldurma koşulları olaydan olaya dəyişə bilər. Tədqiqatçılar, HySaM’daki yüksək su tekrar değişkənliğinin donanımdan çox istasyon protokolündeki değişimlerdən etkilənebiləceğini qeyd edir.

Toplam kükürd nəticələri

Şəkil 3, tədqiqatın ən belirgin sistem ayrımını göstərir:

• NPL DirSAM: Yaklaşık 4–5 nmol mol^-1,
• ENGIE: Gənellikle 1 nmol mol^-1 altında,
• HySaM: Gənellikle 1 nmol mol^-1 civarında və ya altında.

NPL DirSAM nəticələri iki gün boyunca yüksək kalmış, ENGIE ilə HySaM nəticələri ise kəndi aralarında örtüşmüştür.

Bu fərq üçün iki karşıt açıklama mümkündür:

1. DirSAM malzeme və ya silindrlerindən daha əvvəl tutunmuş kükürd biləşikleri desorbe olmuş və pozitif sapma yaratmış olabilir.
2. ENGIE və HySaM səthleri kükürd biləşiklerinin bir bölümünü adsorbe ederek negatif sapma yaratmış olabilir.

Referans dəyəri bulunmadığı üçün bu iki açıklamadan hangisinin doğru olduğu belirlənememiştir.

Oksijən nəticələri

Üç sistem oksigən üçün istatistiksel kimi ekvivalənt tapılmışdır. Ancaq ölçümler təxminən 0,2–0,4 µmol mol^-1 aralığında və istifadə olunan metodin tespit həddi təxminən 0,1 µmol mol^-1 düzeyindedir.

Bu səbəbdən hata çubukları ölçülən miktara görə gəniştir. Daha yüksək oksigən miktarlarıyla strukturlacak kontrollü təcrübəler və ya daha aşağı tespit həddina sahip metodler, sistemler arasındaki kiçik fərqları daha iyi ayırabilir.

Karbon monoksit və karbon dioksid

Karbon monoksit nəticələri təxminən 0,008–0,009 µmol mol^-1 düzeyinde birbirine yakın kalmıştır. Günler arasında da belirgin bir değişim görülmemiştir.

Karbon dioksit nəticələri təxminən 0,23–0,26 µmol mol^-1 aralığında üç sistem üçün örtüşmüştür. Bu iki biləşik üçün hem nümunə götürmə hem analitik ölçüm performansı test edilən koşullarda kararlı görünmektedir.

Argon və helium

Argon təxminən 1,8–1,9 µmol mol^-1, helium təxminən 25–28 µmol mol^-1 düzeyinde ölçülmüşdür. Her iki biləşik üçün sistemler və günler arasında anlamlı fərq bulunmamıştır.

Argon və heliumun görəce inert davranışı, adsorpsiyon və səth reaksiyonu etkilərinin su və ya kükürd kadar güçlü olmamasıyla uyğundur.

Metan dışı karbohidrogənlar

Toplam metan dışı karbohidrogən nəticələri üç sistem arasında ekvivalənt tapılmışdır. Bazı nümunəlerde gəniş değişkənlik görülmekle birlikte miktarların çox aşağı olması, bu değişkənliğin vacib bölümünün analitik ölçümdən mənbəlanabiləceğini düşündürmektedir.

Hafif və ağır xidmət tipi nümunə müqayisəsı

HySaM sistemi, eyni depolama bankalarından beslənən iki ayrı pistoletda dənənmiştir:

• LD: 70 MPa, SAE J2601-1, 244 L Hexagon alıcı,
• HD: 35 MPa, SAE J2601-5, 341 L NPROXX alıcı.

Azot, hangi saxlama bankının baskın olduğunu gösterdi

Bankalar arasında təxminən 242–250 µmol mol^-1 azot fərqı mövcuddur. LD və HD örneklerinin təxminən 2500 µmol mol^-1 sonucu vərmesi, her iki doldurmada da bankası 6’nın baskın hidrogən kaynağı olduğunu göstərir.

Bu açıdan LD və HD nümunəleri eyni hidrogən karışımını yakalamıştır.

Su nedən LD hattında iki kata yakın çıktı?

Bankalardaki su miktarları yalnız 0,83 µmol mol^-1 fərqli olmasına rağmən LD örneği 21,17 µmol mol^-1, HD örneği 11,96 µmol mol^-1 vərmiştir.

LD sonucu HD sonucundan təxminən %77 daha yüksəktir və her iki saxlama bankının dəyərindən de uzaktır.

Tədqiqatda ən olası açıklama, SAE J2601-1 testinde istifadə olunan 70 MPa doldurma koluna özgü geçici bir nem etkisidir. Bu hat, HD hattına kıyasla təxminən iki metre ilavə paslanmaz polad boru ilə:

• Bir manuel vana,
• Bir çekvalf,
• İki hava kumandalı vana,
• İki təzyiq məlumatcisi,
• İki sıcaklık məlumatcisi,
• Farklı hortum və pistolet

içermektedir.

Aynı analiz düzəninin kullanılması və bağlantı sırasında yağmur bulunmaması, laboratoriya və ya dış ortam mənbəlı açıklamaları daha az olası hâle getirmiştir. Ancaq təcrübə tekrarlanmadığı üçün hat nemi yorumu kesin kimi sübutlanmamıştır.

LD nümunəsiyle HD yakıt kalitesi tahmin ediləbilir mi?

Tədqiqatın cevabı mevcut sübutlarla hayırdır. Aynı depolama bankalarından beslənilse bilə fərqli:

• Basınç hattı,
• Boru geometrisi,
• Vana sayısı,
• Hortum və pistolet,
• Dolum protokolü

özellikle səth etkiləşimlerine duyarlı çirkləndiricilərin sonucunu değiştirebilir.

Bu səbəbdən bir istasyonun LD pistoletsından alınan saflık sonucunun HD pistoletsına birbaşa aktarılması uygun değildir.

Partikül təcrübəleri

Partikül təcrübəleri, ölçülebilir hissəcik geçmişi bulunan fərqli bir ağır xidmət tipi hidrogən istasyonunda gerçekleştirilmiştir. Güvənlik amacıyla azami sərf 60 g s^-1 ilə həddlandırılmıştır.

Video görüntülerindən tahmin edilən azami sərfler:

• H70 təcrübəi EX3: Yaklaşık 43 g s^-1,
• H35 təcrübəi EX7: Yaklaşık 30 g s^-1.

Bu tahminler istasyon ekranının videosuna dayanır. HYDAC MC1 filtresinin sərfyi etkiləyip etkiləmediği ölçülməmişdir.

Gravimetrik hissəcik nəticələri

Filtreler kontrollü sıcaklık və nem koşullarında nümunə əvvəl və sonranda tartılmıştır. Kütle fərqı, filtredən geçən hidrogən miktarına bölünerek mg kg^-1 cinsindən normalize edilmiştir.

Dəneylerde:

• EX4 və EX5 üçün negatif kütle nəticələri elde edilmiştir.
• EX1 üçün 1,05 mg kg^-1 sonucu, 1 mg kg^-1 tolerans həddinı aşmıştır.
• Diğer pozitif nəticəlar təxminən 0,08–0,44 mg kg^-1 aralığındadır.

Negatif nəticəlar gerçek anlamda negatif hissəcik miktarı değildir. Filtre koşullandırması, nem değişimi, tartım belirsizliği, filtre malzemesi kaybı və ya nümunə taşıma etkiləri son tartımın ilk tartımdan aşağı çıkmasına nedən olmuş olabilir.

Partikül oluşumu üçün sınanan üç varsayım

1. Toplanan hissəcik kütlesinin filtredən geçən toplam hidrogən kütlesiyle nisbəttılı olduğu,
2. Partikül sonucunun aracın doluluk durumuna bağlı olduğu,
3. Dolumun başlangıcında hat üçündə birikən hissəciklərin ilk akışla dışarı atıldığı bir “başlanğıc etkisi” bulunduğu.

Toplam hidrogən kütlesiyle korelasyon

Şəkil 12’nin üst grafiğinde, aktarılan hidrogən kütlesi ilə filtrede ölçülən mütləq hissəcik kütlesi arasında düzənli bir ilişki görülmemektedir.

Bir miktar hidrogən aktarıldığında hem aşağı hem yüksək hissəcik nəticələri elde edilmiştir. Bu səbəbdən mevcut məlumat, “iki kat daha fazla hidrogən iki kat daha fazla hissəcik taşır” varsayımını desteklememektedir.

Araç doluluk durumuyla korelasyon

Şəkil 12’nin alt grafiğinde ortalama nəqliyyat vasitəsi doluluk durumu ilə mg kg^-1 cinsindən normalize edilmiş hissəcik miktarı arasında da açık bir eğilim bulunmamıştır.

Ancaq az sayıdaki ölçüm və negatif gravimetrik dəyərler nedəniyle “hiçbir ilişki yoktur” şeklinde gənel bir nəticə çıkarılamaz. Tədqiqatın sonucu yalnız bu təcrübə kümesinde açık korelasyon görülmediğidir.

Başlangıç etkisi

Başlangıç etkisi varsa kısa doldurmalarda, ilk anda dışarı atılan sabit hissəcik miktarı az miktardaki hidrogəne bölündüğü üçün mg kg^-1 dəyəri daha yüksək olmalıdır.

EX1, EX7-MC1, EX2 və muhtəmələn EX6-MC1 nəticələri bu istiqamətde zayıf bir işaret göstərmişdir. EX1 doldurmaunun iki kez yənidən başlatılması, bu təcrübədeki yüksək hissəcik sonucuna katkıda bulunmuş olabilir.

Buna rağmən tədqiqat başlanğıc etkisini istatistiksel kimi təsdiqləməmıştır.

SEM görüntülerinde hissəciklər nerede bulundu?

Filtre 45, 47, 39 və 38 görsel kimi incelənmiştir. Çıplak gözle belirgin kalıntı yalnız filtre 45’te görülürkən SEM analizinde filtre 45, 47 və 39 üzərində hissəciklər müəyyən edilmişdir.

Şəkil 13’te:

• Filtre 45 üzərində böyük və koyu düzənsiz birikimler,
• Filtre 47 üzərində daha kiçik və seyrek parçacıklar

görülmektedir.

Partiküllerin çoğu filtre merkezindən çox kənar bölgelerde tapılmışdır. Bu paylanma, filtre tutucu üçündəki akışın üniform olmadığını və parçacıkların yerel hız və ya girdap bölgelerinde yoğunlaşabiləceğini düşündürmektedir.

EDS elemənt haritalaması

Paslanmaz polad bağlantılı Fe, Cr və Ni; pirinç bağlantılı Cu və Zn gibi biləşənler, istasyon hattı və ya nümunə ekipmanındaki metal səthlerin olası mənbəlar arasında bulunduğunu düşündürmektedir. Ancaq tədqiqat tek tek parçacıkların kesin kaynağını belirlememiştir.

ICP-MS nəticələri

Filtre 45, hem SEM-EDS hem de ICP-MS’de S, Fe, Cu, Zn, Mn və Cr bakımından zəngin tapılmışdır. Filtre 47’de iki metod S, Fe və Ni üçün uyum göstermiş; SEM-EDS ayrıca yerel Al və Si bölgeleri belirlemiştir.

SEM yalnız kiçik bir səth alanını incelerkən ICP-MS filtrənin daha böyük bölümünü çözerek ortalama biləşim məlumatr. Bu səbəbdən yerel bir parçacığın SEM’de görülmesi fakat toplu ICP-MS dəyərinde belirginleşmemesi analitik çelişki olmak zorunda değildir.

Şəkillerin teknik yorumu

Şəkil 1–9: Gaz miktarları və qeyri-müəyyənlikler

Her grafikte siyah və kırmızı kareler fərqli nümunə günlerini və ya tekrarları, düşey hata çubukları k=2 gənişletilmiş belirsizliği göstərir. Eşdəyərlik, yalnız karelerin yakınlığına değil hata aralıklarıyla birlikte strukturlan matematiksel müqayisəya dayanmaktadır.

CO, CO₂, Ar və He grafiklerinde nəticəlar dar bir yatay bantta toplanmıştır. Azot, su və özellikle kükürd grafiklerinde sistemler arasında belirgin kümelənmeler görülmektedir.

Şəkil 10: Anlık doldurma sərfsi

H70 eğrisi başlanğıcta hızla yükselerek təxminən 43 g s^-1 dəyərine ulaşmış, ardından düşmüş və olay sonunda yənidən hafif yükselmiştir. H35 eğrisi daha yavaş yükselmiş, təxminən 30 g s^-1 seviyesinde plato yaptıktan sonra sona doğru azalmışdır.

Şəkil 11: Partikül təcrübə matrisi

Şəkil; istifadə olunan pistolet, filtre, HYDAC sürümü, nəqliyyat vasitəsi, doluluk aralığı, aktarılan hidrogən, mg kg^-1 və mütləq µg nəticələrinı eyni cədvəlda göstərir. Negatif və pozitif nəticələrin eyni məlumat kümesinde bulunması, gravimetrik ölçmə qeyri-müəyyənliyinin vacib olduğunu göstərir.

Şəkil 12: Korelasyon grafikleri

Üst paylanma grafiğinde noktalar, aktarılan hidrogən kütlesi arttıkça düzənli biçimde yükselmemekte və ya düşmemektedir. Alt grafikte de nəqliyyat vasitəsi doluluk durumu ilə normalize hissəcik miktarı arasında tek istiqamətlü bir eğim mövcud deyil.

Şəkil 13: Filtre SEM görüntüleri

Filtre 45’te yüzlerce mikrometre ölçeğinde düzənsiz kümeler, filtre 47’de daha kiçik və dağınık parçacıklar görülmektedir. Görüntüler eyni zamanda filtrənin lifli və ya çizgili taban struktursını göstərir.

Tədqiqatın güclü tərəfləri

• Ağır hizmet tipi hidrogən doldurmauna uyarlanmış üç fərqli nümunə götürmə sistemi sahada müqayisə edilmişdir.
• Doğrudan və paralel nümunə götürmə stratejiləri eyni tədqiqat üçündə incelənmiştir.
• Çoğu ISO 14687 çirkləndiricisini kapsayan gəniş analitik metod dizisi istifadə edilmişdir.
• Ölçüm qeyri-müəyyənlikleri ekvivaləntlik kararına birbaşa dâhil edilmiştir.
• İki ayrı günde nümunə alınarak bazı zamansal değişimler gözlənmiştir.
• Hafif və ağır xidmət pistoletları eyni depolama bankalarıyla müqayisə edilmişdir.
• Gaz çirkləndiriciləri ilə hissəcik madde eyni araştırma çerçevəsinde qiymətləndirilmişdir.
• Partiküller gravimetri, SEM-EDS və ICP-MS gibi tamamlayıcı metodlerle incelənmiştir.
• Filtre merkezi və kənarı ayrı ayrı qiymətləndirilmişdir.
• Eşdəyərliğin həqiqilik anlamına gelmediği açıkça belirtilmiştir.
• Sonuçlar ISO 19880-9 və ilgili standartların ağır xidmət koşullarına gənişletilmesi bakımından birbaşa uygulanabilir bir məlumat tabanı sunmaktadır.

Tədqiqatın məhdudiyyətləri

• Tədqiqat hakem qiymətləndirməsindən keçməmiş bir preprinttir.
• Dağıtılan hidrogənin gerçek toplam biləşimini ölçən referans metod mövcud deyil.
• Eşdəyərlik, gerçekliği və ya mütləq doğruluğu göstermemektedir.
• Tekrar ediləbilirlik her sistem üçün eyni gün strukturlan yalnız iki nümunəye dayanmaktadır.
• Gaz ekvivaləntlik təcrübəleri tek bir test sahasında gerçekleştirilmiştir.
• Sistemler tamamən eyni doldurma protokolüyle çalıştırılmamıştır.
• Doğrudan və paralel metodler fərqli istasyon işletim değişkənliklerine maruz kalmıştır.
• Oksijən və metan dışı karbohidrogən miktarları analitik tespit həddlarına yakındır.
• Azot, su və kükürdde hangi sistemin gerçek dəyəre yakın olduğu belirlənememiştir.
• İzlənebilir çirkləndirici ekleme və ya geri kazanım təcrübəi strukturlmamıştır.
• Silindir və hat malzemelerinin adsorpsiyon-desorpsiyon davranışı ayrı laboratoriya təcrübəleriyle ölçülməmişdir.
• LD-HD müqayisəsı həddlı sayıda doldurma olayına dayanmaktadır.
• LD su sonucunun hat nemindən mənbəlandığı açıklaması birbaşa ölçülməmişdir.
• Üç sistemin tamamı 70 MPa yüksək sərfli ağır xidmət koşullarında karşılaştırılmamıştır.
• Partikül təcrübəleri qaz ekvivaləntlik təcrübəlerindən fərqli bir istasyonda strukturlmıştır.
• Partikül sərfleri təhlükəsizk amacıyla 60 g s^-1 altında tutulmuştur.
• Yalnızca iki təcrübəde doldurma sərfsi video üzərindən tahmin edilmiştir.
• Partikül filtresinin doldurma sərfsine etkisi müəyyən edilməmişdir.
• Bazı gravimetrik nəticələrin negatif çıkması ölçüm həddinı və filtre koşullandırma hassasiyetini göstərir.
• Tek bir təcrübəin 1 mg kg^-1 həddinı aşması gənellənebilir bir istasyon uygunsuzluğu sübutlamaz.
• Korelasyon analizindeki təcrübə sayısı aşağıtür və istatistiksel katsayılar raporlanmamıştır.
• SEM yalnız seçilmiş filtrelerdən alınan həddlı alanları incelemiştir.
• Filtrelerdeki belirgin kənar birikimi, örneklənən mikroskopi bölgesinin sonucu güçlü biçimde etkiləyebilir.
• Partiküllerin kesin istasyon biləşənine və ya kaynağına kadar izlənmesi strukturlmamıştır.
• Ham məlumat, cihaz dosyaları və tam analiz kodları üçün açık məlumat deposu belirtilmemiştir.
• Metinde EX1’in filtre 45’e karşılık geldiği yazılırkən Şəkil 11 cədvəlsunda filtre 45, EX2 satırında görünmektedir; bu təcrübə-filtre eşleştirmesi yənidən doğrulanmalıdır.
• Partikül bölümünde bazı şəkil numarası və metin yer tutucu hataları mövcuddur.

Tədqiqat neyi dəstəkləyir?

• DirSAM, ENGIE və HySaM; birçox qaz çirkləndiricisi üçün ağır xidmət koşullarında karşılıklı kimi tutarlı nəticəlar vərebilmektedir.
• Oksijən, CO, CO₂, arqon, helium və metan dışı karbohidrogənlarda istatistiksel ekvivaləntlik sağlanmıştır.
• Su, azot və kükürd üçün sistem və ya tədqiqat koşuluna bağlı fərqlar mövcuddur.
• Sülfür ölçümü nümunə səthleri və silindr malzemelerine özellikle duyarlı olabilir.
• Doğrudan nümunə götürmə, istasyon tədqiqat koşullarını daha sıkı kontrol ettiği üçün bazı biləşiklerde daha iyi təkrarlanma qabiliyyəti sağlayabilir.
• LD və HD pistoletları eyni depolama bankalarından beslənse bilə su bakımından fərqli nəticə vərebilir.
• Tabanca və doldurma hattına özgü nümunə götürmə tətbiqları gereklidir.
• Partiküller filtre səthinde homojən dağılmayabilir.
• Partikül biləşimi metalik hat və bağlantı elemanlarıyla ilişkili eleməntler içerebilir.
• Mevcut hissəcik məlumatlerinde aktarılan hidrogən miktarı və ya nəqliyyat vasitəsi doluluk durumuyla açık korelasyon görülmemiştir.
• Ağır hizmet tipi hidrogən nümunə standartlarının geliştirilmesi üçün ek saha və referans təcrübəleri gereklidir.

Tədqiqat neyi sübut etmir?

• Üç sistemdən herhangi birinin bütün çirkləndiricilər üçün mütləq doğru nəticə vərdiği sübutlanmamıştır.
• Sistemlerin bütün ağır xidmət istasyonlarında eyni performansı göstereceği müəyyən edilməmişdir.
• NPL DirSAM’ın kükürdde kesin kimi yüksək sapma yaptığı gösterilmemiştir.
• ENGIE və HySaM’ın kükürdü kesin kimi kaybettiği gösterilmemiştir.
• HySaM’ın azotta gənel kimi aşağı nəticə vərdiği sübutlanmamıştır.
• ENGIE sisteminin su ölçümünde gənel bir qüsura sahip olduğu gösterilmemiştir.
• LD hattındaki yüksək su miktarının kesin kaynağı müəyyən edilməmişdir.
• LD nümunə götürmə her biləşik üçün başarısız değildir; azot nəticələri HD ilə uyğundur.
• Partikül miktarının sərfdən və ya nəqliyyat vasitəsi doluluğundan tamamən müstəqil olduğu sübutlanmamıştır.
• Başlangıç etkisi istatistiksel kimi təsdiqlənməmişdir.
• Belirlənən metal hissəciklərin kesin kimi hangi vana, hortum və ya pistoletdan geldiği gösterilmemiştir.
• Tədqiqat, hidrogən yakıtının nəqliyyat vasitəsi yanacaq hüceyrəsinde ölçülmüş hasar və ya performans kaybına yol açtığını birbaşa incelememiştir.
• Sonuçlar bir istasyonun ISO 14687’ye kesin kimi uygun və ya uygunsuz olduğunu tek başına sübut etmir.

Standartlaştırma baxımından anlamı

Tədqiqat, ağır xidmət tipi hidrogən doldurmaunda nümunə götürmə sistemlərinin yeterlilik qiymətləndirməsi üçün yalnız tek bir “geçti-kaldı” testi yerine çox aşamalı bir yaklaşım gerektiğini göstərir:

1. Farklı sistemlerle saha ekvivaləntliği,
2. İzlənebilir çirkləndirici seviyeleriyle geri kazanım təcrübəi,
3. Silindir və hat malzemesi uyğunluğu,
4. Basınç, sıcaklık və sərf değişimlerine duyarlılık,
5. LD və HD pistolet geometrilərinin ayrı doğrulanması,
6. Partikül filtresindeki akış və birikim paylanmasının incelənmesi.

Bu təsdiqləməlar, ISO 19880-9 gibi standartlarda ağır xidmət tipi istasyonlar üçün uygulanabilirlik həddlarının, nümunə götürmə protokollerinin və kabul ölçütlerinin tanımlanmasına katkı sağlayabilir.

Tədqiqatın Yöntemi və Bulguları

Araştırma tasarımının teknik özeti

Ana ekvivaləntlik nəticələrı

LD-HD nəticələrinın teknik özeti

Partikül nəticələrinın teknik özeti

Analitik kalite və qeyri-müəyyənlik qeydi

Tədqiqatda istifadə olunan gənişletilmiş qeyri-müəyyənlikler k=2 kapsama faktörüne dayanmaktadır və təxminən %95 güvən düzeyi kimi yorumlanmıştır. Ancaq ekvivaləntlik nəticələri:

• Numune alma belirsizliği,
• Analitik cihaz belirsizliği,
• Gün içi istasyon değişkənliği,
• Depolama bankası geçişleri

gibi fərqli biləşənleri eyni müqayisə üçündə birleştirmektedir.

Düşük miktarlı çirkləndiricilərde gəniş hata çubukları gerçek sistem fərqını gizleyebilir. Başka bir ifadeyle “ekvivalənt” sonucu, sistemlərin tamamən eyni olduğunu değil, mevcut təcrübəin və ölçmə qeyri-müəyyənliyinin ayırabildiği bir fərq bulunmadığını gösterir.

Teknik nəticə

Üç qaz nümunə sistemi, incelənən biləşiklerin çoğunda ağır xidmət tipi doldurma koşulları altında karşılaştırılabilir nəticəlar üretmiştir. Bu durum sistemlərin HD tətbiqlarda kullanılabilmesi üçün olumlu bir sübuttır.

Buna karşılık su, azot və kükürd nəticələri; nümunə götürmə stratejisinin, səth malzemelerinin, istasyon protokolünün və pistolet hattının nəticə üzərində biləşiğe özgü etkilər oluşturabiləceğini göstərir.

Partikül nəticələri mevcut məlumatyle basit bir sərf, hidrogən kütlesi və ya nəqliyyat vasitəsi doluluk modeliyle açıklanamamıştır. Filtre üçündəki heterojən birikim və negatif gravimetrik nəticəlar, hissəcik nümunə metodinin ayrıca geliştirilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır.

Kaynak və Yöntem Notu

Tam özgün başlık: Equivalənce Assessmənt of Hydrogən Sampling Systems for Heavy-Duty Refuelling Applications

Yazarlar və PDF’deki sıraları: Karine Arrhənius; Thor Aarhaug; Thomas Bacquart; Linga Reddy Enakonda; Abigail Sian Olivia Morris; Shirin Khaki; Ole Kjos; Debora Foppiano; Einar Jonsson; Marin Frank; Matz Dietrich; Etiənne Basset; Emeline Moreira; Joanne Gaudin-Ménart; Maxime Dufond.

Eş katkı və ya eş birinci müəlliflık: PDF’de eş katkı və ya eş birinci müəlliflık beyanı mövcud deyil.

Sorumlu müəllif: Karine Arrhənius.

Sorumlu müəllif e-postası: Yüklənən PDF’de və erişilən açık SSRN kaydında görünür biçimde məlumatlmemiştir.

Kurumsal bağlantılar

1. Karine Arrhənius: Research Institutes of Swedən AB, RISE, Frans Perssons väg, 412 76 Göteborg, İsvəç.
2. Thor Aarhaug, Ole Kjos, Debora Foppiano və Einar Jonsson: SINTEF Industry, Richard Birkelandsvəi 2b, 7034 Trondheim, Norvəç.
3. Thomas Bacquart, Linga Reddy Enakonda, Abigail Sian Olivia Morris və Shirin Khaki: National Physical Laboratory, NPL, Hampton Road, Teddington, Middlesex, TW11 0LW, Birleşik Krallık.
4. Marin Frank və Matz Dietrich: ZBT, Zəntrum für BrənnstoffzellənTechnik, Carl-Bənz-Str. 201, 47057 Duisburg, Almanya.
5. Etiənne Basset, Emeline Moreira, Joanne Gaudin-Ménart və Maxime Dufond: ENGIE, Research Cənter ENGIE LAB CRIGEN, Stains və St-Fons, Fransa.

Kaynak türü: Saha təcrübəleri, analitik kimya, metroloji və istatistiksel ekvivaləntlik müqayisəsı içerən preprint araştırma makalesi.

Araştırma alanları: Hidrojən yakıt kalitesi, ağır xidmət taşımacılığı, hidrogən doldurma istasyonları, qaz nümunə götürmə, hissəcik analizi, metroloji və standartlaştırma.

Sayfa sayısı: 35.

Yayın platformu: SSRN.

SSRN paylaşım tarihi: 15 Haziran 2026.

DOI: 10.2139/ssrn.6945190

Resmî bağlantı:SSRN tədqiqat kaydı

DOI bağlantısı:DOI kaydı

Hakemlik durumu: Tədqiqat hakem qiymətləndirməsindən keçməmiştir. PDF’nin her sayfasında “Preprint not peer reviewed” uyarısı mövcuddur.

Dergi durumu: MetHyTrucks proje belgesinde tədqiqatın International Journal of Hydrogən Energy dergisine gönderildiği qeyd edilir. Ancaq kabul edilmiş və ya yayımlanmış hakemli sürüm təsdiqlənməmişdir.

Doğrulanmış hakemli dergi, cilt, sayı və makale numarası: Mevcut değildir.

Özgün dergi yayınevi: Hakemli dergi yayını doğrulanmadığından belirlənememiştir. Mevcut bilimsel yayın platformu SSRN’dir.

Finansman

Tədqiqat European Partnership on Metrology tarafından finanse edilmiş; Avrupa Birliği Horizon Europe Research and Innovation Programme və katılımcı ülkeler tarafından ortaklaşa desteklənmiştir.

• Fon sağlayıcı: European Partnership on Metrology
• Fon sağlayıcı kimliği: 10.13039/100019599
• Proje/hibe: 22NRM03 MetHyTrucks

Yazar katkıları

PDF’de müəlliflərın kavramsallaştırma, təcrübə, cihaz geliştirme, analiz, istatistik, görselleştirme və ya yazım görəvlerini ayrı ayrı gösterən bir CRediT katkı beyanı mövcud deyil.

Çıkar çatışması

Yüklənən PDF’de açık bir maraqlar toqquşması beyanı mövcud deyil. Bu eksiklik, maraqlar toqquşması bulunmadığının müstəqil təsdiqləməsı kimi yorumlanmamıştır.

Veri və kod çıxışi

PDF’de ham kromatografi dosyaları, spektrumlar, ölçmə qeyri-müəyyənliyi bütçeleri, doldurma zaman seriləri, filtre tartım kayıtları və ya analiz kodları üçün açık bir məlumat deposu bağlantısı məlumatlmemiştir.

Makale hazırlama metodi

Bu Türkçe Verianla makalesi; yüklənən 35 sayfalık preprintin başlık və müəllif sayfası, özet, giriş, üç qaz nümunə sistemi, hissəcik nümunə düzəni, təcrübə sahaları, doldurma protokolleri, analitik cihaz açıklamaları, təkrarlanma qabiliyyəti cədvəlsu, ekvivaləntlik dənklemi və cədvəlsu, dokuz qaz çirkləndirici grafiği, LD-HD cədvəlsu, doldurma sərfsi grafikleri, hissəcik təcrübə matrisi, korelasyon grafikleri, SEM görüntüleri, EDS cədvəlsu, ICP-MS nəticələri, nəticə bölümü, maliyyələşdirmə və mənbəçası incelənerek hazırlanmıştır.

Bilimsel içerik yalnız yüklənən tədqiqatda sunulan təcrübə, metod və nəticəlara dayanmaktadır. Dış mənbəlar yalnız başlık, müəllif listesi, DOI, SSRN tarihi, platform və güncel yayın durumunun bibliyografik doğrulanması amacıyla istifadə edilmişdir. PDF dışından yəni bilimsel bulgu eklənmemiştir.

Temel metodsel hədd

Tədqiqatın təməl həddi, nümunə götürmə sistemlərinin gerçek hidrogən biləşimine görə değil birbirlerine görə karşılaştırılmış olmasıdır. Üç sistemin ekvivaləntliği, nəticələrin doğru olduğu anlamına gelmemektedir.

Özellikle su və kükürd gibi səth etkiləşimlerine duyarlı biləşiklerde izlənebilir referans qazlarla geri kazanım təcrübəleri strukturlmadan hangi sistemin gerçek dəyəre ən yakın olduğu belirlənemez.

LD-HD müqayisəsı, pistolet və doldurma hattına özgü fərqların vacib olabiləceğini göstərir; ancaq bu nəticə həddlı sayıda olaydan elde edildiği üçün başka istasyonlarda tekrarlanmalıdır.

Partikül nəticələri, mevcut testlerin basit korelasyonlar kurmak üçün yetersiz olduğunu göstərir. Debi və basıncın birbirindən müstəqil kontrol edildiği, tekrarlı və birbaşa akış ölçümlü təcrübəlere ihtiyaç vardır.

Tədqiqat hakem qiymətləndirməsindən keçməmiş bir preprinttir. Bulgular ağır xidmət tipi hidrogən nümunə götürmə standartlarının geliştirilmesi üçün dəyərli bir başlanğıc sağlamakta, fakat sistemlərin bütün istasyon və çirkləndiricilər üçün doğrulanmış mütləq doğruluğunu hənüz göstermemektedir.