
Тозагии гидрогене, ки дар воситаҳои нақлиёти вазнин бо ҳуҷайраи сӯзишворӣ истифода мешавад, барои устуворӣ ва эътимоднокии системаҳои ҳуҷайраи сӯзишворӣ аҳамияти муҳим дорад. Олудакунандаҳо, аз қабили пайвастагиҳои сулфур, оксиди карбон, аммиак, об ва моддаҳои заррагӣ метавонанд боиси заҳролудшавии катализатор, вайроншавии мембрана ва талафоти барқарорнашавандаи иҷроиш шаванд. Аммо арзёбии дурусти сифати гидроген на танҳо ба дастгоҳҳои ҳассоси таҳлилӣ, балки ба гирифтани намунаи намояндагӣ аз таппончаи пуркунӣ низ вобаста аст.
Қисми муҳими усулҳои мавҷудаи намунагирии гидроген барои истгоҳҳои пуркунии воситаҳои нақлиёти сабук, ба мисли автомобилҳои мусофирбар, таҳия шудааст. Дар пуркунии воситаҳои нақлиёти вазнин бошад, суръатҳои массаии ҷараён баландтар, миқдори гидрогени интиқолшаванда бештар, протоколҳои пуркунӣ гуногун, сатҳҳои фишор 35 ё 70 MPa ва геометрияи таппончаҳо дигар мебошанд. Аз ин рӯ, наметавон фарз кард, ки усуле, ки дар воситаҳои нақлиёти сабук истифода мешавад, дар шароити воситаҳои вазнин низ ҳамон натиҷаро медиҳад.
Дар таҳқиқот се системаи намунагирӣ муқоиса шудааст: NPL DirSAM, ки намунаи мустақим мегирад; системаи ENGIE, ки бо зарфи 55-литра аз рӯи принсипи намунагирии параллелӣ кор мекунад; ва системаи модулии HySaM, ки метавонад параллелӣ ё бо нӯги баста кор кунад. Системаҳо дар майдони ZBT Hydrogen Testfield дар Олмон зери шароити пуркунии вазнини 35 MPa пай дар пай санҷида шудаанд.
Барои оксиген, оксиди карбон, диоксиди карбон, аргон, гелий ва маҷмӯи карбогидридҳои ғайриметанӣ, натиҷаҳои се система дар доираи номуайяниҳои якҷояи ченкунӣ аз ҷиҳати оморӣ баробар дониста шуданд. Баръакс, барои азот HySaM, барои об ENGIE ва барои сулфури умумӣ NPL DirSAM аз ду системаи дигар ба таври назаррас фарқ карданд. Азбаски системаи фарқкунанда барои ҳар олудакунанда дигар буд, хатои систематикии яксамта, ки ба ҳамаи пайвастагиҳо паҳн шавад, муайян карда нашуд.
Дар сулфури умумӣ фарқи махсусан муҳим мушоҳида шуд. NPL DirSAM тақрибан 4–5 nmol mol-1 натиҷа дод, дар ҳоле ки ENGIE ва HySaM асосан натиҷаҳои аз 1 nmol mol-1 камтар истеҳсол карданд. Натиҷаҳои NPL ба ҳадди 4 nmol mol-1, ки дар EN 17124 нишон дода шудааст, наздик ё болотар аз он буданд. Муайян карда нашуд, ки ин фарқ аз тамоюли мусбат дар DirSAM ё аз натиҷаи пасти вобаста ба адсорбсия дар системаҳои дигар ба вуҷуд омадааст.
Дар муқоисаи намунаҳои сабук ва вазнин бо ҳамон дастгоҳи HySaM, натиҷаҳои азот қариб яксон буданд: дар намунаи LD 2504 ± 80 µmol mol-1, дар намунаи HD 2502 ± 80 µmol mol-1. Баръакс, миқдори об дар хати LD 21,17 ± 0,43 µmol mol-1, дар хати HD бошад 11,96 ± 0,24 µmol mol-1 чен шуд. Азбаски натиҷаи LD аз сатҳи тақрибан 11–12 µmol mol-1 дар бонкҳои нигоҳдорӣ хеле болотар буд, чунин тафсир шуд, ки дар қубур, клапан, шланг ё таппончаи хати пуркунии 70 MPa метавонад намии муваққатӣ боқӣ монда бошад.
Дар таҳқиқоти заррагӣ, дар пуркунии H70 суръати ҳадди аксари ҷараён тақрибан 43 g s-1 ва дар пуркунии H35 тақрибан 30 g s-1 мушоҳида шуд. Байни миқдори зарраҳои ҷамъшуда дар филтр ва массаи гидрогени интиқолшуда ё ҳолати пуршавии воситаи нақлиёт ҳамбастагии равшан пайдо нашуд. Бо вуҷуди ин, шумораи таҷрибаҳо маҳдуд буд, баъзе натиҷаҳои гравиметрӣ манфӣ буданд ва танҳо як ченкунӣ аз ҳадди таҳаммулпазирии 1 mg kg-1 гузашт.
Дар таҳлилҳои SEM-EDS ва ICP-MS унсурҳои вобаста ба пайвасткунакҳои аз пӯлоди зангногир, инчунин сулфур, мис, руҳ, алюминий ва кремний муайян шуданд. Ҷамъшавии зарраҳо бештар дар канорҳои филтр нисбат ба марказ нишон медиҳад, ки тақсимоти маҳаллии ҷараён дар дохили дорандаи филтр метавонад ба натиҷаи намунагирӣ таъсир расонад.
Хулосаи асосии таҳқиқот ин аст, ки системаҳои мавҷудаи намунагирӣ метавонанд ба пуркунии воситаҳои вазнин мутобиқ карда шаванд, аммо танҳо баробарии байниҳамдигарӣ кофӣ нест. Махсусан барои олудакунандаҳое, ба мисли об ва сулфур, ки ба таъсири сатҳ ҳассосанд, газҳои истинодии пайгиришаванда, таҷрибаҳои барқароркунӣ ва санҷиши дурустӣ лозиманд. Илова бар ин, бо далелҳои мавҷуда истифодаи натиҷаҳои гирифташуда аз таппончаҳои LD ва HD ба ҷойи якдигар боэътимод нест.
Чаро тозагии гидроген барои воситаҳои нақлиёти вазнин муҳим аст?
Дар ҳуҷайраҳои сӯзишвории мембранаи мубодилаи протон, гидроген дар тарафи анод ба таври электрохимиявӣ истеъмол мешавад. Ҳатто миқдори хеле ками баъзе олудакунандаҳо дар сӯзишворӣ метавонанд сатҳи катализаторро пӯшонанд, сохтори мембранаи гузаронандаи протонро тағйир диҳанд ё дар каналҳои тақсимоти газ ҷамъ шаванд.
Воситаҳои нақлиёти вазнин бо ҳуҷайраи сӯзишворӣ, бар хилофи воситаҳои сабук, дорои:
- Муҳлати кори дарозтар,
- Талаботи баландтари қувваи пайваста,
- Давраҳои кори вазнинтар,
- Истифодаи тиҷоратии зуд-зуд,
- Хатари зиёди талафоти иқтисодӣ ҳангоми вайроншавӣ
мебошанд.
Таҳқиқот зикр мекунад, ки ҳуҷайраҳои сӯзишвории вазнин метавонанд барои муҳлати кории зиёда аз 20.000–30.000 соат тарҳрезӣ шаванд. Дар чунин давраи дароз, воридшавии пайвастаи олудакунандаи сатҳи паст метавонад зараре ба вуҷуд орад, ки дар як пуркунӣ намоён нест, вале бо мурури вақт ҷамъ мешавад.
ISO 14687:2025 ва EN 17124:2022 барои гидрогене, ки дар воситаҳои нақлиёти роҳӣ истифода мешавад, ҳаддҳои олудакунандаҳои газӣ ва моддаҳои заррагиро муайян мекунанд. Аммо барои муайян кардани он ки гидрогени истгоҳ ба ин ҳаддҳо мувофиқ аст ё не, намунаи ченшуда бояд воқеан сӯзишвории аз таппонча ба воситаи нақлиёт интиқолшавандаро намояндагӣ кунад.
Чаро ҳатто агар дастгоҳи таҳлил дуруст бошад, намуна метавонад хато бошад?
Намунаи гидроген аз таппончаи истгоҳ то расидан ба лабораторияи таҳлил бо бисёр сатҳҳо тамос мегирад. Дар ин раванд:
- Об ва пайвастагиҳои сулфур метавонанд ба сатҳҳо адсорб шаванд.
- Моддаҳое, ки қаблан ба сатҳ часпида буданд, метавонанд ба намунаи нав десорб шаванд.
- Пуржи нокифоя метавонад ҳаво ё намии боқимондаро ба намуна ворид кунад.
- Гузаришҳои фишор ва ҳарорат метавонанд тавозуни сатҳро тағйир диҳанд.
- Силиндр, клапан, мӯҳр, шланг ё маводи пайвасткунак метавонанд бо пайвастагиҳои гуногун ба таври гуногун таъсир кунанд.
- Протоколи пуркунӣ метавонад тағйир диҳад, ки кадом бонки нигоҳдорӣ чӣ қадар газ медиҳад.
Аз ин рӯ, номуайянии пасти таҳлили лабораторӣ худ аз худ кафолат намедиҳад, ки намуна дуруст гирифта шудааст.
Фарқи намунагирии мустақим ва параллелӣ
Намунагирии мустақим
Дар усули мустақим, гидроген аз таппончаи истгоҳ мустақиман ба силиндри намуна ё дастгоҳи махсуси намунагирӣ равона карда мешавад. Воситаи нақлиёт ё зарфи қабулкунандаи калон мумкин аст вуҷуд надошта бошад. Эҳтимол лозим шавад, ки истгоҳ дар ҳолати сервис ё нигоҳдорӣ кор кунад ва баъзе параметрҳои пуркунӣ дастӣ идора карда шаванд.
Ин усул метавонад назорати сахттари шароити пуркуниро таъмин кунад. Аммо он метавонад динамикаи раванди оддии пуркунии воситаи нақлиёти воқеиро пурра намояндагӣ накунад.
Намунагирии параллелӣ
Дар усули параллелӣ, силиндри намуна тавассути пайвасти T ҳамзамон бо пур шудани воситаи нақлиёт ё зарфи сунъии қабулкунанда пур мешавад. Истгоҳ протоколи муқаррарии бехатарӣ ва пуркуниро идома медиҳад.
Ин сохтор метавонад ба ҳодисаи воқеии пуркунӣ наздиктар бошад. Баръакс, рампи фишори истгоҳ, тағйироти ҷараён, ҳолати ибтидоии зарфи воситаи нақлиёт ва гузаришҳои бонкҳои нигоҳдорӣ метавонанд ба намуна тағйирёбии иловагӣ ворид кунанд.
Се системаи намунагирии газ, ки дар таҳқиқот омӯхта шудаанд
| Система | Принсипи асосии кор | Хусусиятҳои зикршуда дар таҳқиқот |
|---|---|---|
| NPL DirSAM | Намунагирии мустақим | Система бар асоси ASTM D7606-17, ки ба таппонча пайваст мешавад; барои истифодаи LD ва HD мувофиқ; то ҷараёни 120 g s-1 ва фишори 35 MPa кор карда метавонад; гидрогени гирифташуда аз дудбарои ихроҷ бароварда мешавад. |
| Системаи ENGIE | Намунагирии параллелӣ аз сабаби зарфи 55 L | Ба пуркунии 35 ва 70 MPa мутобиқ карда мешавад; ҳангоми пуркунӣ оксиген ва обро онлайн пайгирӣ карда метавонад; бекор кардани дастии протоколи бехатарии истгоҳро талаб намекунад; бе воситаи нақлиёт истифода мешавад. |
| HySaM | Намунагирии параллелӣ ё бо нӯги баста | Системаи модулӣ аз интерфейси намуна, вентилятсияи мобилӣ ва силиндрҳои 2,25 ё 10 L иборат аст; дар 35 ва 70 MPa истифода мешавад; бо системаи намунагирии заррагӣ якҷо карда мешавад. |
Системаи намунагирии заррагӣ
Барои зарраҳо дорандаи филтри фишорбаланди HYDAC PSA-H70 истифода шудааст. Система байни таппончаи истгоҳ ва воситаи нақлиёт ё зарфи сунъӣ ба таври силсилавӣ пайваст шудааст.
Ду версияе, ки MC1 ва MC2 ном доранд, аз рӯи:
- Усули нигоҳдории фишор,
- Стратегияи паст кардани фишор
фарқ мекунанд.
Дорандаи филтр то 70 MPa кор карда метавонад ва имкон медиҳад, ки бе ғайрифаъол кардани протоколи стандартии бехатарии пуркунӣ намунаи заррагӣ гирифта шавад.
Майдони таҷрибаи баробарии газ
Муқоисаҳои марбут ба олудакунандаҳои газӣ дар муассисаи ZBT Hydrogen Testfield дар шаҳри Duisburg-и Олмон анҷом дода шудаанд. Майдон иқтидори умумии нигоҳдории тақрибан 900 kg гидроген дорад ва гидроген дар бонкҳои 30, 50 ва 90 MPa нигоҳ дошта мешавад.
Дар ин муассиса:
- Пуркунии 35 ва 70 MPa,
- SAE J2601,
- MC Formula,
- PRHYDE,
- Пайдарпаии пуркунии озодона танзимшаванда
татбиқ карда мешаванд.
Инфрасохтори ҷараёни баланд, ки дар доираи лоиҳаи RHeaDHy насб шудааст, дар пуркунии вазнини 70 MPa метавонад то сатҳи 300 g s-1 бирасад. Бо вуҷуди ин, таҷрибаи асосии баробарии се система дар хати 35 MPa анҷом дода шудааст.
Оё се система бо протоколи комилан якхела санҷида шуданд?
Не. Гарчанде системаҳо пай дар пай бо истифода аз ҳамон бонкҳои нигоҳдорӣ ва шароити монанди вазнин санҷида шуданд, аз сабаби тарзи кори худ протоколҳо комилан яксон набуданд.
| Система | Навъи намуна | Хати фишор | Протокол | Пешсардкунӣ | Танзими фишор | Бонки нигоҳдорӣ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HySaM | Параллелӣ | 35 MPa ҷараёни баланд | SAE J2601-5, MFC-HF-G | T20, мубодилагари гармӣ | SAE J2601-5 | Фишори миёна 4+5 |
| ENGIE | Параллелӣ | 35 MPa ҷараёни баланд | SAE J2601-1 | T20, мубодилагари гармӣ | APRR-и дастӣ танзимшудаи 89 MPa dk-1 | Фишори миёна 4+5 |
| NPL DirSAM | Мустақим | 35 MPa ҷараёни баланд | Ҳолати нигоҳдорӣ | T20, мубодилагари гармӣ | Дастӣ 20 MPa | Фишори миёна 4+5 |
Ин фарқият гуфтанро душвор мекунад, ки тағйирёбии ченшуда танҳо аз таҷҳизоти дастгоҳ ба вуҷуд омадааст. Махсусан барои пайвастагиҳое, ба мисли об ва азот, ки ба шароити кори истгоҳ ҳассосанд, такроршавии беҳтари усули мустақим метавонад аз шароити бештар назоратшавандаи корӣ барояд.
Олудакунандаҳои газӣ бо кадом усулҳо таҳлил шуданд?
| Пайвастагӣ ё гурӯҳ | Усули таҳлилӣ |
|---|---|
| Оксиген ва аргон | Хроматографияи газӣ ва детектори ионизатсияи гелий бо разряди импулсӣ, GC-PDHID |
| Метан, оксиди карбон, диоксиди карбон ва карбогидридҳои ғайриметанӣ | Хроматографияи газӣ бо метанизатор ва детектори ионизатсияи аланга |
| Пайвастагиҳои сулфури умумӣ | Хроматографияи газӣ бо детектори хемилюминесценсияи сулфур, GC-SCD |
| Пайвастагиҳои органикии галогендор | GC-MS бо десорбсияи гармӣ ва FID-и тақсимшуда |
| Азот ва гелий | Микрохроматографияи газӣ бо детектори гузаронандагии гармӣ, µGC-TCD |
| Аммиак, кислотаи формик ва формальдегид | Спектроскопияи абсорбсияи пурзӯршудаи ковокӣ бо бозхӯрди оптикӣ, OFCEAS |
| Об | Спектроскопияи хомӯшшавии ҳалқавии ковокӣ, CRDS |
Қисми зиёди таҳлилҳо аз ҷониби NPL бо усулҳои дохилии аккредитатсияшудаи ISO/IEC 17025 иҷро шудаанд. Барои калибровка маводи ибтидоии истинодӣ, ки дар матритсаи гидроген омода шудаанд, истифода шуданд.
Тартиби иловагии таҳлил дар муқоисаи LD-HD
Таҳлилҳои об ва азоти намунаҳои сабук ва вазнин аз ҷониби ZBT бо системаи алоҳида анҷом дода шуданд.
- Барои азот системаи масс-спектрометрии CombiSense истифода шуд.
- Барои об микротарозуи булӯри кварсии QMA401 истифода шуд.
- Сатҳҳои дар тамос бо газ бо SilcoNert 2000 рӯйпӯш шудаанд.
- Хатҳо бо гидрогени дараҷаи тозагии 9.0 пайваста пурж шуданд.
- Система барои пешгирии диффузияи баръакси атмосфера дар фишори изофии 1 bar нигоҳ дошта шуд.
- Номуайяниҳои гузоришшуда бо омили фарогирии k=2 тақрибан сатҳи эътимоди 95%-ро ифода мекунанд.
Такроршавӣ чӣ гуна арзёбӣ шуд?
Барои ҳар системаи намунагирӣ, инҳирофи стандартии ду ҳодисаи намунагирӣ дар ҳамон рӯз ҳамчун фоизи нисбӣ нисбат ба миқдори номиналии пайвастагӣ ҳисоб шуд.
| Пайвастагӣ | Миқдори номиналӣ | NPL DirSAM | ENGIE | HySaM |
|---|---|---|---|---|
| O2 | 0,2–0,4 µmol mol-1 | 10,9% | 14,6% | 17,4% |
| CO | 0,008–0,010 µmol mol-1 | 0,58% | 5,05% | 1,63% |
| CO2 | 0,23–0,26 µmol mol-1 | 0,20% | 0,20% | 0,28% |
| Ar | 1,8–2,0 µmol mol-1 | 1,60% | 0,94% | 2,60% |
| He | 25–28 µmol mol-1 | 4,13% | 0,43% | 0,59% |
| Карбогидридҳои умумии ғайриметанӣ | 8–16 nmol mol-1 | 42,4% | 14,6% | 4,1% |
| N2 | 850–900 µmol mol-1 | 0,17% | 1,12% | 0,89% |
| H2O | 4–9 µmol mol-1 | 1,3% | 2,6% | 18,5% |
| Сулфури умумӣ | 0,5–5,0 nmol mol-1 | 4,9% | 4,5% | 9,2% |
Аксари натиҷаҳо аз ҳадди 10%-и такроршавии нисбӣ пасттар буданд. Оксиген дар ҳамаи системаҳо аз 10% боло ба назар мерасад. Аммо миқдори оксиген дар сатҳи хеле пасти 0,2–0,4 µmol mol-1 қарор дорад ва номуайянии таҳлилӣ тақрибан 10–15% мебошад. Аз ин рӯ арзёбӣ шуд, ки қисми назарраси тағйирот метавонад на аз системаи намунагирӣ, балки аз ҳудудҳои ченкунӣ ба вуҷуд ояд.
Ба ҳамин монанд, такроршавии 42,4%-и карбогидридҳои ғайриметанӣ дар DirSAM метавонад аз маҳдудиятҳои таҳлилӣ дар сатҳҳои хеле пасти 8–16 nmol mol-1 таъсир гирифта бошад.
Меъёри баробарӣ
Фарқи байни натиҷаҳои миёнаи ду система дар ҳамон рӯз бо ҳадде муқоиса шуд, ки аз ҷамъи квадратҳои номуайянии ду ченкунӣ ҳисоб шудааст:
\[ \left|x_{\mathrm{Samp1},d1}-x_{\mathrm{Samp2},d1}\right| < 2\sqrt{ u_{\mathrm{Samp1},d1}^{2}+ u_{\mathrm{Samp2},d1}^{2} } \]
- xSamp1,d1: Миёнаи ду намунаи системаи якум дар рӯзи аввал,
- xSamp2,d1: Миёнаи ду намунаи системаи дуюм дар ҳамон рӯз,
- uSamp1,d1 ва uSamp2,d1: Номуайяниҳои якҷояи ченкунии миёнаҳои дахлдор,
- Коэффисиенти берунии 2: Равиши фарогирии k=2, ки тақрибан ба сатҳи эътимоди 95% мувофиқ аст.
Вақте фарқ аз ин ҳад пасттар буд, системаҳо аз ҷиҳати оморӣ баробар қабул шуданд.
Фарқи байни баробарӣ ва дурустӣ
Он ки се система як натиҷаро медиҳанд, исбот намекунад, ки ин натиҷа таркиби воқеии гидроген аст. Масалан, агар ҳар се система қисми як пайвастагиро дар сатҳҳои худ нигоҳ доранд, натиҷаҳо метавонанд ба ҳам баробар, вале аз қимати воқеӣ паст бошанд.
Аз ин рӯ:
- Баробарӣ: Мутобиқати системаҳо бо якдигарро нишон медиҳад.
- Дурустӣ ё trueness: Наздикии натиҷаро ба қимати воқеӣ ё истинодии пайгиришаванда нишон медиҳад.
Азбаски дар таҳқиқот усули истинодӣ барои мустақим чен кардани таркиби воқеии тамоми гидрогени аз истгоҳ ба воситаи нақлиёт интиқолшуда вуҷуд надошт, танҳо баробарӣ арзёбӣ шуд.
Натиҷаҳои умумии баробарӣ барои олудакунандаҳои газӣ
| Пайвастагӣ | Натиҷа | Системаи фарқкунанда |
|---|---|---|
| Оксиген | Се система баробар | Нест |
| Оксиди карбон | Се система баробар | Нест |
| Диоксиди карбон | Се система баробар | Нест |
| Аргон | Се система баробар | Нест |
| Гелий | Се система баробар | Нест |
| Карбогидридҳои умумии ғайриметанӣ | Се система баробар | Нест |
| Азот | DirSAM ва ENGIE баробар; HySaM фарқ мекунад | HySaM |
| Об | DirSAM ва HySaM баробар; ENGIE фарқ мекунад | ENGIE |
| Сулфури умумӣ | ENGIE ва HySaM баробар; DirSAM фарқ мекунад | NPL DirSAM |
Натиҷаҳои азот
Дар Шакли 1 натиҷаҳои NPL DirSAM ва ENGIE тақрибан дар диапазони 880–895 µmol mol-1 ҷойгир буданд, дар ҳоле ки натиҷаҳои HySaM тақрибан дар сатҳи 856–868 µmol mol-1 буданд.
Миқдори азот байни ду рӯз умуман устувор монд, аммо фарқи байни HySaM ва дигар системаҳо дар ҳар ду рӯз идома ёфт. Ин устуворӣ нишон медиҳад, ки эҳтимол фарқ танҳо як инҳирофи тасодуфии ченкунӣ набуда, хусусияти систематикии бештар дошта бошад.
Бо вуҷуди ин, таҳқиқот муайян карда натавонист, ки кадом система ба қимати воқеӣ наздиктар аст.
Натиҷаҳои об
Дар Шакли 2 NPL DirSAM ва HySaM бо ҳам мувофиқ дониста шуданд, ENGIE бошад аз ҷиҳати оморӣ фарқ дошт. Миқдори об ҳамзамон байни рӯзҳо низ тағйир ёфт.
Об ба сатҳҳои металлӣ, рӯйпӯши дохилии силиндр, ҳарорати хат ва шароити пурж хеле ҳассос аст. Натиҷаҳои баланд метавонанд бо:
- Пуржи нокифоя,
- Ихроҷ ҳангоми пайвасткунӣ,
- Намии боқимонда дар хат ё силиндр,
- Десорбсия ҳангоми паст кардани фишор
алоқаманд бошанд.
Азбаски HySaM параллелӣ кор мекунад, шароити пуркунии истгоҳе, ки система мебинад, метавонад аз як ҳодиса ба ҳодисаи дигар тағйир ёбад. Муҳаққиқон қайд мекунанд, ки тағйирёбии баланди такроршавии об дар HySaM мумкин аст бештар аз тағйироти протоколи истгоҳ таъсир гирифта бошад, на аз худи таҷҳизот.
Натиҷаҳои сулфури умумӣ
Шакли 3 равшантарин фарқи системаиро дар таҳқиқот нишон медиҳад:
- NPL DirSAM: Тақрибан 4–5 nmol mol-1,
- ENGIE: Одатан аз 1 nmol mol-1 камтар,
- HySaM: Одатан тақрибан 1 nmol mol-1 ё камтар.
Натиҷаҳои NPL DirSAM дар давоми ду рӯз баланд монданд, дар ҳоле ки натиҷаҳои ENGIE ва HySaM бо ҳам мувофиқ буданд.
Барои ин фарқ ду шарҳи муқобил имконпазир аст:
- Пайвастагиҳои сулфур, ки қаблан ба мавод ё силиндрҳои DirSAM часпида буданд, метавонанд десорб шуда, тамоюли мусбат ба вуҷуд оварда бошанд.
- Сатҳҳои ENGIE ва HySaM метавонанд як қисми пайвастагиҳои сулфурро адсорб карда, тамоюли манфӣ ба вуҷуд оварда бошанд.
Азбаски қимати истинодӣ вуҷуд надошт, муайян карда нашуд, ки кадоме аз ин ду шарҳ дуруст аст.
Натиҷаҳои оксиген
Се система барои оксиген аз ҷиҳати оморӣ баробар дониста шуданд. Аммо ченкуниҳо дар диапазони тақрибан 0,2–0,4 µmol mol-1 буданд ва ҳадди ошкоркунии усули истифодашуда тақрибан 0,1 µmol mol-1 буд.
Аз ин рӯ error bar-ҳо нисбат ба миқдори ченшуда васеъанд. Таҷрибаҳои назоратшаванда бо миқдори бештарии оксиген ё усулҳои дорои ҳадди пасттари ошкоркунӣ метавонанд фарқҳои хурди байни системаҳоро беҳтар ҷудо кунанд.
Оксиди карбон ва диоксиди карбон
Натиҷаҳои оксиди карбон дар сатҳи тақрибан 0,008–0,009 µmol mol-1 ба ҳам наздик монданд. Байни рӯзҳо низ тағйироти назаррас мушоҳида нашуд.
Натиҷаҳои диоксиди карбон дар диапазони тақрибан 0,23–0,26 µmol mol-1 барои се система бо ҳам мувофиқ шуданд. Барои ин ду пайвастагӣ ҳам намунагирӣ ва ҳам иҷроиши ченкунии таҳлилӣ дар шароити санҷидашуда устувор ба назар мерасанд.
Аргон ва гелий
Аргон тақрибан дар сатҳи 1,8–1,9 µmol mol-1 ва гелий тақрибан 25–28 µmol mol-1 чен шуданд. Барои ҳар ду пайвастагӣ байни системаҳо ва рӯзҳо фарқи назаррас пайдо нашуд.
Рафтори нисбатан инертии аргон ва гелий бо он мувофиқ аст, ки таъсири адсорбсия ва реаксияи сатҳӣ барои онҳо ба андозаи об ё сулфур қавӣ нест.
Карбогидридҳои ғайриметанӣ
Натиҷаҳои умумии карбогидридҳои ғайриметанӣ байни се система баробар дониста шуданд. Гарчанде дар баъзе намунаҳо тағйирёбии васеъ дида шуд, миқдори хеле паст нишон медиҳад, ки қисми муҳими ин тағйирёбӣ метавонад аз ченкунии таҳлилӣ барояд.
Муқоисаи намунаҳои сабук ва вазнин
Системаи HySaM дар ду таппончаи алоҳида, ки аз ҳамон бонкҳои нигоҳдорӣ ғизо мегирифтанд, санҷида шуд:
- LD: 70 MPa, SAE J2601-1, қабулкунандаи 244 L Hexagon,
- HD: 35 MPa, SAE J2601-5, қабулкунандаи 341 L NPROXX.
| Шароит | Давомнокӣ | Ҷараёни миёна | Ҷараёни қулла | Об | Азот |
|---|---|---|---|---|---|
| Бонки нигоҳдорӣ 6 | - | - | - | 11,15 ± 0,22 µmol mol-1 | 2550 ± 81 µmol mol-1 |
| Бонки нигоҳдорӣ 7 | - | - | - | 11,98 ± 0,24 µmol mol-1 | 2308 ± 73 µmol mol-1 |
| Намунаи LD | 3 dk 47 sn | 33,4 g s-1 | 50,95 g s-1 | 21,17 ± 0,43 µmol mol-1 | 2504 ± 80 µmol mol-1 |
| Намунаи HD | 4 dk 34 sn | 25,7 g s-1 | 33,8 g s-1 | 11,96 ± 0,24 µmol mol-1 | 2502 ± 80 µmol mol-1 |
Азот нишон дод, ки кадом бонки нигоҳдорӣ бартарӣ дошт
Байни бонкҳо тақрибан 242–250 µmol mol-1 фарқи азот вуҷуд дорад. Он ки намунаҳои LD ва HD тақрибан 2500 µmol mol-1 натиҷа доданд, нишон медиҳад, ки дар ҳар ду пуркунӣ бонки 6 манбаи асосии гидроген будааст.
Аз ин ҷиҳат, намунаҳои LD ва HD ҳамон омехтаи гидрогенро гирифтаанд.
Чаро об дар хати LD тақрибан ду баробар баландтар буд?
Гарчанде миқдори об дар бонкҳо танҳо 0,83 µmol mol-1 фарқ мекард, намунаи LD 21,17 µmol mol-1 ва намунаи HD 11,96 µmol mol-1 натиҷа дод.
Натиҷаи LD аз натиҷаи HD тақрибан 77% баландтар буд ва аз қиматҳои ҳар ду бонки нигоҳдорӣ низ дур буд.
Дар таҳқиқот шарҳи эҳтимолии бештар ин аст, ки дар бозуи пуркунии 70 MPa, ки дар санҷиши SAE J2601-1 истифода шудааст, таъсири муваққатии намӣ мавҷуд буд. Ин хат дар муқоиса бо хати HD тақрибан ду метр қубури иловагии аз пӯлоди зангногир ва:
- Як клапани дастӣ,
- Як клапани яктарафа,
- Ду клапани бо ҳаво идорашаванда,
- Ду фиристандаи фишор,
- Ду фиристандаи ҳарорат,
- Шланг ва таппончаи гуногун
дар бар мегирад.
Истифодаи ҳамон тартиби таҳлил ва набудани борон ҳангоми пайвасткунӣ шарҳҳои вобаста ба лаборатория ё муҳити берунаро камэҳтимолтар кард. Аммо азбаски таҷриба такрор нашуд, тафсири намии хат қатъиян исбот нашудааст.
Оё бо намунаи LD сифати сӯзишвории HD-ро пешгӯӣ кардан мумкин аст?
Ҷавоби таҳқиқот бо далелҳои мавҷуда не мебошад. Ҳатто агар аз ҳамон бонкҳои нигоҳдорӣ ғизо гирифта шавад, фарқиятҳо дар:
- Хати фишор,
- Геометрияи қубур,
- Шумораи клапанҳо,
- Шланг ва таппонча,
- Протоколи пуркунӣ
метавонанд махсусан натиҷаи олудакунандаҳои ҳассос ба таъсири сатҳро тағйир диҳанд.
Аз ин рӯ, интиқоли мустақими натиҷаи тозагии аз таппончаи LD-и истгоҳ гирифташуда ба таппончаи HD мувофиқ нест.
Таҷрибаҳои заррагӣ
Таҷрибаҳои заррагӣ дар истгоҳи дигари гидрогени вазнин, ки таърихи зарраҳои ченшаванда дошт, анҷом дода шуданд. Барои бехатарӣ суръати ҳадди аксари ҷараён бо 60 g s-1 маҳдуд шуд.
Суръатҳои ҳадди аксари ҷараён, ки аз тасвирҳои видеоӣ тахмин шуданд:
- Таҷрибаи H70 EX3: Тақрибан 43 g s-1,
- Таҷрибаи H35 EX7: Тақрибан 30 g s-1.
Ин тахминҳо ба видеои экрани истгоҳ асос ёфтаанд. Чен карда нашуд, ки филтри HYDAC MC1 ба ҷараён таъсир мерасонад ё не.
Натиҷаҳои гравиметрии заррагӣ
Филтрҳо пеш ва баъд аз намунагирӣ дар шароити назоратшавандаи ҳарорат ва намӣ вазн карда шуданд. Фарқи масса ба миқдори гидрогени аз филтр гузашта тақсим шуда, бо mg kg-1 нормализатсия шуд.
Дар таҷрибаҳо:
- Барои EX4 ва EX5 натиҷаҳои массаи манфӣ ба даст омаданд.
- Барои EX1 натиҷаи 1,05 mg kg-1 аз ҳадди таҳаммулпазирии 1 mg kg-1 гузашт.
- Дигар натиҷаҳои мусбат тақрибан дар диапазони 0,08–0,44 mg kg-1 буданд.
Натиҷаҳои манфӣ маънои миқдори воқеан манфии зарраҳоро надоранд. Кондитсионикунии филтр, тағйири намӣ, номуайянии вазнкунӣ, талафи маводи филтр ё таъсири интиқоли намуна метавонанд боис шаванд, ки вазни ниҳоӣ аз вазни аввал камтар барояд.
Се фарзияе, ки барои ташаккули зарраҳо санҷида шуданд
- Массаи зарраи ҷамъшуда ба массаи умумии гидрогени аз филтр гузашта мутаносиб аст,
- Натиҷаи заррагӣ ба ҳолати пуршавии воситаи нақлиёт вобаста аст,
- Дар оғози пуркунӣ “таъсири оғоз” вуҷуд дорад, ки дар он зарраҳои ҷамъшуда дар хат бо ҷараёни аввал хориҷ мешаванд.
Ҳамбастагӣ бо массаи умумии гидроген
Дар графики болоии Шакли 12, байни массаи гидрогени интиқолшуда ва массаи мутлақи зарраҳои дар филтр ченшуда робитаи мунтазам дида намешавад.
Ҳангоми интиқоли миқдори муайяни гидроген ҳам натиҷаҳои паст ва ҳам баланд ба даст омаданд. Аз ин рӯ маълумоти мавҷуда фарзияи “ду баробар бештар гидроген ду баробар бештар зарра мебарад” -ро дастгирӣ намекунад.
Ҳамбастагӣ бо ҳолати пуршавии воситаи нақлиёт
Дар графики поёнии Шакли 12 низ байни ҳолати миёнаи пуршавии воситаи нақлиёт ва миқдори зарраи нормализатсияшуда бо mg kg-1 тамоюли равшан пайдо нашуд.
Аммо аз сабаби шумораи ками ченкуниҳо ва қиматҳои гравиметрии манфӣ, хулосаи умумии “ҳеҷ гуна робита вуҷуд надорад” баровардан мумкин нест. Хулосаи таҳқиқот танҳо ин аст, ки дар ин маҷмӯи таҷрибаҳо ҳамбастагии равшан дида нашуд.
Таъсири оғоз
Агар таъсири оғоз вуҷуд дошта бошад, дар пуркуниҳои кӯтоҳ миқдори собити зарраҳои дар оғоз хориҷшуда ба миқдори ками гидроген тақсим мешавад ва аз ин рӯ қимати mg kg-1 бояд баландтар бошад.
Натиҷаҳои EX1, EX7-MC1, EX2 ва эҳтимолан EX6-MC1 нишонаи заифи чунин тамоюлро нишон доданд. Ду маротиба аз нав оғоз шудани пуркунии EX1 метавонад ба натиҷаи баланди заррагӣ дар ин таҷриба саҳм гузошта бошад.
Бо вуҷуди ин, таҳқиқот таъсири оғозро аз ҷиҳати оморӣ тасдиқ накард.
Дар тасвирҳои SEM зарраҳо дар куҷо пайдо шуданд?
Филтрҳои 45, 47, 39 ва 38 ба таври визуалӣ санҷида шуданд. Бо чашми оддӣ бақияи намоён танҳо дар филтри 45 дида шуд, дар ҳоле ки таҳлили SEM дар филтрҳои 45, 47 ва 39 зарраҳо муайян кард.
Дар Шакли 13:
- Дар филтри 45 ҷамъшавиҳои калон, торик ва номунтазам,
- Дар филтри 47 зарраҳои хурдтар ва пароканда
дида мешаванд.
Аксари зарраҳо бештар дар минтақаҳои канории филтр буданд, на дар марказ. Ин тақсимот нишон медиҳад, ки ҷараён дар дорандаи филтр якхела нест ва зарраҳо метавонанд дар минтақаҳои суръати маҳаллӣ ё гирдбод ҷамъ шаванд.
Харитасозии унсурии EDS
| Филтр | Марказ | Канор |
|---|---|---|
| 45 | Сулфур | Пӯлоди зангногир, сулфур, биринҷӣ ва кремний |
| 47 | Фарқи равшан нисбат ба филтри холӣ нест | Пӯлоди зангногир, алюминий ва кремний |
| 39 | Фарқи равшан нисбат ба филтри холӣ нест | Мис ва сулфур |
| 38 | Фарқи равшан нест | Фарқи равшан нест |
Компонентҳое, ба мисли Fe, Cr ва Ni, ки бо пӯлоди зангногир алоқаманданд, ва Cu ва Zn, ки бо биринҷӣ алоқаманданд, нишон медиҳанд, ки сатҳҳои металлӣ дар хати истгоҳ ё таҷҳизоти намунагирӣ метавонанд аз манбаъҳои эҳтимолӣ бошанд. Аммо таҳқиқот манбаи дақиқи ҳар як зарраро муайян накардааст.
Натиҷаҳои ICP-MS
| Филтр | S | Fe | Cu | Zn | Ni | Cr |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 45 | 1581 mg kg-1 | 116 mg kg-1 | 144 mg kg-1 | 83 mg kg-1 | 8,1 mg kg-1 | 10 mg kg-1 |
| 47 | 113 mg kg-1 | 36 mg kg-1 | 2,4 mg kg-1 | 13 mg kg-1 | 12 mg kg-1 | 2,2 mg kg-1 |
| 39 | 58 mg kg-1 | 12 mg kg-1 | 34 mg kg-1 | 8,5 mg kg-1 | 0,89 mg kg-1 | 1,7 mg kg-1 |
| 40 | 303 mg kg-1 | 104 mg kg-1 | 33 mg kg-1 | 17 mg kg-1 | 1,9 mg kg-1 | 15 mg kg-1 |
| 33, филтри холӣ | 12 mg kg-1 | 3,3 mg kg-1 | 1 mg kg-1 | 0,89 mg kg-1 | 0,032 mg kg-1 | 0,18 mg kg-1 |
Филтри 45 ҳам дар SEM-EDS ва ҳам дар ICP-MS аз S, Fe, Cu, Zn, Mn ва Cr бой буд. Дар филтри 47, ду усул барои S, Fe ва Ni мувофиқат нишон доданд; SEM-EDS ҳамчунин минтақаҳои маҳаллии Al ва Si-ро муайян кард.
Дар ҳоле ки SEM танҳо майдони хурди сатҳро месанҷад, ICP-MS қисми калонтарини филтрро ҳал карда, таркиби миёнаро медиҳад. Аз ин рӯ, дидани зарраи маҳаллӣ дар SEM, вале равшан набудани он дар қимати умумии ICP-MS ҳатман зиддияти таҳлилӣ нест.
Тафсири техникии шаклҳо
Шаклҳои 1–9: Миқдори газҳо ва номуайяниҳо
Дар ҳар график чоркунҷаҳои сиёҳ ва сурх рӯзҳои гуногуни намунагирӣ ё такрорҳоро, error bar-ҳои амудӣ номуайянии васеъшудаи k=2-ро нишон медиҳанд. Баробарӣ на танҳо ба наздикии чоркунҷаҳо, балки ба муқоисаи математикӣ бо дарназардошти диапазонҳои хато асос ёфтааст.
Дар графикҳои CO, CO2, Ar ва He натиҷаҳо дар банди уфуқии танг ҷамъ шудаанд. Дар графикҳои азот, об ва махсусан сулфур байни системаҳо гурӯҳбандии равшан дида мешавад.
Шакли 10: Ҷараёни фаврии пуркунӣ
Каҷи H70 дар оғоз зуд баланд шуда, тақрибан ба 43 g s-1 расид, баъд паст шуд ва дар охири ҳодиса боз каме баланд гардид. Каҷи H35 сусттар баланд шуд, баъд дар тақрибан 30 g s-1 ба плато расид ва дар охир коҳиш ёфт.
Шакли 11: Матритсаи таҷрибаҳои заррагӣ
Шакл таппонча, филтр, версияи HYDAC, воситаи нақлиёт, диапазони пуршавӣ, гидрогени интиқолшуда, mg kg-1 ва натиҷаҳои мутлақи µg-ро дар як ҷадвал нишон медиҳад. Ҳамзамон мавҷуд будани натиҷаҳои манфӣ ва мусбат дар як маҷмӯи маълумот нишон медиҳад, ки номуайянии ченкунии гравиметрӣ муҳим аст.
Шакли 12: Графикҳои ҳамбастагӣ
Дар графики парокандагии боло, бо афзоиши массаи гидрогени интиқолшуда нуқтаҳо мунтазам боло ё поён намераванд. Дар графики поён низ байни ҳолати пуршавии воситаи нақлиёт ва миқдори зарраи нормализатсияшуда тамоюли яксамта нест.
Шакли 13: Тасвирҳои SEM-и филтр
Дар филтри 45 гурӯҳҳои номунтазам дар миқёси садҳо микрометр, дар филтри 47 зарраҳои хурдтар ва парокандатар дида мешаванд. Тасвирҳо ҳамчунин сохтори нахдор ё хатдори заминаи филтрро нишон медиҳанд.
Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот
- Се системаи гуногуни намунагирӣ, ки ба пуркунии гидрогени вазнин мутобиқ шудаанд, дар саҳро муқоиса шуданд.
- Стратегияҳои намунагирии мустақим ва параллелӣ дар як таҳқиқот омӯхта шуданд.
- Маҷмӯи васеи усулҳои таҳлилӣ, ки аксари олудакунандаҳои ISO 14687-ро фаро мегиранд, истифода шуд.
- Номуайяниҳои ченкунӣ мустақиман ба қарори баробарӣ ворид карда шуданд.
- Бо гирифтани намуна дар ду рӯзи алоҳида баъзе тағйироти замонӣ мушоҳида шуданд.
- Таппончаҳои сабук ва вазнин бо ҳамон бонкҳои нигоҳдорӣ муқоиса шуданд.
- Олудакунандаҳои газӣ ва моддаҳои заррагӣ дар як чаҳорчӯбаи таҳқиқотӣ арзёбӣ шуданд.
- Зарраҳо бо усулҳои якдигарро пуркунанда, аз қабили гравиметрия, SEM-EDS ва ICP-MS таҳлил шуданд.
- Марказ ва канори филтр алоҳида арзёбӣ шуданд.
- Ба таври равшан гуфта шудааст, ки баробарӣ маънои дурустиро надорад.
- Натиҷаҳо барои васеъ кардани ISO 19880-9 ва стандартҳои марбут ба шароити вазнин пойгоҳи маълумоти мустақиман татбиқшаванда пешниҳод мекунанд.
Маҳдудиятҳои таҳқиқот
- Таҳқиқот preprint буда, аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст.
- Усули истинодие, ки таркиби воқеии умумии гидрогени тақсимшударо чен кунад, вуҷуд надорад.
- Баробарӣ дурустӣ ё саҳеҳии мутлақро нишон намедиҳад.
- Такроршавӣ барои ҳар система танҳо ба ду намунаи дар ҳамон рӯз гирифташуда асос ёфтааст.
- Таҷрибаҳои баробарии газ дар як майдони санҷишӣ анҷом дода шуданд.
- Системаҳо бо протоколи комилан якхелаи пуркунӣ кор накарданд.
- Усулҳои мустақим ва параллелӣ ба тағйирёбии гуногуни кори истгоҳ дучор шуданд.
- Миқдори оксиген ва карбогидридҳои ғайриметанӣ ба ҳаддҳои ошкоркунии таҳлилӣ наздиканд.
- Барои азот, об ва сулфур муайян карда нашуд, ки кадом система ба қимати воқеӣ наздиктар аст.
- Таҷрибаи илова кардани олудакунандаи пайгиришаванда ё барқароркунӣ анҷом дода нашуд.
- Рафтори адсорбсия-десорбсияи маводи силиндр ва хат бо таҷрибаҳои алоҳидаи лабораторӣ чен нашуд.
- Муқоисаи LD-HD ба шумораи маҳдуди ҳодисаҳои пуркунӣ асос ёфтааст.
- Шарҳи он ки натиҷаи оби LD аз намии хат ба вуҷуд омадааст, мустақим чен нашудааст.
- Ҳар се система дар шароити пуркунии вазнини 70 MPa бо ҷараёни баланд муқоиса нашудаанд.
- Таҷрибаҳои заррагӣ дар истгоҳи дигар аз таҷрибаҳои баробарии газ анҷом дода шуданд.
- Ҷараёнҳои заррагӣ барои бехатарӣ зери 60 g s-1 нигоҳ дошта шуданд.
- Танҳо дар ду таҷриба ҷараёни пуркунӣ аз видео тахмин карда шуд.
- Таъсири филтри заррагӣ ба ҷараёни пуркунӣ муайян карда нашуд.
- Манфӣ баромадани баъзе натиҷаҳои гравиметрӣ ҳудуди ченкунӣ ва ҳассосияти кондитсионикунии филтрро нишон медиҳад.
- Аз ҳадди 1 mg kg-1 гузаштани як таҷриба далели умумии номувофиқии истгоҳ нест.
- Шумораи таҷрибаҳо дар таҳлили ҳамбастагӣ кам аст ва коэффисиентҳои оморӣ гузориш нашудаанд.
- SEM танҳо минтақаҳои маҳдуди филтрҳои интихобшударо санҷидааст.
- Ҷамъшавии равшан дар канори филтр метавонад натиҷаи минтақаи интихобшудаи микроскопиро сахт таъсир диҳад.
- Пайгирии зарраҳо то ҷузъи дақиқи истгоҳ ё манбаи онҳо анҷом дода нашудааст.
- Анбори кушодаи маълумот барои raw data, файлҳои дастгоҳ ва рамзҳои пурраи таҳлил нишон дода нашудааст.
- Дар матн навишта шудааст, ки EX1 ба филтри 45 мувофиқ аст, аммо дар ҷадвали Шакли 11 филтри 45 дар сатри EX2 дида мешавад; ин мутобиқати таҷриба-филтр бояд аз нав санҷида шавад.
- Дар бахши заррагӣ баъзе хатогиҳои рақами шакл ва placeholder-и матн мавҷуданд.
Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?
- DirSAM, ENGIE ва HySaM барои бисёр олудакунандаҳои газӣ дар шароити вазнин метавонанд натиҷаҳои байниҳамдигарӣ мувофиқ диҳанд.
- Барои оксиген, CO, CO2, аргон, гелий ва карбогидридҳои ғайриметанӣ баробарии оморӣ таъмин шудааст.
- Барои об, азот ва сулфур фарқҳои вобаста ба система ё шароити кор вуҷуд доранд.
- Ченкунии сулфур метавонад ба сатҳҳои намунагирӣ ва маводи силиндр махсусан ҳассос бошад.
- Намунагирии мустақим, азбаски шароити кори истгоҳро сахттар назорат мекунад, метавонад барои баъзе пайвастагиҳо такроршавии беҳтар диҳад.
- Таппончаҳои LD ва HD ҳатто агар аз ҳамон бонкҳо ғизо гиранд, метавонанд барои об натиҷаҳои гуногун диҳанд.
- Татбиқи намунагирии хос ба таппонча ва хати пуркунӣ лозим аст.
- Зарраҳо метавонанд дар сатҳи филтр ғайрияксон тақсим шаванд.
- Таркиби зарраҳо метавонад унсурҳои вобаста ба хат ва пайвасткунакҳои металлӣ дошта бошад.
- Дар маълумоти мавҷудаи заррагӣ бо миқдори гидрогени интиқолшуда ё ҳолати пуршавии воситаи нақлиёт ҳамбастагии равшан дида нашуд.
- Барои таҳияи стандартҳои намунагирии гидрогени вазнин таҷрибаҳои иловагии саҳроӣ ва истинодӣ лозиманд.
Таҳқиқот чиро исбот намекунад?
- Исбот нашудааст, ки яке аз се система барои ҳамаи олудакунандаҳо натиҷаи мутлақ дуруст медиҳад.
- Муайян нашудааст, ки системаҳо дар ҳамаи истгоҳҳои вазнин ҳамон иҷроишро нишон медиҳанд.
- Нишон дода нашудааст, ки NPL DirSAM барои сулфур ҳатман тамоюли баланд дорад.
- Нишон дода нашудааст, ки ENGIE ва HySaM сулфурро ҳатман аз даст медиҳанд.
- Исбот нашудааст, ки HySaM барои азот умуман натиҷаи паст медиҳад.
- Нишон дода нашудааст, ки системаи ENGIE дар ченкунии об нуқсони умумӣ дорад.
- Манбаи дақиқи миқдори баланди об дар хати LD муайян нашудааст.
- Намунагирии LD барои ҳар пайвастагӣ ноком нест; натиҷаҳои азот бо HD мувофиқанд.
- Исбот нашудааст, ки миқдори зарраҳо аз ҷараён ё пуршавии воситаи нақлиёт комилан мустақил аст.
- Таъсири оғоз аз ҷиҳати оморӣ тасдиқ нашудааст.
- Нишон дода нашудааст, ки зарраҳои металлии муайяншуда маҳз аз кадом клапан, шланг ё таппонча омадаанд.
- Таҳқиқот мустақиман насанҷидааст, ки сӯзишвории гидрогенӣ дар ҳуҷайраи сӯзишвории воситаи нақлиёт зарар ё талафоти иҷроиши ченшаванда ба вуҷуд меорад.
- Натиҷаҳо худ аз худ мутобиқат ё номувофиқии қатъии истгоҳро ба ISO 14687 исбот намекунанд.
Маъно барои стандартонӣ
Таҳқиқот нишон медиҳад, ки барои арзёбии салоҳияти системаҳои намунагирӣ дар пуркунии гидрогени вазнин ба ҷои як санҷиши ягонаи “гузашт-нагузашт” равиши бисёрмарҳилавӣ лозим аст:
- Баробарии саҳроӣ бо системаҳои гуногун,
- Таҷрибаи барқароркунӣ бо сатҳҳои пайгиришавандаи олудакунанда,
- Мутобиқати маводи силиндр ва хат,
- Ҳассосият ба тағйири фишор, ҳарорат ва ҷараён,
- Тасдиқи алоҳидаи геометрияи таппончаҳои LD ва HD,
- Омӯзиши тақсимоти ҷараён ва ҷамъшавӣ дар филтри заррагӣ.
Ин санҷишҳо метавонанд ба муайян кардани ҳудудҳои татбиқ, протоколҳои намунагирӣ ва меъёрҳои қабул барои истгоҳҳои вазнин дар стандартҳое, ба мисли ISO 19880-9, мусоидат кунанд.
Усул ва бозёфтҳои таҳқиқот
Хулосаи техникии тарҳи таҳқиқот
| Ҷузъ | Усули истифодашуда дар таҳқиқот |
|---|---|
| Ҳадафи таҳқиқот | Арзёбии баробарии се системаи намунагирии газ барои пуркунии HD, фарқҳои LD-HD ва намунагирии заррагӣ |
| Системаҳои газ | NPL DirSAM, ENGIE sampler ва HySaM |
| Системаи заррагӣ | HYDAC PSA-H70 MC1 ва MC2 |
| Майдони санҷиши газ | ZBT Hydrogen Testfield, Duisburg |
| Фишори асосии санҷиши газ | Хати HD-и 35 MPa бо ҷараёни баланд |
| Пешсардкунӣ | Мубодилагари гармии T20 |
| Бонкҳои нигоҳдорӣ | Бонкҳои фишори миёна 4 ва 5 |
| Такроршавӣ | Инҳирофи стандартии нисбии ду ҳодисаи намунагирӣ дар ҳамон рӯз |
| Баробарӣ | Муқоисаи фарқи миёна бо ҳадди номуайянии якҷояи k=2 |
| Муқоисаи LD-HD | Ҳамон системаи HySaM; хатҳои 70 MPa SAE J2601-1 ва 35 MPa SAE J2601-5 |
| Таҳлили заррагӣ | Гравиметрия, SEM-EDS ва ICP-MS |
Бозёфтҳои асосии баробарӣ
| Гурӯҳи натиҷа | Пайвастагиҳо | Тафсири техникӣ |
|---|---|---|
| Баробарии пурраи байниҳамдигарӣ | O2, CO, CO2, Ar, He ва маҷмӯи NMHC | Миёнаҳои се система дар ҳадди номуайянии якҷояи k=2 мувофиқ буданд. |
| Фарқи яксистемаӣ | N2 | HySaM аз DirSAM ва ENGIE ба таври назаррас фарқ кард. |
| Фарқи яксистемаӣ | H2O | ENGIE аз DirSAM ва HySaM ба таври назаррас фарқ кард. |
| Фарқи яксистемаӣ | Сулфури умумӣ | DirSAM тақрибан 4–5 nmol mol-1; ENGIE ва HySaM асосан аз 1 nmol mol-1 камтар буданд. |
Хулосаи техникии натиҷаҳои LD-HD
| Меъёр | LD | HD | Тафсир |
|---|---|---|---|
| Протокол | SAE J2601-1 | SAE J2601-5 | Таппонча ва бозуи пуркунии гуногун |
| Фишор | 70 MPa | 35 MPa | Дар хати LD қубур ва ҷузъҳои иловагӣ мавҷуданд. |
| Ҷараёни миёна | 33,4 g s-1 | 25,7 g s-1 | Ҳодисаи LD ҷараёни миёнаи баландтар дорад. |
| Ҷараёни қулла | 50,95 g s-1 | 33,8 g s-1 | Профилҳои ҷараён яксон нестанд. |
| Азот | 2504 ± 80 µmol mol-1 | 2502 ± 80 µmol mol-1 | Аз ҷиҳати оморӣ мувофиқ |
| Об | 21,17 ± 0,43 µmol mol-1 | 11,96 ± 0,24 µmol mol-1 | Афзоиши равшан ва шарҳнашуда дар хати LD |
Хулосаи техникии натиҷаҳои заррагӣ
| Мушоҳида | Натиҷа | Маҳдудият |
|---|---|---|
| Ҷараёни ҳадди аксари H70 | Тақрибан 43 g s-1 | Аз экрани видео тахмин шудааст. |
| Ҷараёни ҳадди аксари H35 | Тақрибан 30 g s-1 | Аз экрани видео тахмин шудааст. |
| Гузаштан аз 1 mg kg-1 | Дар як таҷриба 1,05 mg kg-1 | Пуркунӣ мумкин аст ду маротиба аз нав оғоз шуда бошад. |
| Натиҷаи манфӣ | Ду таҷриба | Номуайянии гравиметрӣ ё тағйири массаи филтр |
| Ҳамбастагӣ бо массаи гидроген | Ҳамбастагии равшан нест | Шумораи ками таҷрибаҳо ва парокандагии баланд |
| Ҳамбастагӣ бо SOC-и воситаи нақлиёт | Ҳамбастагии равшан нест | Коэффисиенти оморӣ гузориш нашудааст. |
| Тақсимоти филтр | Зарраҳо асосан дар канорҳо | Ҷараёни маҳаллии дорандаи филтр метавонад таъсир дошта бошад. |
Эзоҳи сифати таҳлилӣ ва номуайянӣ
Номуайяниҳои васеъшудаи дар таҳқиқот истифодашуда ба омили фарогирии k=2 асос ёфта, тақрибан ҳамчун сатҳи эътимоди 95% тафсир шудаанд. Аммо натиҷаҳои баробарӣ ҷузъҳои гуногун, аз ҷумла:
- Номуайянии намунагирӣ,
- Номуайянии дастгоҳи таҳлилӣ,
- Тағйирёбии дохилирӯзии истгоҳ,
- Гузаришҳои бонки нигоҳдорӣ
ро дар як муқоиса муттаҳид мекунанд.
Дар олудакунандаҳои миқдори паст, error bar-ҳои васеъ метавонанд фарқи воқеии системаҳоро пинҳон кунанд. Ба ибораи дигар, натиҷаи “баробар” маънои комилан яксон будани системаҳо надорад; он танҳо нишон медиҳад, ки фарқи қобили ҷудокунии таҷриба ва номуайянии ченкунии мавҷуда пайдо нашудааст.
Хулосаи техникӣ
Се системаи намунагирии газ барои аксари пайвастагиҳои омӯхташуда дар шароити пуркунии вазнин натиҷаҳои муқоисашаванда истеҳсол карданд. Ин далели мусбат барои истифодаи системаҳо дар татбиқҳои HD мебошад.
Баръакс, натиҷаҳои об, азот ва сулфур нишон медиҳанд, ки стратегияи намунагирӣ, маводи сатҳӣ, протоколи истгоҳ ва хати таппонча метавонанд ба натиҷа таъсири хоси пайвастагӣ расонанд.
Натиҷаҳои заррагӣ бо маълумоти мавҷуда бо модели оддии ҷараён, массаи гидроген ё пуршавии воситаи нақлиёт шарҳ дода нашуданд. Ҷамъшавии гетерогенӣ дар дохили филтр ва натиҷаҳои гравиметрии манфӣ нишон медиҳанд, ки усули намунагирии заррагӣ низ ба рушди минбаъда ниёз дорад.
Эзоҳи манбаъ ва усул
Сарлавҳаи пурраи аслӣ: Equivalence Assessment of Hydrogen Sampling Systems for Heavy-Duty Refuelling Applications
Муаллифон ва тартиби онҳо дар PDF: Karine Arrhenius; Thor Aarhaug; Thomas Bacquart; Linga Reddy Enakonda; Abigail Sian Olivia Morris; Shirin Khaki; Ole Kjos; Debora Foppiano; Einar Jonsson; Marin Frank; Matz Dietrich; Etienne Basset; Emeline Moreira; Joanne Gaudin-Ménart; Maxime Dufond.
Саҳми баробар ё ҳаммуаллифии аввал: Дар PDF изҳороти саҳми баробар ё ҳаммуаллифии аввал вуҷуд надорад.
Муаллифи масъул: Karine Arrhenius.
Почтаи электронии муаллифи масъул: Дар PDF-и боршуда ва сабти кушодаи SSRN, ки дастрас шудааст, ба таври намоён дода нашудааст.
Пайвастагиҳои институтсионалӣ
- Karine Arrhenius: Research Institutes of Sweden AB, RISE, Frans Perssons väg, 412 76 Göteborg, Шветсия.
- Thor Aarhaug, Ole Kjos, Debora Foppiano ва Einar Jonsson: SINTEF Industry, Richard Birkelandsvei 2b, 7034 Trondheim, Норвегия.
- Thomas Bacquart, Linga Reddy Enakonda, Abigail Sian Olivia Morris ва Shirin Khaki: National Physical Laboratory, NPL, Hampton Road, Teddington, Middlesex, TW11 0LW, Шоҳигарии Муттаҳида.
- Marin Frank ва Matz Dietrich: ZBT, Zentrum für BrennstoffzellenTechnik, Carl-Benz-Str. 201, 47057 Duisburg, Олмон.
- Etienne Basset, Emeline Moreira, Joanne Gaudin-Ménart ва Maxime Dufond: ENGIE, Research Center ENGIE LAB CRIGEN, Stains ва St-Fons, Фаронса.
Навъи манбаъ: Мақолаи preprint-и таҳқиқотӣ, ки таҷрибаҳои саҳроӣ, химияи таҳлилӣ, метрология ва муқоисаи омории баробариро дар бар мегирад.
Самтҳои таҳқиқот: Сифати сӯзишвории гидрогенӣ, нақлиёти вазнин, истгоҳҳои пуркунии гидроген, намунагирии газ, таҳлили заррагӣ, метрология ва стандартонӣ.
Шумораи саҳифаҳо: 35.
Платформаи нашр: SSRN.
Санаи ҷойгиркунӣ дар SSRN: 15 июни 2026.
DOI: 10.2139/ssrn.6945190
Пайванди расмӣ:Сабти таҳқиқоти SSRN
Пайванди DOI:Сабти DOI
Ҳолати баррасии ҳамтоён: Таҳқиқот аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст. Дар ҳар саҳифаи PDF огоҳии “Preprint not peer reviewed” мавҷуд аст.
Ҳолати маҷалла: Дар ҳуҷҷати лоиҳаи MetHyTrucks гуфта мешавад, ки таҳқиқот ба маҷаллаи International Journal of Hydrogen Energy пешниҳод шудааст. Аммо версияи қабулшуда ё нашршудаи баррасишуда тасдиқ нашудааст.
Маҷаллаи баррасишуда, ҷилд, шумора ва рақами мақолаи тасдиқшуда: Мавҷуд нест.
Ношири аслии маҷалла: Азбаски нашри баррасишудаи маҷалла тасдиқ нашудааст, муайян карда намешавад. Платформаи илмии ҷорӣ SSRN мебошад.
Маблағгузорӣ
Таҳқиқот аз ҷониби European Partnership on Metrology маблағгузорӣ шуда, аз ҷониби European Union Horizon Europe Research and Innovation Programme ва кишварҳои иштирокчӣ муштаракан дастгирӣ шудааст.
- Маблағгузор: European Partnership on Metrology
- Шиносаи маблағгузор: 10.13039/100019599
- Лоиҳа/грант: 22NRM03 MetHyTrucks
Саҳми муаллифон
Дар PDF изҳороти CRediT вуҷуд надорад, ки вазифаҳои консептуализатсия, таҷриба, рушди дастгоҳ, таҳлил, омор, визуализатсия ё навиштани ҳар муаллифро алоҳида нишон диҳад.
Бархӯрди манфиатҳо
Дар PDF-и боршуда изҳороти равшани бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад. Ин набудани изҳорот ҳамчун тасдиқи мустақили набудани бархӯрди манфиатҳо тафсир нашудааст.
Дастрасӣ ба маълумот ва рамз
Дар PDF пайванди анбори кушода барои файлҳои хоми хроматография, спектрҳо, буҷетҳои номуайянии ченкунӣ, силсилаҳои вақти пуркунӣ, сабтҳои вазнкунии филтр ё рамзҳои таҳлилӣ дода нашудааст.
Усули омодасозии мақола
Ин мақолаи туркии Verianla бо баррасии саҳифаи сарлавҳа ва муаллифони preprint-и 35-саҳифаи боршуда, хулоса, муқаддима, се системаи намунагирии газ, тартиби намунагирии заррагӣ, майдонҳои таҷриба, протоколҳои пуркунӣ, тавсифи дастгоҳҳои таҳлилӣ, ҷадвали такроршавӣ, муодила ва ҷадвали баробарӣ, нӯҳ графики олудакунандаҳои газӣ, ҷадвали LD-HD, графикҳои ҷараёни пуркунӣ, матритсаи таҷрибаҳои заррагӣ, графикҳои ҳамбастагӣ, тасвирҳои SEM, ҷадвали EDS, натиҷаҳои ICP-MS, бахши хулоса, маблағгузорӣ ва рӯйхати манбаъҳо омода шудааст.
Мазмуни илмӣ танҳо ба таҷриба, усул ва натиҷаҳои дар таҳқиқоти боршуда пешниҳодшуда асос ёфтааст. Манбаъҳои беруна танҳо барои тасдиқи библиографии сарлавҳа, рӯйхати муаллифон, DOI, санаи SSRN, платформа ва ҳолати ҷории нашр истифода шудаанд. Ягон бозёфти нави илмӣ аз берун аз PDF илова нашудааст.
Маҳдудияти асосии методологӣ
Маҳдудияти асосии таҳқиқот он аст, ки системаҳои намунагирӣ на нисбат ба таркиби воқеии гидроген, балки нисбат ба якдигар муқоиса шудаанд. Баробарии се система маънои дуруст будани натиҷаҳоро надорад.
Махсусан барои пайвастагиҳое, ба мисли об ва сулфур, ки ба таъсири сатҳ ҳассосанд, бе таҷрибаҳои барқароркунӣ бо газҳои истинодии пайгиришаванда муайян кардан имконнопазир аст, ки кадом система ба қимати воқеӣ наздиктар аст.
Муқоисаи LD-HD нишон медиҳад, ки фарқҳои хоси таппонча ва хати пуркунӣ метавонанд муҳим бошанд; аммо азбаски ин натиҷа аз шумораи маҳдуди ҳодисаҳо ба даст омадааст, бояд дар истгоҳҳои дигар такрор карда шавад.
Натиҷаҳои заррагӣ нишон медиҳанд, ки санҷишҳои мавҷуда барои сохтани ҳамбастагиҳои оддӣ нокифояанд. Таҷрибаҳои такрорӣ бо назорати мустақили ҷараён ва фишор ва ченкунии мустақими ҷараён лозиманд.
Таҳқиқот preprint буда, аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст. Бозёфтҳо барои рушди стандартҳои намунагирии гидрогени вазнин оғози арзишманд медиҳанд, аммо ҳанӯз саҳеҳии мутлақи тасдиқшудаи системаҳо барои ҳамаи истгоҳҳо ва олудакунандаҳоро нишон намедиҳанд.

Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд