
Yoqilg‘i elementli og‘ir yuk transport vositalarida qo‘llaniladigan vodorodning sofligi yoqilg‘i elementi tizimlarining chidamliligi va ishonchliligi uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega. Sulfid (oltingugurt) birikmalari, uglerod oksidi, ammiak, suv va qattiq zarrachalar kabi ifloslantiruvchi moddalar katalizatorning zaharlanishiga, membrananing yemirilishiga va qaytarib bo‘lmas unumdorlik yo‘qotishlariga olib kelishi mumkin. Biroq vodorod sifatini to‘g‘ri baholash nafaqat nozik tahlil uskunalariga, balki quyish to‘pponchasidan reprezentativ namuna olish jarayoniga ham bevosita bog‘liqdir.
Mavjud vodorod namunasini olish amaliyotining salmoqli qismi yengil avtomobillar kabi kichik toifadagi transport vositalariga mo‘ljallangan quyish shoxobchalari uchun ishlab chiqilgan. Og‘ir yuk transportiga vodorod quyishda esa ancha yuqori ommaviy sarflar, kattaroq hajmda uzatiladigan vodorod miqdori, boshqacha quyish protokollari, 35 yoki 70 MPa bosim darajalari va o‘zgacha to‘pponcha geometriyalari mavjud. Shu sababli, yengil transportda qo‘llaniladigan usul og‘ir yuk sharoitida ham xuddi shunday natija beradi deb faraz qilib bo‘lmaydi.
Tadqiqotda uchta namuna olish tizimi o‘zaro solishtirilgan: to‘g‘ridan-to‘g‘ri namuna oluvchi NPL DirSAM, 55 litrli rezervuar yordamida parallel namuna olish prinsipida ishlovchi ENGIE tizimi hamda parallel yoki yopiq uchli ishlay oladigan modulli HySaM tizimi. Tizimlar Germaniyadagi ZBT Hydrogen Testfield maydonida 35 MPa og‘ir yuk quyish sharoitlarida ketma-ket sinovdan o‘tkazilgan.
Kislorod, uglerod oksidi, uglerod dioksidi, argon, geliy va umumiy metansiz uglevodorodlar bo‘yicha uchala tizim natijalari birlashtirilgan o‘lchov noaniqliklari doirasida statistik jihatdan ekvivalent deb topilgan. Bunga qarama-qarshi ravishda, azot bo‘yicha HySaM, suv bo‘yicha ENGIE va umumiy oltingugurt bo‘yicha NPL DirSAM boshqa ikki tizimdan sezilarli darajada farqlangan. Chetga chiqish ko‘rsatgan tizim har bir ifloslantiruvchida turlicha bo‘lgani sababli barcha birikmalarga taalluqli yagona tizimli xatolik aniqlanmagan.
Umumiy oltingugurt miqdorida ayniqsa jiddiy tafovut ko‘ringan. NPL DirSAM taxminan 4–5 nmol mol-1 qiymatlarni bergan bo‘lsa, ENGIE va HySaM asosan 1 nmol mol-1 dan past natijalar ko‘rsatgan. NPL natijalari EN 17124 standartida belgilangan 4 nmol mol-1 chegarasiga yaqin yoki ushbu chegaradan yuqoridir. Farq DirSAM tizimidagi musbat chetlanishdanmi yoki boshqa tizimlarda adsorbsiya tufayli yuzaga kelgan past natijadanmi — buni aniqlashning imkoni bo‘lmagan.
Ayni bir HySaM uskunasi bilan o‘tkazilgan yengil (LD) va og‘ir (HD) yuk transporti namunalarini qiyoslashda azot natijalari deyarli bir xil chiqqan: LD namunasida 2504 ± 80 µmol mol-1, HD namunasida esa 2502 ± 80 µmol mol-1. Suv miqdori esa LD tarmog‘ida 21,17 ± 0,43 µmol mol-1, HD tarmog‘ida esa 11,96 ± 0,24 µmol mol-1 darajasida o‘lchangan. LD natijasining saqlash banklaridagi taxminan 11–12 µmol mol-1 darajasidan ancha yuqori bo‘lishi 70 MPa quyish liniyasiga xos quvur, klapan, shlang yoki to‘pponchada vaqtinchalik namlik qoldiqlari mavjud bo‘lishi mumkinligi bilan izohlangan.
Zarrachalar (partikullar) bo‘yicha tadqiqotda H70 quyishida taxminan 43 g s-1, H35 quyishida esa taxminan 30 g s-1 maksimal sarf kuzatilgan. Filtrda to‘plangan zarracha miqdori bilan uzatilgan vodorod massasi yoki transport vositasining to‘lish holati (SOC) o‘rtasida ochiq korrelyatsiya topilmagan. Shunday bo‘lsa-da, tajribalar soni cheklangan, ba’zi gravimetrik natijalar manfiy chiqqan va faqat bitta o‘lchov 1 mg kg-1 ruxsat etilgan chegaradan oshgan.
SEM-EDS va ICP-MS tahlillarida zanglamas po‘latga xos elementlar, oltingugurt, mis, rux, alyuminiy va kremniy kabi komponentlar aniqlangan. Zarrachalarning filtr markazidan ko‘ra chetlarida ko‘proq to‘planishi filtr ushlagichi ichidagi mahalliy oqim taqsimoti namuna natijasiga ta’sir ko‘rsatishi mumkinligini bildiradi.
Tadqiqotning asosiy xulosasi shuni ko‘rsatadiki, mavjud namuna olish tizimlari og‘ir yuk quyish jarayoniga moslashtirilishi mumkin, biroq faqatgina o‘zaro ekvivalentlik yetarli emas. Ayniqsa suv va oltingugurt kabi sirt ta’sirlariga sezgir ifloslantiruvchilar uchun kuzatiluvchan etalon gazlar, qayta tiklanish (recovery) tajribalari va haqiqiylik (trueness) tasdig‘i talab etiladi. Bundan tashqari, LD va HD to‘pponchalaridan olingan natijalarni bir-birining o‘rniga qo‘llash mavjud dalillar bilan ishonchli hisoblanmaydi.
Vodorod sofligi nima uchun og‘ir yuk transporti uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega?
Proton almashinuvchi membranali yoqilg‘i elementlarida (PEMFC) vodorod anod tomonida elektrokimyoviy tarzda sarflanadi. Yoqilg‘i tarkibidagi juda oz miqdordagi ba’zi ifloslantiruvchilar ham katalizator sirtini to‘sib qo‘yishi, proton o‘tkazuvchi membrana tuzilishini buzishi yoki gaz taqsimlash kanallarida cho‘kma hosil qilishi mumkin.
Og‘ir yuk toifasidagi yoqilg‘i elementli transport vositalari yengil transportdan quyidagi jihatlari bilan farq qiladi:
- Uzoqroq xizmat muddati,
- Yuqoriroq doimiy quvvat talabi,
- Og‘irroq ish sikllari,
- Tez-tez tijoriy foydalanish,
- Nosozlik yuz berganda yuqoriroq iqtisodiy yo‘qotish xavfi.
Tadqiqotda og‘ir yuk yoqilg‘i elementlari 20 000–30 000 soatdan ortiq xizmat muddatiga mo‘ljallangan holda loyihalanishi ta’kidlanadi. Bunday uzoq davr mobaynida past darajadagi ifloslantiruvchining doimiy ravishda tushishi bitta quyishda sezilmaydigan, ammo vaqt o‘tishi bilan to‘planib boruvchi jiddiy zararlarga sabab bo‘lishi mumkin.
ISO 14687:2025 va EN 17124:2022 standartlari avtomobil yo‘llari transportida qo‘llaniladigan vodorod uchun gazsimon ifloslantiruvchilar va qattiq zarrachalar chegaralarini belgilaydi. Biroq shoxobchadagi vodorod ushbu talablarga javob berish-bermasligini aniqlash uchun o‘lchanayotgan namuna to‘pponchadan transport vositasiga uzatilayotgan yoqilg‘ini haqiqatan to‘g‘ri ifodalashi lozim.
Tahlil uskunasi aniq bo‘lsa ham, namuna nima sababdan noto‘g‘ri bo‘lishi mumkin?
Vodorod namunasi shoxobcha to‘pponchasidan tahlil laboratoriyasiga yetib borguncha ko‘plab yuzalar bilan aloqada bo‘ladi. Ushbu jarayonda:
- Suv va oltingugurt birikmalari yuzalarga adsorbsiyalanishi mumkin.
- Avval yuzaga yopishgan moddalar yangi namunaga desorbsiyalanishi mumkin.
- Yetarli bo‘lmagan tozalash (purj) liniyada qolgan havo yoki namlikni namunaga qo‘shib yuborishi mumkin.
- Bosim va harorat o‘zgarishlari sirt muvozanatini o‘zgartirishi mumkin.
- Silindr, klapan, zichlagich, shlang yoki ulanish materiallari turli birikmalar bilan turlicha reaksiyaga kirishishi mumkin.
- Quyish protokoli qaysi saqlash banki qancha miqdorda gaz berishini o‘zgartirishi mumkin.
Shu sababli laboratoriya tahlilining past noaniqlikka ega bo‘lishi namunaning to‘g‘ri olinganligini yakka o‘zi kafolatlay olmaydi.
To‘g‘ridan-to‘g‘ri va parallel namuna olish orasidagi farq
To‘g‘ridan-to‘g‘ri namuna olish
To‘g‘ridan-to‘g‘ri usulda vodorod shoxobcha to‘pponchasidan to‘g‘ridan-to‘g‘ri namuna silindriga yoki maxsus namuna olish qurilmasiga yo‘naltiriladi. Bunda transport vositasi yoki katta qabul qiluvchi bak bo‘lmasligi mumkin. Shoxobchani servis yoki texnik xizmat rejimida ishlatish va ba’zi quyish parametrlarini qo‘lda boshqarish talab qilinishi mumkin.
Ushbu usul quyish sharoitlarini qat’iy nazorat qilish imkonini beradi. Biroq haqiqiy avtomobilning odatiy quyish jarayonidagi dinamikasini to‘liq ifodalamasligi mumkin.
Parallel namuna olish
Parallel usulda namuna silindri transport vositasi yoki sun’iy qabul qiluvchi bak to‘ldirilayotgan paytda T-simon ulanish orqali bir vaqtning o‘zida to‘ldiriladi. Shoxobcha o‘zining standart xavfsizlik va quyish protokolini davom ettiradi.
Bu tuzilma haqiqiy quyish jarayoniga yaqinroq hisoblanadi. Bunga qaramay, shoxobchaning bosim ortishi, oqim o‘zgarishlari, avtomobil bakining boshlang‘ich holati va saqlash banklarining almashinishi namunaga qo‘shimcha o‘zgaruvchanlik kiritishi mumkin.
Tadqiqotda o‘rganilgan uchta gaz namunasi olish tizimi
| Tizim | Asosiy ishlash prinsipi | Tadqiqotda keltirilgan xususiyatlar |
|---|---|---|
| NPL DirSAM | To‘g‘ridan-to‘g‘ri namuna olish | ASTM D7606-17 ga asoslangan, to‘pponchaga ulanuvchi tizim; LD va HD uchun mos; 120 g s-1 sarfgacha va 35 MPa bosimgacha ishlay oladi; olingan vodorod chiqarish quvuri orqali evakuatsiya qilinadi. |
| ENGIE tizimi | 55 litrli rezervuar tufayli parallel namuna olish | 35 va 70 MPa quyishga moslashadi; quyish jarayonida kislorod va suvni onlayn kuzata oladi; shoxobcha xavfsizlik protokolini qo‘lda bekor qilishni talab etmaydi; transport vositasisiz ham ishlatilishi mumkin. |
| HySaM | Parallel yoki yopiq uchli namuna olish | Namuna interfeysi, mobil evakuatsiya va 2,25 yoki 10 litrli silindrlardan tashkil topgan modulli tizim; 35 va 70 MPa da qo‘llaniladi; zarracha namunasini olish tizimi bilan birlashtirilishi mumkin. |
Zarrachalar namunasini olish tizimi
Zarrachalar uchun HYDAC PSA-H70 yuqori bosimli filtr ushlagichi qo‘llanilgan. Tizim shoxobcha to‘pponchasi bilan transport vositasi yoki sun’iy bak orasiga ketma-ket ulangan.
MC1 va MC2 deb atalgan ikkita versiya:
- Bosimni saqlash usuli,
- Bosimni tushirish strategiyasi
bo‘yicha farqlanadi.
Filtr ushlagichi 70 MPa gacha ishlay oladi va standart quyish xavfsizlik protokolini to‘xtatmasdan zarracha namunasini olish imkonini beradi.
Gaz ekvivalentligi tajriba maydoni
Gaz ifloslantiruvchilari bo‘yicha taqqoslashlar Germaniyaning Duysburg shahridagi ZBT Hydrogen Testfield majmuasida o‘tkazilgan. Maydon taxminan 900 kg umumiy vodorod saqlash sig‘imiga ega bo‘lib, vodorod 30, 50 va 90 MPa bosimli banklarda saqlanadi.
Majmuada:
- 35 va 70 MPa quyish,
- SAE J2601,
- MC Formula,
- PRHYDE,
- Erkin konfiguratsiya qilinadigan quyish ketma-ketliklari
qo‘llanilishi mumkin.
RHeaDHy loyihasi doirasida tashkil etilgan yuqori sarfli infratuzilma 70 MPa og‘ir yuk quyishida 300 g s-1 darajasigacha chiqa oladi. Shunga qaramay, uchta tizimning asosiy ekvivalentlik tajribasi 35 MPa tarmog‘ida o‘tkazilgan.
Uchala tizim aynan bir xil protokol bilan sinovdan o‘tkazildimi?
Yo‘q. Tizimlar ayni bir saqlash banklariga va o‘xshash og‘ir yuk sharoitlariga tayanib ketma-ket sinovdan o‘tkazilgan bo‘lsa-da, ishlash prinsiplari sababli protokollar to‘liq bir xil emas.
| Tizim | Namuna turi | Bosim tarmog‘i | Protokol | Oldindan sovutish | Bosim sozlamasi | Saqlash banki |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HySaM | Parallel | 35 MPa yuqori sarf | SAE J2601-5, MFC-HF-G | T20, issiqlik almashtirgich | SAE J2601-5 | O‘rta bosim 4+5 |
| ENGIE | Parallel | 35 MPa yuqori sarf | SAE J2601-1 | T20, issiqlik almashtirgich | Qo‘lda sozlangan 89 MPa min-1 APRR | O‘rta bosim 4+5 |
| NPL DirSAM | To‘g‘ridan-to‘g‘ri | 35 MPa yuqori sarf | Servis rejimi | T20, issiqlik almashtirgich | Qo‘lda 20 MPa | O‘rta bosim 4+5 |
Ushbu farq o‘lchangan o‘zgaruvchanlik faqat uskuna apparatidan kelib chiqqan deb qat’iy aytishni qiyinlashtiradi. Ayniqsa suv va azot kabi shoxobcha ish rejimiga sezgir birikmalarda to‘g‘ridan-to‘g‘ri usulning yaxshiroq takrorlanuvchanlik ko‘rsatishi ko‘proq nazorat ostidagi ish sharoitlari bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin.
Gaz ifloslantiruvchilari qaysi usullar bilan tahlil qilindi?
| Birikma yoki guruh | Analitik usul |
|---|---|
| Kislorod va argon | Gaz xromatografiyasi va impulsli razryadli geliy ionizatsiyasi detektori, GC-PDHID |
| Metan, uglerod oksidi, uglerod dioksidi va metansiz uglevodorodlar | Metanizator va olov-ionizatsion detektorli gaz xromatografiyasi |
| Umumiy oltingugurt birikmalari | Oltingugurt xemiluminessent detektorli gaz xromatografiyasi, GC-SCD |
| Organik galogenli birikmalar | Termal desorbsiyali GC-MS va bo‘lingan FID |
| Azot va geliy | Issiqlik o‘tkazuvchanlik detektorli mikro gaz xromatografiyasi, µGC-TCD |
| Ammiak, chumoli kislotasi va formaldegid | Optik qayta aloqali rezonator kuchaytirilgan yutilish spektroskopiyasi, OFCEAS |
| Suv | Rezonator so‘nish spektroskopiyasi, CRDS |
Tahlillarning asosiy qismi NPL tomonidan ISO/IEC 17025 akkreditatsiyasiga ega ichki usullar bilan bajarilgan. Kalibrlashda vodorod matritsasi ichida tayyorlangan birlamchi etalon materiallar qo‘llanilgan.
LD-HD taqqoslashidagi qo‘shimcha tahlil tizimi
Yengil va og‘ir yuk namunalarining suv va azot tahlillari ZBT tomonidan alohida tizimda amalga oshirilgan.
- Azot uchun CombiSense mass-spektrometriya tizimi qo‘llanilgan.
- Suv uchun QMA401 kvars kristalli mikrotarozi ishlatilgan.
- Gaz bilan aloqa qiluvchi yuzalar SilcoNert 2000 bilan qoplangan.
- Liniyalar 9.0 soflik darajasidagi vodorod bilan uzluksiz tozalangan (purj qilingan).
- Atmosferadagi qayta diffuziyaning oldini olish uchun tizim 1 bar ortiqcha bosimda ushlab turilgan.
- Qayd etilgan noaniqliklar k=2 qamrov koeffitsiyenti bilan taxminan 95% ishonchlilik darajasini ifodalaydi.
Takrorlanuvchanlik qanday baholandi?
Har bir namuna olish tizimi uchun ayni bir kunda olingan ikkita namuna natijasining standart chetlanishi nominal birikma miqdoriga nisbatan foiz hisobida aniqlangan.
| Birikma | Nominal miqdor | 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 |
| Umumiy metansiz uglevodorodlar | 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 |
| Umumiy oltingugurt | 0,5–5,0 nmol mol-1 | %4,9 | %4,5 | %9,2 |
Aksariyat natijalar 10% nisbiy takrorlanuvchanlik chegarasidan past bo‘lgan. Kislorod barcha tizimlarda 10% dan yuqori ko‘ringan. Biroq kislorod miqdori 0,2–0,4 µmol mol-1 kabi juda past darajada bo‘lib, analitik noaniqlik taxminan 10–15% ni tashkil etadi. Shu sababli o‘zgarishning asosiy qismi namuna olish tizimidan emas, balki o‘lchov chegaralaridan kelib chiqqan bo‘lishi mumkin deb baholangan.
Shunga o‘xshash tarzda metansiz uglevodorodlarning DirSAM tizimida 42,4% takrorlanuvchanlik ko‘rsatishi 8–16 nmol mol-1 kabi o‘ta kam miqdorlarda ishlanganligi sababli analitik cheklovlarga bog‘liq bo‘lishi mumkin.
Ekvivalentlik mezoni
Ikki tizimning ayni kunda olingan o‘rtacha natijalari orasidagi farq ikkala o‘lchov noaniqliklari kvadratlari yig‘indisidan hisoblangan chegara bilan solishtirilgan:
\[ \left|x_{\mathrm{Samp1},d1}-x_{\mathrm{Samp2},d1}\right| < 2\sqrt{ u_{\mathrm{Samp1},d1}^{2}+ u_{\mathrm{Samp2},d1}^{2} } \]
- xSamp1,d1: Birinchi tizimning birinchi kundagi ikkita namunasi o‘rtachasi,
- xSamp2,d1: Ikkinchi tizimning ayni kundagi ikkita namunasi o‘rtachasi,
- uSamp1,d1 va uSamp2,d1: Tegishli o‘rtacha qiymatlarning birlashtirilgan o‘lchov noaniqliklari,
- Tashqaridagi 2 koeffitsiyenti: Taxminan 95% ishonchlilik darajasiga mos keluvchi k=2 qamrov yondashuvidir.
Farq ushbu chegaradan past bo‘lganida tizimlar statistik jihatdan ekvivalent deb qabul qilingan.
Ekvivalentlik bilan haqiqiylik (trueness) orasidagi farq
Uchala tizimning bir xil natija berishi ushbu natija vodorodning haqiqiy tarkibi ekanligini isbotlamaydi. Masalan, agar uchala tizim ham ayni bir birikmaning ma’lum qismini o‘z sirtlarida ushlab qolsa (adsorbsiya qilsa), natijalar o‘zaro teng, biroq haqiqiy qiymatdan past bo‘ladi.
Shu sababli:
- Ekvivalentlik: Tizimlarning o‘zaro muvofiqligini ko‘rsatadi.
- Haqiqiylik (trueness): Natijaning haqiqiy yoki kuzatiluvchan etalon qiymatga yaqinligini ko‘rsatadi.
Tadqiqotda shoxobchadan transportga uzatilayotgan jami vodorodning haqiqiy tarkibini to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘lchay oladigan etalon usul mavjud bo‘lmagani sababli faqat o‘zaro ekvivalentlik baholangan.
Gaz ifloslantiruvchilari uchun umumiy ekvivalentlik natijalari
| Birikma | Natija | Farq ko‘rsatgan tizim |
|---|---|---|
| Kislorod | Uchala tizim ekvivalent | Mavjud emas |
| Uglerod oksidi | Uchala tizim ekvivalent | Mavjud emas |
| Uglerod dioksidi | Uchala tizim ekvivalent | Mavjud emas |
| Argon | Uchala tizim ekvivalent | Mavjud emas |
| Geliy | Uchala tizim ekvivalent | Mavjud emas |
| Umumiy metansiz uglevodorodlar | Uchala tizim ekvivalent | Mavjud emas |
| Azot | DirSAM va ENGIE ekvivalent; HySaM farqli | HySaM |
| Suv | DirSAM va HySaM ekvivalent; ENGIE farqli | ENGIE |
| Umumiy oltingugurt | ENGIE va HySaM ekvivalent; DirSAM farqli | NPL DirSAM |
Azot natijalari
1-rasmda NPL DirSAM va ENGIE natijalari taxminan 880–895 µmol mol-1 oralig‘ida joylashgan bo‘lsa, HySaM natijalari taxminan 856–868 µmol mol-1 darajasida ekani ko‘rinadi.
Azot miqdori ikki kun davomida umumiy barqaror qolgan, ammo HySaM bilan boshqa tizimlar orasidagi tafovut ikkala kunda ham saqlanib qolgan. Bu barqarorlik bitta tasodifiy o‘lchov xatosidan ko‘ra tizimliroq farq mavjud bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.
Biroq tadqiqot qaysi tizim haqiqiy qiymatga yaqinroq ekanini aniqlay olmagan.
Suv natijalari
2-rasmda NPL DirSAM bilan HySaM o‘zaro mos, ENGIE esa statistik jihatdan farqli deb topilgan. Suv miqdori ayni vaqtda kunlar kesimida ham o‘zgargan.
Suv metall yuzalar, silindrning ichki qoplamasi, quvur harorati va tozalash (purj) sharoitlariga o‘ta sezgirdir. Yuqori natijalar quyidagilar bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin:
- Yetarli bo‘lmagan purj,
- Ulanish vaqtidagi sizib kirish,
- Liniya yoki silindrda qolgan namlik,
- Bosim tushishi vaqtidagi desorbsiya.
HySaM parallel ishlagani sababli tizim duch keladigan shoxobcha quyish sharoitlari jarayondan jarayonga o‘zgarishi mumkin. Tadqiqotchilar HySaM tizimidagi yuqori suv takrorlanuvchanlik o‘zgaruvchanligi uskunadan ko‘ra ko‘proq shoxobcha protokolining tebranishlaridan kelib chiqqan bo‘lishi mumkinligini qayd etishadi.
Umumiy oltingugurt natijalari
3-rasm tadqiqotdagi eng yaqqol tizimlararo tafovutni ko‘rsatadi:
- NPL DirSAM: Taxminan 4–5 nmol mol-1,
- ENGIE: Odatda 1 nmol mol-1 dan past,
- HySaM: Odatda 1 nmol mol-1 atrofida yoki undan past.
NPL DirSAM natijalari ikki kun davomida yuqori bo‘lib qolgan, ENGIE va HySaM natijalari esa o‘zaro mos tushgan.
Ushbu tafovut bo‘yicha ikkita qarama-qarshi faraz mavjud:
- DirSAM materiali yoki silindrlaridan avval yutilgan oltingugurt birikmalari desorbsiyalanib, musbat chetlanish hosil qilgan bo‘lishi mumkin.
- ENGIE va HySaM yuzalari oltingugurt birikmalarining ma’lum qismini yutib (adsorbsiya qilib), manfiy chetlanish yaratgan bo‘lishi mumkin.
Etalon qiymat bo‘lmaganligi sababli ushbu ikki tushuntirishdan qaysi biri to‘g‘ri ekanligi aniqlanmagan.
Kislorod natijalari
Uchala tizim kislorod bo‘yicha statistik jihatdan ekvivalent deb topilgan. Biroq o‘lchovlar taxminan 0,2–0,4 µmol mol-1 oralig‘ida bo‘lib, qo‘llanilgan usulning aniqlash chegarasi taxminan 0,1 µmol mol-1 darajasidadir.
Shu sababli xatolik chiziqlari o‘lchangan miqdorga nisbatan kengdir. Yuqoriroq kislorod miqdorlari bilan o‘tkaziladigan nazoratli tajribalar yoki sezgirligi yuqoriroq usullar tizimlar orasidagi kichik farqlarni yaxshiroq ajratishi mumkin.
Uglerod oksidi va uglerod dioksidi
Uglerod oksidi natijalari taxminan 0,008–0,009 µmol mol-1 darajasida bir-biriga juda yaqin qolgan. Kunlar orasida ham sezilarli o‘zgarish kuzatilmagan.
Uglerod dioksidi natijalari taxminan 0,23–0,26 µmol mol-1 oralig‘ida uchala tizim uchun ham to‘liq mos tushgan. Ushbu ikki birikma bo‘yicha sinovdan o‘tgan sharoitlarda namuna olish ham, analitik o‘lchash ham juda barqaror ko‘ringan.
Argon va geliy
Argon taxminan 1,8–1,9 µmol mol-1, geliy esa taxminan 25–28 µmol mol-1 darajasida o‘lchangan. Ikkala birikma bo‘yicha tizimlar va kunlar orasida ahamiyatli farq topilmagan.
Argon va geliyning inert tabiati ularning adsorbsiya va sirt reaksiyalariga suv yoki oltingugurt kabi kuchli berilmasligi bilan to‘liq mos keladi.
Metansiz uglevodorodlar
Umumiy metansiz uglevodorodlar natijalari uch tizim orasida ekvivalent chiqqan. Ayrim namunalarda keng o‘zgaruvchanlik kuzatilgan bo‘lsa-da, miqdorlarning nihoyatda pastligi bu o‘zgaruvchanlikning asosiy qismi analitik o‘lchovdan kelib chiqqan bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.
Yengil va og‘ir yuk toifasidagi namunalarni taqqoslash
HySaM tizimi ayni bir saqlash banklaridan ta’minlanuvchi ikkita alohida to‘pponchada sinab ko‘rilgan:
- LD: 70 MPa, SAE J2601-1, 244 litrli Hexagon qabul qiluvchisi,
- HD: 35 MPa, SAE J2601-5, 341 litrli NPROXX qabul qiluvchisi.
| Sharoit | Davomiyligi | O‘rtacha sarf | Cho‘qqi sarf | Suv | Azot |
|---|---|---|---|---|---|
| Saqlash banki 6 | - | - | - | 11,15 ± 0,22 µmol mol-1 | 2550 ± 81 µmol mol-1 |
| Saqlash banki 7 | - | - | - | 11,98 ± 0,24 µmol mol-1 | 2308 ± 73 µmol mol-1 |
| LD namunasi | 3 daqiqa 47 soniya | 33,4 g s-1 | 50,95 g s-1 | 21,17 ± 0,43 µmol mol-1 | 2504 ± 80 µmol mol-1 |
| HD namunasi | 4 daqiqa 34 soniya | 25,7 g s-1 | 33,8 g s-1 | 11,96 ± 0,24 µmol mol-1 | 2502 ± 80 µmol mol-1 |
Azot qaysi saqlash banki ustun ekanini ko‘rsatdi
Banklar orasida taxminan 242–250 µmol mol-1 azot farqi mavjud. LD va HD namunalarining taxminan 2500 µmol mol-1 natija berishi ikkala quyishda ham 6-saqlash banki asosiy vodorod manbai bo‘lganini ko‘rsatadi.
Shu nuqtayi nazardan, LD va HD namunalari aynan bir xil vodorod aralashmasini qamrab olgan.
Suv nima uchun LD tarmog‘ida ikki barobarga yaqin ko‘p chiqdi?
Banklardagi suv miqdorlari bor-yo‘g‘i 0,83 µmol mol-1 ga farq qilgani holda, LD namunasi 21,17 µmol mol-1, HD namunasi esa 11,96 µmol mol-1 ko‘rsatgan.
LD natijasi HD natijasidan taxminan 77% ga yuqori bo‘lib, ikkala saqlash banki qiymatidan ham ancha uzoqdir.
Tadqiqotdagi eng ehtimolli izoh SAE J2601-1 sinovida foydalanilgan 70 MPa quyish tarmog‘iga xos bo‘lgan vaqtinchalik namlik ta’siridir. Ushbu tarmoq HD tarmog‘iga nisbatan taxminan ikki metr qo‘shimcha zanglamas po‘lat quvur hamda quyidagilarni o‘z ichiga oladi:
- Bitta qo‘lda boshqariladigan klapan,
- Bitta qaytarilmas klapan (chekvalf),
- Ikkita pnevmatik klapan,
- Ikkita bosim datchigi,
- Ikkita harorat datchigi,
- Boshqacha shlang va to‘pponcha.
Ayni bir tahlil uskunasidan foydalanilgani va ulanish vaqtida yomg‘ir yog‘magani laboratoriya yoki tashqi muhitga bog‘liq omillarni ehtimoldan uzoqlashtiradi. Biroq tajriba takrorlanmagani sababli tarmoqdagi namlik talqini uzil-kesil isbotlanmagan.
LD namunasi orqali HD yoqilg‘i sifatini baholash mumkinmi?
Mavjud dalillarga asoslangan holda tadqiqot bunga yo‘q deb javob beradi. Bir xil saqlash banklaridan ta’minlansa ham, turli:
- Bosim liniyasi,
- Quvur geometriyasi,
- Klapanlar soni,
- Shlang va to‘pponcha,
- Quyish protokoli
ayniqsa sirt bilan ta’sirlashuvchi ifloslantiruvchilar natijasini jiddiy o‘zgartirishi mumkin.
Shu sababli stansiyaning LD to‘pponchasidan olingan soflik natijasini HD to‘pponchasiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri tatbiq etish noto‘g‘ri hisoblanadi.
Zarrachalar bo‘yicha tajribalar
Zarrachalar bo‘yicha tajribalar o‘lchash mumkin bo‘lgan zarrachalar tarixiga ega boshqa bir og‘ir yuk vodorod stansiyasida o‘tkazilgan. Xavfsizlik maqsadida maksimal sarf 60 g s-1 bilan cheklangan.
Video tasvirlardan baholangan maksimal sarflar:
- H70 tajribasi EX3: Taxminan 43 g s-1,
- H35 tajribasi EX7: Taxminan 30 g s-1.
Bu baholar stansiya ekranining video yozuviga tayanadi. HYDAC MC1 filtrining sarfga ta’sir qilgan yoki qilmaganligi o‘lchanmagan.
Gravimetrik zarracha natijalari
Filtrlar nazorat qilinadigan harorat va namlik sharoitida namuna olishdan oldin va keyin tortilgan. Massa farqi filtrdan o‘tgan vodorod miqdoriga bo‘linib, mg kg-1 birligida normallashtirilgan.
Tajribalarda:
- EX4 va EX5 uchun manfiy massa natijalari olingan.
- EX1 uchun 1,05 mg kg-1 natijasi 1 mg kg-1 ruxsat etilgan chegaradan oshgan.
- Boshqa musbat natijalar taxminan 0,08–0,44 mg kg-1 oralig‘ida bo‘lgan.
Manfiy natijalar haqiqiy ma’noda manfiy zarracha miqdorini bildirmaydi. Filtrni konditsiyalash, namlik o‘zgarishi, tortish noaniqligi, filtr materiali yo‘qotilishi yoki namunani tashish ta’siri oxirgi tortishning dastlabki tortishdan kamroq chiqishiga sabab bo‘lgan bo‘lishi mumkin.
Zarrachalar hosil bo‘lishi bo‘yicha tekshirilgan uchta faraz
- To‘plangan zarracha massasi filtrdan o‘tgan umumiy vodorod massasiga mutanosibligi,
- Zarracha natijasi transport vositasining to‘lish holatiga (SOC) bog‘liqligi,
- Quyish boshida liniya ichida to‘plangan zarrachalar dastlabki oqim bilan tashqariga otilib chiqadigan «boshlang‘ich samara» mavjudligi.
Umumiy vodorod massasi bilan korrelyatsiya
12-rasmning yuqori grafigida uzatilgan vodorod massasi bilan filtrda o‘lchangan mutlaq zarracha massasi orasida muntazam bog‘liqlik ko‘rinmaydi.
Muayyan miqdorda vodorod o‘tkazilganda ham past, ham yuqori zarracha natijalari olingan. Shu sababli mavjud ma’lumotlar «ikki barobar ko‘p vodorod ikki barobar ko‘p zarracha tashiydi» degan farazni tasdiqlamaydi.
Avtomobil to‘lish holati (SOC) bilan korrelyatsiya
12-rasmning pastki grafigida avtomobilning o‘rtacha to‘lish holati bilan mg kg-1 birligidagi normallashtirilgan zarracha miqdori orasida ham aniq tendensiya topilmagan.
Ammo o‘lchovlar sonining kamligi va manfiy gravimetrik qiymatlar tufayli «hech qanday bog‘liqlik yo‘q» degan umumiy xulosaga kelib bo‘lmaydi. Tadqiqot xulosasi shundan iboratki, faqat ushbu tajriba to‘plamida yaqqol korrelyatsiya kuzatilmadi.
Boshlang‘ich samara
Agar boshlang‘ich samara mavjud bo‘lsa, qisqa quyishlarda dastlabki lahzada chiqarilgan doimiy zarracha miqdori kam miqdordagi vodorodga bo‘lingani uchun mg kg-1 qiymati yuqoriroq bo‘lishi kerak.
EX1, EX7-MC1, EX2 va ehtimol EX6-MC1 natijalari ushbu yo‘nalishda zaif bir ishora ko‘rsatgan. EX1 quyishining ikki marta qayta boshlanishi ushbu tajribadagi yuqori zarracha natijasiga hissa qo‘shgan bo‘lishi mumkin.
Shunga qaramasdan, tadqiqot boshlang‘ich samarani statistik jihatdan to‘liq tasdiqlamagan.
SEM tasvirlarida zarrachalar qayerda topildi?
45, 47, 39 va 38-filtrlar vizual ko‘rikdan o‘tkazilgan. Oddiy ko‘z bilan yaqqol qoldiq faqat 45-filtrda ko‘ringan bo‘lsa, SEM tahlilida 45, 47 va 39-filtrlarda zarrachalar aniqlangan.
13-rasmda:
- 45-filtrda yirik va qora notekis to‘plamlar,
- 47-filtrda kichikroq va siyrakroq zarrachalar
ko‘rinadi.
Zarrachalarning aksariyati filtr markazidan ko‘ra chekka zonalarda topilgan. Bu taqsimot filtr ushlagichi ichidagi oqim bir jinsli emasligini va zarrachalar mahalliy tezlik yoki uyurma zonalarida to‘planishi mumkinligini ko‘rsatadi.
EDS element xaritalash
| Filtr | Markaz | Chetki qism |
|---|---|---|
| 45 | Oltingugurt | Zanglamas po‘lat, oltingugurt, jez (latun) va kremniy |
| 47 | Bo‘sh filtrga nisbatan sezilarli farq yo‘q | Zanglamas po‘lat, alyuminiy va kremniy |
| 39 | Bo‘sh filtrga nisbatan sezilarli farq yo‘q | Mis va oltingugurt |
| 38 | Sezilarli farq yo‘q | Sezilarli farq yo‘q |
Zanglamas po‘latga xos Fe, Cr va Ni; jezga xos Cu va Zn kabi elementlar stansiya liniyasi yoki namuna olish uskunalaridagi metall yuzalarning asosiy ehtimoliy manbalar qatorida ekanligini ko‘rsatadi. Biroq tadqiqot har bir zarrachaning aniq manbasini qat’iy belgilamagan.
ICP-MS natijalari
| Filtr | 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, bo‘sh filtr | 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 |
45-filtr ham SEM-EDS, ham ICP-MS tahlillarida S, Fe, Cu, Zn, Mn va Cr elementlariga boy deb topilgan. 47-filtrda ikkala usul S, Fe va Ni bo‘yicha mos kelgan; SEM-EDS qo‘shimcha ravishda mahalliy Al va Si zonalarini aniqlagan.
SEM faqat kichik bir sirt maydonini tekshirsa, ICP-MS filtrning kattaroq qismini eritib, o‘rtacha tarkibni beradi. Shu sababli mahalliy zarrachaning SEM’da ko‘rinib, umumiy ICP-MS qiymatida yaqqol ajralmasligi analitik ziddiyat hisoblanmaydi.
Rasmlarning texnik talqini
1–9-rasmlar: Gaz miqdorlari va noaniqliklar
Har bir grafikda qora va qizil kvadratlar turli namuna kunlarini yoki takrorlarni, vertikal xatolik chiziqlari esa k=2 kengaytirilgan noaniqlikni ifodalaydi. Ekvivalentlik nafaqat kvadratlarning yaqinligiga, balki xatolik oraliqlari bilan birga bajarilgan matematik qiyoslashga asoslanadi.
CO, CO2, Ar va He grafiklarida natijalar tor gorizontal tasmada jamlangan. Azot, suv va ayniqsa oltingugurt grafiklarida tizimlar orasida yaqqol guruhlanishlar ko‘rinadi.
10-rasm: Lahzali quyish sarfi
H70 egri chizig‘i boshida tez ko‘tarilib, taxminan 43 g s-1 ga yetgan, so‘ngra pasaygan va jarayon oxirida yana biroz ko‘tarilgan. H35 egri chizig‘i sekinroq ko‘tarilib, taxminan 30 g s-1 darajasida plato hosil qilgach, oxiriga tomon pasaygan.
11-rasm: Zarrachalar tajriba matritsasi
Rasm qo‘llanilgan to‘pponcha, filtr, HYDAC versiyasi, avtomobil, to‘lish oralig‘i, uzatilgan vodorod, mg kg-1 va mutlaq µg natijalarini yagona jadvalda ko‘rsatadi. Manfiy va musbat natijalarning ayni ma’lumotlar to‘plamida bo‘lishi gravimetrik o‘lchov noaniqligining muhimligini bildiradi.
12-rasm: Korrelyatsiya grafiklari
Yuqori sochilish grafigida nuqtalar uzatilgan vodorod massasi ortgani sari muntazam ko‘tarilmaydi yoki tushmaydi. Pastki grafikda ham avtomobilning to‘lish holati bilan normallashtirilgan zarracha miqdori orasida bir tomonlama qiyalik mavjud emas.
13-rasm: Filtrning SEM tasvirlari
45-filtrda yuzlab mikrometr masshtabidagi notekis to‘plamlar, 47-filtrda esa kichikroq va tarqoq zarrachalar ko‘rinadi. Tasvirlar ayni vaqtda filtrning tolali yoki chiziqli asosiy tuzilishini ham ko‘rsatadi.
Tadqiqotning kuchli tomonlari
- Og‘ir yuk vodorod quyish tizimlariga moslashtirilgan uchta turli namuna olish tizimi maydonda solishtirilgan.
- To‘g‘ridan-to‘g‘ri va parallel namuna olish strategiyalari bitta tadqiqotda o‘rganilgan.
- Aksariyat ISO 14687 ifloslantiruvchilarini qamrab oluvchi keng analitik usullar qatori qo‘llanilgan.
- O‘lchov noaniqliklari ekvivalentlik qaroriga bevosita kiritilgan.
- Ikki alohida kunda namuna olinib, ba’zi vaqtinchalik o‘zgarishlar kuzatilgan.
- Yengil va og‘ir yuk to‘pponchalari ayni saqlash banklari bilan taqqoslangan.
- Gaz ifloslantiruvchilari va qattiq zarrachalar yagona tadqiqot doirasida baholangan.
- Zarrachalar gravimetriya, SEM-EDS va ICP-MS kabi o‘zaro to‘ldiruvchi usullar bilan o‘rganilgan.
- Filtr markazi va chetlari alohida-alohida baholangan.
- Ekvivalentlik haqiqiylik (trueness) degani emasligi ochiq ta’kidlangan.
- Natijalar ISO 19880-9 va tegishli standartlarni og‘ir yuk sharoitlariga kengaytirish uchun bevosita qo‘llanilishi mumkin bo‘lgan ma’lumotlar bazasini taqdim etadi.
Tadqiqotning cheklovlari
- Tadqiqot taqrizdan o‘tmagan preprint hisoblanadi.
- Taqsimlanayotgan vodorodning haqiqiy umumiy tarkibini o‘lchaydigan etalon usul mavjud emas.
- Ekvivalentlik haqiqiylikni yoki mutlaq to‘g‘rilikni bildirmaydi.
- Takrorlanuvchanlik har bir tizim uchun ayni kunda olingan faqat ikkita namunaga tayanadi.
- Gaz ekvivalentligi tajribalari bitta sinov maydonida o‘tkazilgan.
- Tizimlar to‘liq bir xil quyish protokoli bilan ishlatilmagan.
- To‘g‘ridan-to‘g‘ri va parallel usullar turli stansiya operatsion o‘zgaruvchanliklariga duchor bo‘lgan.
- Kislorod va metansiz uglevodorodlar miqdori analitik aniqlash chegaralariga yaqindir.
- Azot, suv va oltingugurt bo‘yicha qaysi tizim haqiqiy qiymatga yaqin ekanligi aniqlanmagan.
- Kuzatiluvchan ifloslantiruvchi qo‘shish yoki qayta tiklanish (recovery) tajribasi o‘tkazilmagan.
- Silindr va tarmoq materiallarining adsorbsiya-desorbsiya xususiyatlari alohida laboratoriya tajribalari bilan o‘lchanmagan.
- LD-HD taqqoslanishi cheklangan miqdordagi quyish jarayonlariga asoslangan.
- LD suv natijasining tarmoq namligidan kelib chiqqani haqidagi izoh to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘lchanmagan.
- Uchala tizimning barchasi 70 MPa yuqori sarfli og‘ir yuk sharoitida taqqoslanmagan.
- Zarrachalar bo‘yicha tajribalar gaz ekvivalentligi tajribalaridan boshqa stansiyada o‘tkazilgan.
- Zarracha sarflari xavfsizlik maqsadida 60 g s-1 dan past saqlangan.
- Faqat ikkita tajribada quyish sarfi video yozuv orqali baholangan.
- Zarracha filtrining quyish sarfiga ta’siri aniqlanmagan.
- Ba’zi gravimetrik natijalarning manfiy chiqishi o‘lchov chegarasini va filtrni konditsiyalash nozikligini ko‘rsatadi.
- Bitta tajribada 1 mg kg-1 chegarasining oshishi stansiyaning umumiy nomuvofiqligini isbotlamaydi.
- Korrelyatsiya tahlilidagi tajribalar soni kam va statistik koeffitsiyentlar keltirilmagan.
- SEM faqat tanlab olingan filtrlarning cheklangan maydonlarini tekshirgan.
- Filtrlardagi yaqqol chekka to‘planishi tekshirilgan mikroskopiya maydoni natijaga kuchli ta’sir qilishi mumkinligini bildiradi.
- Zarrachalarning aynan qaysi stansiya komponenti yoki manbasidan kelgani aniqlanmagan.
- Xom ma’lumotlar, uskuna fayllari va to‘liq tahlil kodlari uchun ochiq ma’lumotlar ombori ko‘rsatilmagan.
- Matnda EX1 45-filtrga to‘g‘ri kelishi aytilsa, 11-rasm jadvalida 45-filtr EX2 qatorida ko‘ringan; ushbu tajriba-filtr mosligi qayta tekshirilishi lozim.
- Zarrachalar bo‘limida ayrim rasm raqamlari va matn joylashuvida noaniqliklar mavjud.
Tadqiqot nimani tasdiqlaydi?
- DirSAM, ENGIE va HySaM og‘ir yuk sharoitlarida ko‘plab gaz ifloslantiruvchilari uchun o‘zaro mos natijalar bera oladi.
- Kislorod, CO, CO2, argon, geliy va metansiz uglevodorodlar bo‘yicha statistik ekvivalentlik ta’minlangan.
- Suv, azot va oltingugurt bo‘yicha tizim yoki ish rejimiga bog‘liq farqlar mavjud.
- Oltingugurt o‘lchovi namuna sirtlari va silindr materiallariga ayniqsa sezgir bo‘lishi mumkin.
- To‘g‘ridan-to‘g‘ri namuna olish stansiya sharoitlarini qat’iyroq nazorat qilgani sababli ayrim birikmalarda yaxshiroq takrorlanuvchanlik berishi mumkin.
- LD va HD to‘pponchalari bir xil saqlash banklaridan ta’minlansa ham, suv miqdori bo‘yicha turlicha natija berishi mumkin.
- To‘pponcha va quyish tarmog‘iga moslashtirilgan maxsus namuna olish amaliyotlari zarur.
- Zarrachalar filtr yuzasida bir tekis taqsimlanmasligi mumkin.
- Zarrachalar tarkibida metall quvur va ulanish elementlariga xos moddalar bo‘lishi mumkin.
- Mavjud zarracha ma’lumotlarida uzatilgan vodorod miqdori yoki avtomobil to‘lish holati bilan ochiq korrelyatsiya ko‘rinmagan.
- Og‘ir yuk vodorod namunasini olish standartlarini ishlab chiqish uchun qo‘shimcha maydon va etalon tajribalari talab qilinadi.
Tadqiqot nimani isbotlamaydi?
- Uchala tizimdan birontasi barcha ifloslantiruvchilar uchun mutlaq to‘g‘ri natija berishi isbotlanmagan.
- Tizimlar barcha og‘ir yuk stansiyalarida bir xil natija ko‘rsatishi aniqlanmagan.
- NPL DirSAM oltingugurtda mutlaq yuqori chetlanish bergani ko‘rsatilmagan.
- ENGIE va HySaM oltingugurtni mutlaq yo‘qotgani isbotlanmagan.
- HySaM azotda doimiy ravishda past natija berishi tasdiqlanmagan.
- ENGIE tizimi suv o‘lchovida umumiy nuqsonga egaligi ko‘rsatilmagan.
- LD tarmog‘idagi yuqori suv miqdorining aniq manbai belgilanmagan.
- LD namuna olish barcha birikmalar uchun yaroqsiz emas; azot natijalari HD bilan to‘liq mos kelgan.
- Zarrachalar miqdori sarfdan yoki avtomobil to‘lishidan butunlay mustaqil ekani isbotlanmagan.
- Boshlang‘ich samara statistik jihatdan tasdiqlanmagan.
- Aniqlangan metall zarrachalarning qaysi klapan, shlang yoki to‘pponchadan kelgani ko‘rsatilmagan.
- Tadqiqot vodorod yoqilg‘isining avtomobil yoqilg‘i elementiga yetkazgan zarari yoki unumdorlik yo‘qotishini bevosita o‘rganmagan.
- Natijalar stansiyaning ISO 14687 ga qat’iy mos yoki nomuvofiqligini yakka o‘zi isbotlamaydi.
Standartlashtirish nuqtayi nazaridan ahamiyati
Tadqiqot og‘ir yuk vodorod quyish tizimlarida namuna olish qurilmalarining yaroqliligini baholash uchun bitta oddiy «o‘tdi-o‘tmadi» sinovi o‘rniga ko‘p bosqichli yondashuv zarurligini ko‘rsatadi:
- Turli tizimlar bilan maydonda ekvivalentlikni aniqlash,
- Kuzatiluvchan ifloslantiruvchi darajalari bilan qayta tiklanish (recovery) tajribasi,
- Silindr va quvur materiallarining mosligi,
- Bosim, harorat va sarf o‘zgarishlariga sezgirlik,
- LD va HD to‘pponchalari geometriyalarini alohida tasdiqlash,
- Zarracha filtridagi oqim va cho‘kma taqsimotini o‘rganish.
Ushbu tasdiqlar ISO 19880-9 kabi standartlarda og‘ir yuk stansiyalari uchun qo‘llanish chegaralari, namuna olish protokollari va qabul qilish mezonlarini shakllantirishga salmoqli hissa qo‘shishi mumkin.
Tadqiqot usuli va natijalari
Tadqiqot loyihasining texnik xulosasi
| Komponent | Tadqiqotda qo‘llangan usul |
|---|---|
| Tadqiqot maqsadi | HD vodorod quyish uchun uchta gaz namuna olish tizimining ekvivalentligini, LD-HD farqlarini va zarrachalar namunasini baholash |
| Gaz tizimlari | NPL DirSAM, ENGIE sampleri va HySaM |
| Zarrachalar tizimi | HYDAC PSA-H70 MC1 va MC2 |
| Gaz sinov maydoni | ZBT Hydrogen Testfield, Duysburg |
| Asosiy gaz sinov bosimi | 35 MPa yuqori sarfli HD tarmog‘i |
| Oldindan sovutish | T20 issiqlik almashtirgichi |
| Saqlash banklari | O‘rta bosimli 4 va 5-banklar |
| Takrorlanuvchanlik | Ayni kunda olingan ikkita namuna natijasining nisbiy standart chetlanishi |
| Ekvivalentlik | O‘rtacha farqni k=2 birlashtirilgan noaniqlik chegarasi bilan solishtirish |
| LD-HD taqqoslash | Ayni bir HySaM tizimi; 70 MPa SAE J2601-1 va 35 MPa SAE J2601-5 tarmoqlari |
| Zarrachalar tahlili | Gravimetriya, SEM-EDS va ICP-MS |
Asosiy ekvivalentlik natijalari
| Natija guruhi | Birikmalar | Texnik izoh |
|---|---|---|
| To‘liq o‘zaro ekvivalentlik | O2, CO, CO2, Ar, He va umumiy NMHC | Uchala tizimning o‘rtacha qiymatlari k=2 birlashtirilgan noaniqlik chegarasi doirasida mos kelgan. |
| Yagona tizimli tafovut | N2 | HySaM tizimi DirSAM va ENGIE tizimlaridan sezilarli farqlangan. |
| Yagona tizimli tafovut | H2O | ENGIE tizimi DirSAM va HySaM tizimlaridan sezilarli farqlangan. |
| Yagona tizimli tafovut | Umumiy oltingugurt | DirSAM taxminan 4–5 nmol mol-1; ENGIE va HySaM asosan 1 nmol mol-1 dan past bo‘lgan. |
LD-HD natijalarining texnik xulosasi
| Mezon | LD | HD | Izoh |
|---|---|---|---|
| Protokol | SAE J2601-1 | SAE J2601-5 | Turli to‘pponcha va quyish tarmog‘i |
| Bosim | 70 MPa | 35 MPa | LD tarmog‘ida qo‘shimcha quvurlar va elementlar mavjud. |
| O‘rtacha sarf | 33,4 g s-1 | 25,7 g s-1 | LD jarayoni yuqoriroq o‘rtacha sarfga ega. |
| Cho‘qqi sarf | 50,95 g s-1 | 33,8 g s-1 | Oqim profillari bir xil emas. |
| Azot | 2504 ± 80 µmol mol-1 | 2502 ± 80 µmol mol-1 | Statistik jihatdan mos |
| Suv | 21,17 ± 0,43 µmol mol-1 | 11,96 ± 0,24 µmol mol-1 | LD tarmog‘ida yaqqol va izohlanmagan ortish |
Zarrachalar natijalarining texnik xulosasi
| Kuzatuv | Natija | Chegara |
|---|---|---|
| H70 maksimal sarf | Taxminan 43 g s-1 | Video ekranidan baholangan. |
| H35 maksimal sarf | Taxminan 30 g s-1 | Video ekranidan baholangan. |
| 1 mg kg-1 chegarasining oshishi | Bitta tajribada 1,05 mg kg-1 | Quyish ikki marta qayta boshlangan bo‘lishi mumkin. |
| Manfiy natija | Ikkita tajriba | Gravimetrik noaniqlik yoki filtr massasi o‘zgarishi |
| Vodorod massasi korrelyatsiyasi | Aniq korrelyatsiya yo‘q | Kam sonli tajribalar va yuqori sochilish |
| Avtomobil SOC korrelyatsiyasi | Aniq korrelyatsiya yo‘q | Statistik koeffitsiyentlar keltirilmagan. |
| Filtrdagi taqsimot | Zarrachalar asosan chetlarda | Filtr ushlagichidagi mahalliy oqim ta’sir ko‘rsatgan bo‘lishi mumkin. |
Analitik sifat va noaniqlik eslatmasi
Tadqiqotda qo‘llanilgan kengaytirilgan noaniqliklar k=2 qamrov koeffitsiyentiga asoslanadi va taxminan 95% ishonchlilik darajasi sifatida talqin qilinadi. Biroq ekvivalentlik natijalari:
- Namuna olish noaniqligi,
- Analitik uskuna noaniqligi,
- Kun davomidagi stansiya o‘zgaruvchanligi,
- Saqlash banklarining almashinuvi
kabi turli komponentlarni yagona qiyoslashda birlashtiradi.
Kam miqdordagi ifloslantiruvchilarda keng xatolik chiziqlari tizimlar orasidagi haqiqiy farqni yashirishi mumkin. Boshqacha aytganda, «ekvivalent» natijasi tizimlarning mutlaqo bir xilligini emas, balki mavjud tajriba va o‘lchov noaniqligi ajrata oladigan farq topilmaganini bildiradi.
Texnik xulosa
Uchala gaz namunasi olish tizimi o‘rganilgan birikmalarning aksariyatida og‘ir yuk quyish sharoitlarida qiyoslanadigan natijalar bergan. Bu holat tizimlarning HD amaliyotlarida qo‘llanilishi uchun ijobiy dalildir.
Bunga qaramasdan, suv, azot va oltingugurt natijalari namuna olish strategiyasi, sirt materiallari, stansiya protokoli va to‘pponcha tarmog‘i natijaga birikmaga xos ta’sir ko‘rsatishi mumkinligini namoyon etadi.
Zarrachalar natijalari mavjud ma’lumotlar bilan oddiy sarf, vodorod massasi yoki avtomobil to‘lish holati modeli orqali tushuntirib berilmadi. Filtr ichidagi bir jinsli bo‘lmagan to‘planish va manfiy gravimetrik natijalar zarrachalar namunasini olish usulini yanada takomillashtirish zarurligini ko‘rsatadi.
Manba va metodologiya eslatmasi
To‘liq asl nomi: Equivalence Assessment of Hydrogen Sampling Systems for Heavy-Duty Refuelling Applications
Mualliflar va PDF hujjatidagi tartibi: 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.
Teng hissa yoki teng birinchi mualliflik: PDF hujjatida teng hissa yoki teng birinchi mualliflik bayonoti berilmagan.
Mas’ul muallif: Karine Arrhenius.
Mas’ul muallif elektron pochtasi: Yuklangan PDF hujjatida va ochiq SSRN yozuvida ko‘rsatilmagan.
Muassasaviy aloqalar
- Karine Arrhenius: Shvetsiya tadqiqot institutlari (RISE), Frans Perssons väg, 412 76 Gyoteborg, Shvetsiya.
- Thor Aarhaug, Ole Kjos, Debora Foppiano va Einar Jonsson: SINTEF Industry, Richard Birkelandsvei 2b, 7034 Tronxeym, Norvegiya.
- Thomas Bacquart, Linga Reddy Enakonda, Abigail Sian Olivia Morris va Shirin Khaki: Milliy fizika laboratoriyasi (NPL), Hampton Road, Teddington, Middlesex, TW11 0LW, Buyuk Britaniya.
- Marin Frank va Matz Dietrich: ZBT, Yoqilg‘i elementlari texnologiyasi markazi, Carl-Benz-Str. 201, 47057 Duysburg, Germaniya.
- Etienne Basset, Emeline Moreira, Joanne Gaudin-Ménart va Maxime Dufond: ENGIE, ENGIE LAB CRIGEN tadqiqot markazi, Stains va St-Fons, Fransiya.
Manba turi: Maydon tajribalari, analitik kimyo, metrologiya va statistik ekvivalentlik qiyoslashini o‘z ichiga olgan preprint ilmiy maqolasi.
Tadqiqot yo‘nalishlari: Vodorod yoqilg‘isi sifati, og‘ir yuk transporti, vodorod quyish stansiyalari, gaz namunasini olish, zarrachalar tahlili, metrologiya va standartlashtirish.
Sahifalar soni: 35.
Nashr platformasi: SSRN.
SSRN e’lon qilingan sana: 2026-yil 15-iyun.
DOI: 10.2139/ssrn.6945190
Rasmiy havola:SSRN tadqiqot yozuvi
DOI havolasi:DOI yozuvi
Taqriz holati: Tadqiqot taqrizdan o‘tmagan. PDF hujjatining har bir sahifasida «Preprint not peer reviewed» ogohlantirishi mavjud.
Jurnal holati: MetHyTrucks loyiha hujjatida tadqiqot International Journal of Hydrogen Energy jurnaliga yuborilgani qayd etilgan. Ammo qabul qilingan yoki chop etilgan taqrizli versiya tasdiqlanmagan.
Tasdiqlangan taqrizli jurnal, jild, son va maqola raqami: Mavjud emas.
Asl jurnal nashriyoti: Taqrizli nashr tasdiqlanmagani sababli belgilanmagan. Mavjud ilmiy nashr platformasi SSRN hisoblanadi.
Moliyalashtirish
Tadqiqot European Partnership on Metrology tomonidan moliyalashtirilgan hamda Yevropa Ittifoqining Horizon Europe tadqiqot va innovatsiyalar dasturi va ishtirokchi davlatlar tomonidan birgalikda qo‘llab-quvvatlangan.
- Jamg‘arma: European Partnership on Metrology
- Jamg‘arma ID: 10.13039/100019599
- Loyiha/grant: 22NRM03 MetHyTrucks
Mualliflar hissasi
PDF hujjatida mualliflarning konsepsiyalashtirish, tajriba, uskuna ishlab chiqish, tahlil, statistika, vizuallashtirish yoki yozish vazifalarini alohida ko‘rsatuvchi CRediT bayonoti mavjud emas.
Manfaatlar to‘qnashuvi
Yuklangan PDF hujjatida ochiq manfaatlar to‘qnashuvi bayonoti berilmagan. Bu holat manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligining mustaqil tasdig‘i sifatida qabul qilinmaydi.
Ma’lumotlar va kodlarga kirish
PDF hujjatida xom xromatografiya fayllari, spektrlar, o‘lchov noaniqligi hisob-kitoblari, quyish vaqt qatorlari, filtr tortish yozuvlari yoki tahlil kodlari uchun ochiq ma’lumotlar ombori ko‘rsatilmagan.
Maqolani tayyorlash metodologiyasi
Ushbu Verianla ilmiy sharhi yuklangan 35 sahifalik preprintning sarlavha va mualliflar sahifasi, annotatsiyasi, kirish qismi, uchta gaz namuna olish tizimi, zarrachalar namunasini olish tuzilmasi, sinov maydonlari, quyish protokollari, analitik uskunalar tavsifi, takrorlanuvchanlik jadvali, ekvivalentlik tenglamasi va jadvali, to‘qqizta gaz ifloslantiruvchisi grafigi, LD-HD jadvali, quyish sarfi grafikalari, zarrachalar tajriba matritsasi, korrelyatsiya grafikalari, SEM tasvirlari, EDS jadvali, ICP-MS natijalari, xulosa bo‘limi, moliyalashtirish va adabiyotlar ro‘yxati chuqur o‘rganilib tayyorlandi.
Ilmiy mazmun faqat yuklangan tadqiqotda taqdim etilgan tajribalar, usullar va natijalarga asoslanadi. Tashqi manbalardan faqat sarlavha, mualliflar ro‘yxati, DOI, SSRN sanasi, platforma va joriy nashr holatini bibliografik tasdiqlash maqsadida foydalanildi. PDF hujjatidan tashqari yangi ilmiy xulosa qo‘shilmadi.
Asosiy metodologik chegara
Tadqiqotning asosiy chegarasi shundaki, namuna olish tizimlari vodorodning haqiqiy tarkibiga nisbatan emas, balki faqat o‘zaro solishtirilgan. Uchala tizimning ekvivalentligi natijalarning to‘g‘riligini anglatmaydi.
Ayniqsa suv va oltingugurt kabi sirt bilan ta’sirlashuvchi birikmalarda kuzatiluvchan etalon gazlar bilan qayta tiklanish tajribalari o‘tkazilmasdan turib, qaysi tizim haqiqiy qiymatga yaqinroq ekanini aniqlab bo‘lmaydi.
LD-HD qiyoslanishi to‘pponcha va quyish liniyasiga xos farqlar jiddiy bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi; ammo bu natija cheklangan sondagi holatlardan olingani uchun boshqa stansiyalarda takrorlanishi lozim.
Zarrachalar natijalari mavjud sinovlar oddiy korrelyatsiyalar o‘rnatish uchun yetarli emasligini ko‘rsatadi. Sarf va bosim bir-biridan mustaqil nazorat qilinadigan, takroriy va to‘g‘ridan-to‘g‘ri oqim o‘lchanadigan tajribalarga ehtiyoj bor.
Tadqiqot taqrizdan o‘tmagan preprintdir. Natijalar og‘ir yuk vodorod namunasini olish standartlarini ishlab chiqish uchun qimmatli boshlang‘ich zamin yaratadi, biroq tizimlarning barcha stansiya va ifloslantiruvchilar uchun tasdiqlangan mutlaq aniqligini hali to‘liq namoyon etmaydi.

Izoh qoldiring
E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan