氢气作为一种清洁能源和重要工业原料，其纯度直接影响燃料电池效率、半导体制造良率及化工反应的安全性。高纯氢（≥99.999%）在新能源汽车、电子工业等领域应用日益广泛，而杂质（如水分、氧气、氮气、一氧化碳等）即使微量也可能导致催化剂中毒、设备腐蚀或爆炸风险。因此，氢气纯度分析是保障氢能产业链安全高效运行的关键环节。
分析标准与依据
氢气纯度分析主要依据国际标准ISO 14687《氢燃料质量要求》、国家标准GB/T 37244《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》以及ASTM D7653《气体中痕量杂质的傅里叶变换红外光谱测定法》等。根据应用场景不同，对杂质限值要求如下：
燃料电池用氢：H₂ ≥ 99.97%，CO ≤ 0.2 ppm，总烃 ≤ 2 ppm，H₂O ≤ 5 ppm
电子级高纯氢：H₂ ≥ 99.9999%，O₂ ≤ 0.1 ppm，N₂ ≤ 0.5 ppm
分析方法与流程
1. 常用检测技术
气相色谱法（GC）：分离并定量O₂、N₂、CH₄、CO、CO₂等杂质，灵敏度达ppb级。
热导检测（TCD）：用于主成分氢气含量快速测定。
露点仪/水分分析仪：测定水蒸气含量，精度可达±0.1°C露点。
电化学传感器：实时监测CO、H₂S等特定杂质。
激光光谱/FTIR：非接触式在线分析，适用于连续监测系统。
2. 测试流程
样品采集：使用经钝化处理的不锈钢采样钢瓶或在线取样系统，避免空气污染。
预处理：通过过滤器去除颗粒物，必要时进行减压稳流。
多组分分析：
使用GC-TCD/FID系统分析永久性气体杂质；
配合水分分析仪测定湿度；
对CO等关键毒物采用专用检测器（如甲烷转化+FID）。
数据校准：使用国家认证的标准气体进行仪器校准。
结果报告：出具各组分浓度及是否符合目标标准的判定。
结论
氢气纯度分析不仅是质量控制手段，更是氢能安全应用的技术基石。随着“双碳”战略推进，高精度、多组分、在线化的氢气纯度检测技术将持续发展。建立覆盖制氢、储运、加注全链条的纯度监控体系，对推动氢能产业高质量发展具有重要意义。