【作者簡介】

弗拉基米爾·莫爾科夫（Vladimir Molkov）繫英國阿爾斯特大學Vladimir Molkov教授。他畢業於莫斯科物理技術學院，現任阿爾斯特大學（Ulster University）建築環境學院氫氣安全研究所所長，是國際著名的氫安全專家。他創立的氫安全工程與研究中心（HySAFER），是全球安全研究和教育的主要提供者之一。他的著作《氫安全工程基礎》也是目前該領域內難得的全面介紹氫安全知識的書籍。

【譯者簡介】

呂洪，同濟大學博導/副教授，現為國家燃料電池汽車及動力繫統工程技術研究中心氫能研究室主任。主要研究方向為電解水制氫技術、加氫站技術、車載儲氫技術以及相關的氫安全研究。負責開發完成國內首座基於風-光互補發電耦合電解制氫的70MPa加氫站和車載70MPa 四型儲氫繫統。作為項目負責人先後承擔包括國家重點研發計劃、國家863項目、國家自然科學基金項目、中央高校基本科研業務費專項資金項目和上海市科委重點專項等課題10餘項，至今已在國內外專業學術期刊累計發表科技論文30篇，已獲得授權8項。獲中國汽車工業科學技術進步特等獎1項（2019，燃料電池汽車關鍵技術研發及其產業化），獲*科技進步二等獎1項（2009，燃料電池汽車供氫繫統關鍵技術），獲上海市科技進步獎1項（2010，高壓氫氣供給繫統關鍵技術）。

譯者序

第1章氫安全的重要作用

1.1氫氣在能源領域的應用

1.2公眾對氫技術的認知

1.3氫安全的重要性

1.4危險、風險、安全

1.5氫安全的研究進展

1.6氫安全工程的核心內容和範圍

1.7新興的氫安全工程專業

1.8知識缺口與未來發展

第2章氫的性質與危險性

2.1物理與化學性質

2.2燃燒特性

2.3與其他燃料的比較

2.4健康危害

2.5結語

第3章法規、規範、標準和氫安全工程

第4章氫安全工程：框架和技術子體繫

4.1框架

4.2技術子繫統

第5章未點燃的洩漏

5.1膨脹和欠膨脹氣流

5.2欠膨脹射流理論

5.3動量主導射流中濃度衰減的相似定律

5.4過渡射流和浮力控制射流的濃度衰減

第6章氫氣在有限空間中的擴散

6.1滲透氫在車庫中的擴散

6.2壓力峰值現像

第7章氫氣混合物的點燃

7.1氫氣點火機制概述

7.2瞬時洩漏的自燃現像

第8章微焰

8.1猝熄和吹熄極限

第9章射流火焰

9.1氫氣射流火焰與安全問題簡介

9.2氫氣射流火焰研究的歷時性概述

9.3基於弗勞德數的關聯式的不足

9.4相似性分析和量綱關聯式

9.5射流火焰吹熄現像

9.6新型無量綱火焰長度關聯式

9.7火焰尖端位置和等效未點火射流濃度

9.8氫氣洩漏的間隔距離

9.9噴嘴形狀對火焰長度的影響

9.10附壁射流對火焰長度的影響

9.11氫氣射流火焰的壓力效應

9.12結語

第10章爆燃

10.1爆燃和爆轟的一般特征

10.2關於氫氣-空氣混合氣體中爆燃轉爆轟現像的一些觀察

10.3爆燃洩放

10.4大型爆燃的大渦模擬

第11章爆轟

11.1直接爆轟

11.2氫氣-空氣爆轟大渦模擬

第12章安全策略和緩解技術

12.1燃料電池繫統本質安全設計

12.2氫釋放不良後果的緩解

12.3降低高支管的間隔距離

12.4屏障的緩解作用

12.5減緩爆燃轉爆轟過程

12.6防止燃料電池內發生爆燃轉爆轟現像

12.7氫檢測和傳感器

後記

鳴謝

附錄術語表

參考文獻

堅定地走綠色低碳循環發展道路，實現碳中和，是實現我國高質量發展和建設現代化強國的必然選擇，是積極推動構建人類命運共同體的大國擔當。我國的能源轉型之路就是由高碳向低碳轉型，低碳再向無碳轉型，氫能將有助於我國實現碳達峰與碳中和目標。我國氫能與燃料電池汽車產業已經進入市場導入期，並呈現出快速發展的態勢。截至2020年年底，我國燃料電池汽車累計銷量為7279輛，我國投入運行的加氫站數量達到60座左右，優勢地區示範運行車輛的類型和範圍不斷擴大，加氫基礎設施網絡初具雛形。根據中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》，2025年我國燃料電池汽車保有量將達10萬輛，加氫站數量達1000座；2035年燃料電池汽車保有量達到100萬輛，加氫站數量達5000座。然而在2019年，美國、韓國和挪威相繼發生氫安全事故，引發了業界對氫能與燃料電池汽車產業健康發展的擔憂和對氫能利用安全技術研究的重視與關注。氫安全貫穿氫氣的生產、儲運、加注、應用終端等環節，是氫能產業健康發展的首要保障。
氫氣易燃易爆的特性決定了其具有危險品的屬性，我們在氫能利用的過程中，對於氫安全問題，既不要“談氫色變”，也不要以“氫氣不存在安全問題”的觀點誤導公眾。與其他技術一樣，低估氫能與燃料電池產品的安全問題以及往後可能發生的事故，都將帶來災難性的後果，並會因此推遲商業化進程。如何科學正確地認識氫能利用中的安全問題，繫統地了解氫氣事故演變的機理，建立與氫燃料電池應用和氫基礎設施相關的氫安全工程實施框架，是當前亟待解決的問題。
弗拉基米爾·莫爾科夫教授畢業於莫斯科物理技術學院，現任阿爾斯特大學（Ulster University）建築環境學院氫氣安全研究所所長，是國際著名的氫安全專家。他創立的氫安全工程與研究中心（HySAFER），是全球氫安全研究和教育的主要提供者之一。《氫安全工程基礎》是目前該領域內權威的繫統全面介紹氫安全知識的書籍。本書詳細介紹了氫安全的重要作用、氫氣的性質與危險性、氫安全標準法規以及氫安全工程的框架，繫統地講解了氫安全領域氫氣的洩漏、擴散、點燃、微焰、射流火焰、爆燃和爆轟的理論知識，並結合相關案例、標準規範進行講解，使人能夠更加深刻地理解現行標準規範的理論基礎和現實作用，為氫安全工程應用拓展了思路。本書對從事氫能與燃料電池專業領域研發的工作者來說是非常實用和方便的參考書；本書可以較好地傳播氫安全知識，適合對氫能領域感興趣的政策制定者和投資者閱讀；本書也可以作為高校教材。
本書由同濟大學汽車學院呂洪組織翻譯，周偉、張存滿、李爭、瀋亞皓和梁陽共同參與完成本書的翻譯與校稿工作，全書由呂洪統稿、審閱和校對。此書翻譯工作得到了中國汽車工程學會和英美資源貿易（中國）有限公司
的大力支持，在此對他們表示衷心的感謝。
本書介紹的氫安全工程涉及物理、化學、機械、傳熱、流體力學、燃燒學等多學科，相關知識範圍很廣，由於我們能力有限，譯本中難免出現不準確甚至錯誤的地方，歡迎廣大讀者朋友們隨時提出寶貴的意見和建議，在此表示誠摯的謝意。