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一座城市可看作是一个复杂的生命有机体，因此让每个器官和系统正常运转显得尤为重要。同样，城市环境的状态也看作是一个生命有机体的健康状况，需要对其进行持续的监测和诊断。

莫斯科市就是一个巨大的城市生态系统。整座城市土地面积2500平方公里，容纳的居民人数几乎为1200万。莫斯科环境管理与保护部的使命就是通过采用其“MosEcoMonitoring”企业获取的数据，保持整个城市系统的健康。MosEcoMonitoring公司持续对生态环境中的各种重要参数进行监测，例如空气、水和土壤的质量、噪音污染以及城市绿地状态等。

2013年7月，MosEcoMonitoring公司开始启用zui先进的新型Kipp & Zonen研究站，测量太阳辐射。站内获取的数据将用于构建城市气候中的空气污染过程模型。城市内ZUI重要的一项因素就是光化学烟雾。烟雾导致各种健康问题产生，包括呼吸道感染和肺部疾病。当工业化学过程中生成的二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳等工业气体与地面臭氧发生化学反应时，就会产生这种烟雾。

根据国际科学数据显示，目前已发现地面臭氧浓度与紫外线辐射存在一定关联。研究人员预计，对紫外线、可见光以及远红外线等波长范围内的太阳辐射保持持续的jing准测量，能够得出地面臭氧水平的预估值。这些数据将用于验证莫斯科生态监测系统中所用开路式气体分析仪获取的数据。

UV测量也是重要环节之一，目的是为了确定UV指数，从而说明UV辐射对人体皮肤造成的危害。在旅游度假基础设施发展成熟且太阳辐射水平高的国家，气象预报中均包含有关UV辐射指数的信息，但是在夏季，诸如莫斯科这样的地区也会涉及到UV辐射测量。

MosEcoMonitoring太阳辐射监测站安装在多尔戈普鲁德内市的高空气象观测台的屋顶上，由一个SOLYS 2太阳跟踪器组成，附带有分别用于DNI测量的CHP 1太阳热量计、用于GHI测量的CMP 21日射强度计，和用于散射辐射（DHI）测量的遮蔽型CMP21的日射强度计。跟踪器上还安装有一个CGR 4辐射强度计，用于测量下行长波辐射。辐射强度计和日射强度计均配有CVF 3通风装置，以确保圆顶清洁和防止露水、雪和冰的堆积。

系统中还有面朝下放置的一个CMP 21日射强度计和一个CGR 4辐射强度计，测量反射短波辐射和上行长波辐射，以计算出反照率和全辐射平衡。最后，UVS-AB-T辐射计则测量入射的UVA和UVB辐射。所有仪器获得的数据均由一台COMBILOG数据记录仪记录。此外，还有一个气象站，对环境温度、气压、相对湿度、风速和风向等参数进行监测。

监测站由我们在莫斯科的经销商俄罗斯RPO ATTEX有限公司提供和安装。ATTEX长期专注于开展气象研究项目，同时也致力于开发新型观测站产品，实现新观测站与现有MosEcoMonitoring系统的数据传输和集成。

      燃料电池发电是继水力、火力和核能发电之后的第四类发电技术，是我国政府实施和推进氢能经济，促进传统能源供应方式改革，GX利用新能源的一个重要环节；也是政府推广氢应用的一个核心设施。

      燃料电池是不经过燃料燃烧而直接通过电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的GX发电装置，其特点如下：

☑GX85％～90％；实际40～60％

☑环境友好,无污染，无任何毒副产品产生

☑安静

☑可靠性高

燃料电池的工作示意图

在所有种类的燃料电池中，质子交换膜燃料电池（PEM Fuel Cell）的应用Z为广泛和普及。

如下图所示，为一个质子交换膜燃料电池的组成。

核心——MEA （membrane electrolyte assembly)

膜电极装备*（4＋5＋6）

4.Catalyst layer   催化剂层

5.Proton Exchange Membrane(Electrolyte) 质子交换膜

6.Carbon Cloth or carbon paper with diffusion layer 带有扩散层的碳纸或碳布－支撑、扩散

3.Bipolar 双极板－气体通道

2. Bus Plate 集流板—收集电流

1.End Plate 端板—固定、组装

和传统的燃料电池相比，质子交换膜电解池有如下技术优点：

✔工作温度低

✔启动快

✔能量密度高

✔寿命长

✔重量轻

✔无腐蚀性

✔不受二氧化碳的影响

✔工作噪声低, 可靠性高

✔内部构造简单, 电池模块呈堆垒式层叠结构使得电池组组装和维护很方便

      正是由于质子交换膜电解池较传统的燃料电池有诸多技术上的优点，让它成为各个国家的氢能应用领域的研发热点。

      寻找转换效率更高，使用寿命更长，生产成本更低，更安全可靠的质子交换膜燃料电池是各个国家的氢能应用领域技术专家们的共同目标。

      目前，我国在质子交换膜燃料电池的研发和生产领域处于明细劣势地位，我国的质子交换膜燃料电池需要面对如下几个技术短板：

1. 稳定性（燃料电池的使用寿命）

2. 可用性（CO中毒）

3. 成本问题（膜和含铂催化剂）

4. 效率低

目前，我国的氢燃料电池寿命才3000小时，距离国际上10000+小时的标准使用寿命还有极大的差距。

      同时，工业氢气中的杂质气体含量超标，作为燃料的氢气中含有的CO气体可导致铂电极催化剂中毒，一旦作为催化剂铂电极中毒，燃料电池提前报废。

      另外，研发新型号的催化电极来降低或替代铂这种贵金属的载量和使用量，对于降低燃料电池的生产成本，让整个燃料电池行业走上良性循环的轨道意义重大。

      我国已于2018年12月制定了燃料电池的用氢国标，要求氢气纯度必须在99.97%以上，同时对于氢气中其它气体杂质的含量也划分了严格的界限。

      对于氢燃料电池而言，高纯度的氢气不仅可以避免催化剂中毒，保护含铂催化剂，延长燃料电池的寿命，还可以提高燃料电池的效率。

      由此可见，给氢燃料电池供应高纯度氢气是提高氢燃料电池应用技术水平的一个基本前提条件，ZG在氢燃料电池领域的研发和应用普及还有很长一段路要走，要达到国际水平依旧任重道远。

      美国Proton专注制氢领域20多年，一直致力现场制氢方案的研发和提供。Proton S系列制氢机，利用质子交换膜电解池来电解去离子水生产高纯氢气，是氢燃料电池行业的理想合作伙伴和理想的氢气供应气源。

美国Proton S10/S20/S40制氢机

美国Proton S系列制氢机有如下优点：

1.利用质子交换膜电解池来电解纯水制取高纯氢气，氢气纯度在99.999+%，氢气纯度可依据客户需求升级，无任何对燃料电池的铂催化剂有害气体产生，是氢燃料电池的Z理想氢气供应气源。

2.氢气输出流速在4.8L/min， 9.4L/min， 18.8L/min 三档可选，氢气可连续供应，制氢机可根据需求自动调节电解池的产气速率

3.氢气输出压力0-13.8bar之内可以调节

4.制氢机全自动运行，无需任何人工操作

5.制氢机安全措施到位，全自动故障检测，一旦侦测到故障和异常，制氢机泄压停机

6.内置氢气泄漏探测器，一旦内部发生器氢气泄漏，制氢机报警停机。

7.全不锈钢机身，耐腐蚀，制氢机可在工业现场等复杂环境下工作和使用

同时，Proton的专业售后服务团队会负责制氢机的售前技术支持和售后服务安装以及维护保养，确保每一台制氢机的GX，无故障运行。

（来源：镤镦实验室设备（上海）有限公司）

1 前言

氢氧化锆是一种不溶于水，碱性稍强的两性氢氧化物。无毒无味，不溶或稍微溶于水，不溶于醇、碱和铵盐溶液。在 500℃时分解成二氧化锆和水。由于具有两性，能与酸碱反应。熔融时与强碱生成晶状正锆酸盐。由锆盐水溶液与烧碱(或氨水)水溶液作用，首先得到的氢氧化锆称为α型锆酸，能溶于稀酸中。在加热条件下沉淀下来的称为β-型锆酸，难溶于水和酸。选择一种氢氧化锆样品采用微波消解的方法对其进行前处理，选择稀硫酸作为溶剂，探究实验温度、硫酸浓度、取样量等参数，微波消解速度快污染小，有利于后续对痕量元素的准确快速测定。

2 仪器与试剂

2.1 仪器

新仪 TANK 微波消解仪，赶酸器，分析天平(十万分之一)等。

2.2 试剂

硫酸(98%)，纯水（一级）

3 实验方法

3.1 消解温度的选择

称取实验样品 0.5g（精确至 0.1mg）置于消解罐底部，加入 30mL，50%的硫酸溶液，静置 5~10min，组装消解罐，按照如下设置参数进行消解实验：

表一

实验结束，待冷却至 60℃以下，压力为零，取出罐架转移至通风橱中，打开消解罐，转移定容后，氢氧化锆样品可完全溶解。

重新称取样品 0.5g（精确至 0.1mg）置于消解罐底部，加入 30mL，50%的硫酸溶液，静置 5~10min，组装消解罐，按照如下设置参数进行消解实验：

表二

实验结束冷却后，取出消解罐，将消解液转移至容量瓶中，再用纯水清洗消解罐 2~3 次，一并转移至容量瓶中，纯水定容后，样品也可完全溶解。

3.2 酸浓度的选择

重新称取氢氧化锆样品 0.5g（精确至 0.1mg）置于消解罐底部，加入 30mL，30%的硫酸溶液，按照表二的参数进行实验，样品仍可完全溶解。多次实验发现硫酸浓度在 20%时，即可将氢氧化锆样品完全溶解。

3.3 取样量

因实验选用的稀硫酸作为消解试剂且ZG实验温度为 170℃，且样品反应不会释放大量气体，实验压力低于 1MPa，可将氢氧化锆的取样量提高至 2g 左右。

4 结果

实验选取的氢氧化锆样品，当取样量在 2g 以内，硫酸溶液浓度大于 20%时，微波消解的ZG温度170℃，20min 左右即可完全消解。

注意事项

1. 硫酸在用水稀释时会释放大量热量，需将硫酸缓慢加入水中，防止飞溅，同时做好防护工作。

2. 实验样品会造成皮肤刺激，造成严重眼刺激，还会引起呼吸道刺激，应保证室内通风同时做好个人防护工作。