ISO 14687-1:1999

Hydrogen fuel — Product specification — Part 1: All applications except proton exchange membrane (PEM) fuel cell for road vehicles

Carburant hydrogène — Spécification de produit — Partie 1: Toutes applications à l'exception des piles à combustible à membrane d'échange de protons (MEP) pour les véhicules routiers

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 10-Mar-1999
• Withdrawal Date: 10-Mar-1999
• ICS: 71.100.20 - Gases for industrial application
• Technical Committee: ISO/TC 197 - Hydrogen technologies
• Drafting Committee: ISO/TC 197 - Hydrogen technologies
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 27-Nov-2019

Relations

• Revised: ISO 14687:2019 - Hydrogen fuel quality — Product specification
• Effective Date: 04-Nov-2015

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14687
First edition
1999-03-01
Hydrogen fuel — Product specification
Carburant hydrogène — Spécification de produit
A
Reference number
ISO 14687:1999(E)

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ISO 14687:1999(E)
Contents
1 Scope .1
2 Terms and definitions .1
3 Requirements.1
3.1 Classification.1
3.2 Applications .2
3.3 Limiting characteristics.2
4 Quality verification.2
4.1 Quality tests .2
4.2 Production qualification tests .2
4.2.1 General requirements.2
4.2.2 Analytical requirements of the production qualification tests.2
4.3 Lot acceptance tests .4
4.3.1 Applicability.4
4.3.2 Lot definitions .4
4.3.3 Number of samples per lot .4
5 Sampling.4
5.1 Sample size.4
5.2 Gaseous samples .4
5.3 Liquid samples (vapourized) .5
6 Test methods.5
6.1 Parameters of analysis.5
6.2 Hydrogen assay for purity .5
6.3 Hydrogen assay for para-hydrogen .6
©  ISO 1999
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
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Internet [e-mail]
Printed in Switzerland
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ISO 14687:1999(E)
6.4 Water content. 6
6.5 Total hydrocarbon content . 6
6.6 Oxygen content. 6
6.7 Argon, nitrogen, neon and helium contents . 7
6.8 Carbon dioxide content. 7
6.9 Carbon monoxide content . 7
6.10 Mercury vapour content. 8
6.11 Total sulfur content . 8
6.12 Permanent particulates . 8
7 Safety and detection. 8
7.1 Safety . 8
7.2 Detection. 8
Bibliography. 9
iii

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ISO 14687:1999(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 197, Hydrogen technologies.
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INTERNATIONAL STANDARD  © ISO ISO 14687:1999(E)
Hydrogen fuel — Product specification
1 Scope
This International Standard specifies the quality characteristics of hydrogen fuel in order to assure uniformity of the
hydrogen product as produced and distributed for utilization in vehicular, appliance or other fuelling applications.
This International Standard applies to all modes of transportation and hydrogen fuelling applications (ground, water,
air and space).
2 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
2.1
gaseous hydrogen
GH
2
hydrogen that has been produced to gaseous form, and brought to essentially ambient conditions as an equilibrium
mixture of -hydrogen and -hydrogen, purified to a minimum mole fraction of 98 %
ortho para
NOTE The gaseous form is produced typically by any number of methods, including petrochemical, thermochemical, solar,
electrolytic or biological processes.
2.2
liquid hydrogen
LH
2
hydrogen that has been liquefied, i.e. brought to a liquid state (para)
NOTE Liquefaction may be carried out by either chilling and compression or other means such as the magnetocaloric
effect.
2.3
slush hydrogen
SLH
2
hydrogen that is a mixture of solid and LH at the eutectic (triple-point) temperature
2
3 Requirements
3.1 Classification
Hydrogen fuel shall be classified according to the following types and grade designations:
a) Type I (grades A, B, and C): Gaseous hydrogen
b) Type II: Liquid hydrogen
c) Type III: Slush hydrogen
1

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ISO 14687:1999(E)
3.2 Applications
The following information characterizes representative applications of each type and grade of hydrogen fuel. It is
noted that suppliers (especially liquid transporters) commonly transport hydrogen of a higher quality than some
users may require. The “lower” grades A and B entail less stringent requirements, which may be more suitable for
“captive” systems such as vehicle fleets/common fill or on-site hydrogen production/use, such as in industrial
complexes.
Type I, grade A internal combustion engines/fuel cells for transportation; residential/commercial appliances;
Type I, grade B industrial fuel, for use e.g. in power generation or as a heat energy source;
Type I, grade C aircraft and space-vehicle ground support systems;
Type II aircraft and space-vehicle onboard propulsion and electrical energy requirements; land vehicles;
Type III aircraft and space-vehicle onboard propulsion.
3.3 Limiting characteristics
The Directory of Limiting Characteristics, outlined in Table 1, specifies the requirements applicable to each type and
grade of hydrogen fuel. A blank indicates no maximum limiting characteristic. The absence of a maximum limiting
characteristic in a listed quality level does not imply that the component is or is not present, but merely indicates that
the test need not be performed for compliance with this International Standard.
4 Quality verification
4.1 Quality tests
The supplier shall assure, by standard practice, the verification of the quality level of hydrogen. The sampling and
control procedures described in 4.3.1 and 4.3.2 and in clauses 5 and 6 may be applied. Other control procedures
not listed in this International Standard are acceptable if agreed upon between the supplier and the customer.
4.2 Production qualification tests
4.2.1 General requirements
Production qualification tests are a single analysis or a series of analyses that shall be performed on the product to
assure the reliability of the production facility to supply hydrogen of the required quality level. This production
qualification may be achieved by verifying the analytical records of product from the supplier, or, if required, by
performing analyses of representative samples of the product from the facility at appropriate intervals as agreed
between the supplier and the customer. Production qualification tests may be performed by the supplier or by a
laboratory agreed upon between the supplier and the customer.
4.2.2 Analytical requirements of the production qualification tests
The analytical requirements for the production qualification tests shall include the determination of all limiting
characteristics of hydrogen.
2

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ISO 14687:1999(E)
Table 1 — Directory of limiting characteristics
Dimensions in micromoles per mole unless otherwise stated
Subclause Characteristics Type I Type II Type III
(assay) Grade A Grade B Grade C
6.2 Hydrogen purity 98,0 99,90 99,995 99,995 99,995
(minimum mole fraction,
%)
6.3 Para-hydrogen NS NS NS 95,0 95,0
(minimum mole fraction,
%)
Impurities
(maximum content)
Total gases 50 50
3 3 a bb
6.4 Water (cm /m ) NC NC
bb
6.5 Total hydrocarbon 100 NC
a cc
6.6 Oxygen 100
acc
6.7 Argon
a bb
6.7 Nitrogen 400
6.7 Helium 39 39
dd
6.8 CO
2
dd
6.9 CO 1
6.10 Mercury 0,004
6.11 Sulfur 2,0 10
fe e e
6.12 Permanent particulates
e
Density
NOTE 1 NS: Not specified
NOTE 2 NC: Not to be condensed
a
Combined water, oxygen, nitrogen and argon: max. 1 900 μmol/mol.
b
Combined nitrogen, water and hydrocarbon: max. 9 μmol/mol.
c
Combined oxygen and argon: max. 1 μmol/mol.
d
Total CO and CO: max. 1 μmol/mol.
2
e
To be agreed between supplier and customer.
f
The hydrogen shall not contain dust, sand, dirt, gums, oils, or other substances in an amount sufficient to damage the
fuelling station equipment or the vehicle (engine) being fuelled.
3

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4.3 Lot acceptance tests
4.3.1 Applicability
Lot acceptance tests are analyses that shall be performed on the hydrogen in the delivery container, or a sample
thereof, which is representative of the lot.
4.3.2 Lot definitions
One of the following definitions of the lot shall be used:
a) no specific quantity, or any quantity of hydrogen agreed upon between the supplier and the customer;
b) all of the hydrogen supplied, or containers filled, during the contract period;
c) all of the hydrogen supplied, or containers filled, during a calendar month;
d) all of the hydrogen supplied, or containers filled, during seven consecutive days;
e) all of the hydrogen supplied, or containers filled, during a consecutive 24-h period;
f) all of the hydrogen supplied, or containers filled, during one continuous shift;
g) all of the hydrogen supplied in one shipment;
h) all of the hydrogen supplied in one delivery container;
i) all of the hydrogen in the container(s) filled on one manifold at the same time.
4.3.3 Number of samples per lot
The number of samples per lot shall be in accordance with one of the following:
a) one sample pe
...

ISO
NORME
14687
INTERNATIONALE
Première édition
1999-03-01
Carburant hydrogène — Spécification
de produit
Hydrogen fuel — Product specification
A
Numéro de référence
ISO 14687:1999(F)

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ISO 14687:1999(F)
Sommaire
1 Domaine d’application .1
2 Termes et définitions.1
3 Prescriptions .1
3.1 Classification.1
3.2 Applications .2
3.3 Caractéristiques limites .2
4 Contrôle de la qualité .2
4.1 Essais de contrôle de la qualité .2
4.2 Essais de qualification de la production.2
4.2.1 Exigences générales .2
4.2.2 Prescriptions analytiques pour les essais de qualification de la production .2
4.3 Essais d'acceptation de lots.4
4.3.1 Applicabilité.4
4.3.2 Définition des lots.4
4.3.3 Nombre d'échantillons par lot .4
5 Échantillonnage .4
5.1 Volume de l'échantillon.4
5.2 Échantillons d'hydrogène gazeux.4
5.3 Échantillons d'hydrogène liquide (vaporisé) .5
6 Méthodes d'essai .5
6.1 Paramètres d'analyse .5
6.2 Analyse de la pureté de l'hydrogène.5
6.3 Analyse de la forme parahydrogène.6
©  ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
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Imprimé en Suisse
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© ISO
ISO 14687:1999(F)
6.4 Teneur en eau. 6
6.5 Teneur totale en hydrocarbures. 6
6.6 Teneur en oxygène . 7
6.7 Teneur en argon, en azote, en néon et en hélium . 7
6.8 Teneur en gaz carbonique . 7
6.9 Teneur en monoxyde de carbone . 8
6.10 Teneur en vapeur de mercure. 8
6.11 Teneur totale en soufre . 8
6.12 Particules permanentes . 8
7 Sécurité et détection . 9
7.1 Sécurité. 9
7.2 Détection. 9
Bibliographie. 10
iii

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© ISO
ISO 14687:1999(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 14687 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 197, Technologies de
l’hydrogène.
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NORME INTERNATIONALE  © ISO ISO 14687:1999(F)
Carburant hydrogène — Spécification de produit
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit les caractéristiques de qualité du carburant hydrogène de façon à
assurer l'uniformité de l'hydrogène lorsqu'il est produit et distribué à des fins d'utilisation comme carburant dans des
véhicules, des appareils ou d'autres applications.
La présente Norme internationale s'applique à tous les modes de transport et à toutes les applications de
l'hydrogène comme carburant (terre, eau, air et espace).
2 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s’appliquent.
2.1
hydrogène gazeux
GH
2
hydrogène produit sous forme gazeuse et amené essentiellement aux conditions ambiantes en tant que mélange à
l'équilibre d'orthohydrogène et de parahydrogène purifié jusqu'à une fraction molaire minimale de 98 %
NOTE La forme gazeuse est produite selon diverses méthodes, notamment des procédés pétrochimiques, thermochimiques,
solaires, électrolytiques ou biologiques.
2.2
hydrogène liquide
LH
2
hydrogène qui a été liquéfié, c'est-à-dire amené à un état liquide (forme parahydrogène)
NOTE La liquéfaction peut être effectuée soit par refroidissement et pressurisation, soit par d'autres moyens comme l'effet
magnétocalorique.
2.3
hydrogène pâteux
SLH
2
mélange d'hydrogène liquide et d'hydrogène solide à la température eutectique (point triple)
3 Prescriptions
3.1 Classification
Le carburant hydrogène doit être classé selon les types et les qualités suivants :
a) type I (qualités A, B et C) : hydrogène gazeux
b) type II : hydrogène liquide
c) type III : hydrogène pâteux
1

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ISO 14687:1999(F)
3.2 Applications
Les renseignements suivants présentent des applications représentatives pour chaque type et chaque qualité de
carburant hydrogène. Les fournisseurs transportent habituellement de l'hydrogène (spécialement lorsqu'il est
liquéfié) d'une pureté supérieure à celle que certains utilisateurs peuvent exiger. Les qualités «inférieures» A et B
comportent des exigences moins sévères mais qui peuvent être plus adéquates lorsqu'il s'agit de systèmes
immobilisés comme les parcs de véhicules avec point de remplissage commun et les systèmes pour la production
et l'utilisation sur place de l'hydrogène notamment les complexes industriels.
Type I, qualité A Moteurs à combustion interne et piles à combustible pour des applications de transport;
appareils résidentiels ou commerciaux.
Type I, qualité B Carburant utilisé dans des applications de type industriel notamment pour la production
d'électricité ou comme source d'énergie thermique.
Type I, qualité C Systèmes de soutien au sol des aéronefs et des véhicules spatiaux.
Type II Systèmes embarqués pour la propulsion et les besoins en énergie électrique des
aéronefs et des véhicules spatiaux; véhicules terrestres.
Type III Systèmes embarqués pour la propulsion des aéronefs et des véhicules spatiaux.
3.3 Caractéristiques limites
La liste des caractéristiques limites, présentée au Tableau 1, spécifie les exigences qui s’appliquent à chaque type
et à chaque qualité de carburant hydrogène. Un blanc indique qu'il n'y a aucune valeur limite maximale. L'absence
de cette valeur limite maximale pour un critère relatif à un niveau de qualité n'implique pas que le composant est
présent ou pas; elle indique seulement que l'essai peut ne pas être effectué pour satisfaire aux exigences de la
présente Norme internationale.
4 Contrôle de la qualité
4.1 Essais de contrôle de la qualité
Le fournisseur doit assurer, par des pratiques courantes, la détermination du niveau de qualité de l'hydrogène. Les
procédures d’échantillonnage et de contrôle décrites en 4.3.1 et 4.3.2 et aux articles 6 et 7 peuvent être utilisées. Le
fournisseur et son client peuvent toutefois convenir d'utiliser des procédures de contrôle qui ne sont pas
mentionnées dans la présente Norme internationale.
4.2 Essais de qualification de la production
4.2.1 Exigences générales
Les essais de qualification de la production sont soit une analyse unique, soit une série d'analyses qui doivent être
réalisées sur le produit afin d’assurer qu'une unité industrielle est capable de fournir de l'hydrogène qui respecte le
niveau de qualité exigé. La qualification de la production peut se faire par la vérification des registres analytiques du
fournisseur du produit ou, si cela est exigé, par l'analyse d'échantillons représentatifs du produit provenant de l'unité
industrielle à des intervalles ayant fait l'objet d'une entente préalable entre le fournisseur et le client. Les essais de
qualification de la production peuvent être réalisés par le fournisseur ou par un laboratoire choisi à la suite d'une
entente entre le fournisseur et le client.
4.2.2 Prescriptions analytiques pour les essais de qualification de la production
Les prescriptions analytiques pour les essais de qualification de la production doivent consister en la détermination
de toutes les caractéristiques limites de l'hydrogène.
2

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ISO 14687:1999(F)
Tableau 1 — Liste des caractéristiques limites
Dimensions en micromoles par mole, sauf indication contraire
Paragraphe Caractéristiques Type I Type II Type III
(analyse) Qualité A Qualité B Qualité C
6.2 Hydrogène 98,0 99,90 99,995 99,995 99,995
(fraction molaire
minimale, %)
6.3 Parahydrogène NS NS NS 95,0 95,0
(fraction molaire
minimale, %)
Impuretés
(teneurs maximales)
Somme des gaz 50 50
3 3
6.4 a NC bb
Eau (cm /m )
NC
Hydrocarbures
bb
6.5 100 NC
totaux
a cc
6.6 Oxygène 100
acc
6.7 Argon
a bb
6.7 Azote 400
6.7 Hélium 39 39
dd
6.8 CO
2
dd
6.9 CO 1
6.10 Mercure 0,004
6.11 Soufre 2,0 10
fe e e
6.12 Particules
permanentes
e
Densité
NOTE 1 NS: Non spécifiée
NOTE 2 NC: Ne doit pas être condensée
a
Total eau, oxygène, azote et argon: max. 1 900 μmol/mol.
b
Total eau, azote et hydrocarbures: max. 9 μmol/mol.
c
Total oxygène et argon: max. 1 μmol/mol.
d
Total CO et CO: max. 1 μmol/mol.
2
e
Le fournisseur et le client doivent en convenir.
f
L'hydrogène ne doit pas contenir de poussières, de sable, de saletés, de gomme, d'huile, ni d'autres substances en
quantité suffisante pouvant produire des dommages à l'équipement de la station de ravitaillement ou au véhicule
(moteur) ravitaillé.
3

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ISO 14687:1999(F)
4.3 Essais d'acceptation de lots
4.3.1 Applicabilité
Les essais d'acceptation des lots doivent être effectués sur l'hydrogène prélevé du conteneur dans lequel il a été
livré ou sur un échantillon qui doit être représentatif du lot.
4.3.2 Définition des lots
Une des définitions suivantes doit être utilisée :
a) aucune quantité spécifique ou toute quantité d'hydrogène ayant fait l'objet d'une entente entre le fournisseur et
le client;
b) tout l'hydrogène fourni ou tous les réservoirs remplis au cours du contrat;
c) tout l'hydrogène fourni ou tous les réservoirs remplis au cours d'un mois civil;
d) tout l'hydrogène fourni ou tous les réservoirs qui sont remplis pendant 7 jours consécutifs;
e) tout l'hydrogène fourni ou tous les réservoirs qui sont remplis pendant 24 heures consécutives;
f) tout l'hydrogène fourni ou tous les réservoirs qui sont remplis pendant une période de travail continue;
g) tout l'hydrogène fourni au moment d'une même livraison;
h) tout l'hydrogène fourni dans un seul réservoir de livraison;
i) tout l'hydrogène contenu dans le réservoir ou dans les réservoirs remplis à partir de la même rampe de
ravitaillement au même moment.
4.3.3 Nombre d'échantillons par lot
Le nombre d'échantillons par lot doit être déterminé conformément à l'une des conditions suivantes :
a) un échantillon par lot;
b) tout nombre d'échantillons ayant fait l'objet d'une entente entre le fournisseur et le client.
5 Échantillonnage
5.1 Volume de l'échantillon
La quantité d'hydrogène contenue dans un seul récipient à échantillon doit être suffisante pour réaliser les analyses
portant sur les caractéristiques limites. Si un seul récipient à échantillon ne contient pas une quantité suffisante
d'hydrogène pour réaliser tous les essais exigés pour la vérification d'un niveau de qualité, des échantillons
supplémentaires doivent être prélevés dans le même lot dans des conditions similaires.
5.2 Échantillons d'hydrogène gazeux
Les échantillons d'hydrogène gazeux doivent être représentatifs du ravitaillement d'hydrogène. Les échantillons
doivent être obtenus conformément à l'une des méthodes suivantes.
a) Remplissage en même temps du récipient à échantillon et des réservoirs de livraison à partir d
...