Generatoare de hidrogen gazos (H2)

[G.Patton]

Introducere

În acest subiect, doresc să reprezint informații despre producerea hidrogenului gazos cu presiune și debit stabile pentru sintezele care presupun hidrogenarea în fabricarea medicamentelor pe scară largă. În recenzia anterioară am povestit despre prepararea în laborator a hidrogenului gazos (H2) cu debit și presiune scăzute.

Generalități

Un generator de hidrogen este o mașină care este utilizată pentru a produce hidrogen din apă, folosind un proces numit electroliză. Dacă presiunea de alimentare cu hidrogen de la generator este suficient de mare, acesta poate elimina nevoia de butelii de hidrogen, oferind o alternativă mai sigură și mai ușor de utilizat. Un generator de hidrogen utilizează o membrană de schimb protonic (PEM) pentru a produce hidrogen gazos de înaltă puritate din apă. Celula PEM a fost dezvoltată inițial de NASA și este utilizată pe scară largă în aplicații industriale și de laborator.

Producerea hidrogenului gazos

Hidrogenul este cel mai abundent element din Univers, deși în starea sa gazoasă nu se găsește în mod natural pe Pământ și trebuie fabricat. În industrie, H2 (gaz) este produs pe scară largă printr-un proces numit reformare cu abur, pentru a separa atomii de carbon și hidrogen din combustibilii hidrocarburi. Hidrogenul este utilizat în laborator pentru o varietate de aplicații de laborator, cum ar fi hidroliza substanțelor nesaturate, cum ar fi P2NP, sinteza Modafinil, sinteza totală a acidului (+)-lisergic, sinteza HU-210, sinteza dl-efedrină din 1-fenil-1,2-propandion și alte sinteze. De asemenea, este utilizat în cromatografia în fază gazoasă (GC) ca gaz combustibil sau gaz purtător și în ICP-MS ca gaz de coliziune, în industria chimică pentru sinteza amoniacului, ciclohexanului și metanolului și în industria alimentară pentru hidrogenarea uleiurilor pentru a forma grăsimi.

Cercetări și dezvoltări semnificative au oferit mijloace mai sigure, mai ecologice, mai eficiente și mai rentabile de generare a hidrogenului gazos la cerere pentru aplicații de laborator, de producție și industriale. Siguranța s-a îmbunătățit atât de mult încât hidrogenul gazos este utilizat în prezent în unele vehicule de transport ca un combustibil curat "fără poluare", gazul fiind generat din apă, iar produsul secundar al arderii sale fiind apa.

Acest articol oferă răspunsuri: Cum funcționează un generator de hidrogen?

Un generator de hidrogen utilizează o membrană de schimb protonic (PEM) pentru a produce hidrogen gazos de înaltă puritate din apă. Celula PEM a fost dezvoltată inițial de NASA și este utilizată pe scară largă în aplicații industriale și de laborator.

Producerea hidrogenului gazos

Hidrogenul este cel mai abundent element din Univers, deși în starea sa gazoasă nu se găsește în mod natural pe Pământ și trebuie fabricat. În industrie, H2(g) este produs pe scară largă printr-un proces numit reformare cu abur, pentru a separa atomii de carbon și hidrogen din combustibilii hidrocarburi. Hidrogenul este utilizat în laborator pentru o serie de aplicații de laborator, cum ar fi cromatografia în fază gazoasă (GC) ca gaz combustibil sau gaz purtător și ICP-MS ca gaz de coliziune, în industria chimică pentru a sintetiza medicamente, amoniac, ciclohexan și metanol și în industria alimentară pentru hidrogenarea uleiurilor pentru a forma grăsimi.

Cum este un generator de hidrogen mai sigur decât o butelie?

Un generator de hidrogen nu stochează cantități mari de hidrogen în interiorul său în orice moment, nici în timpul funcționării, nici atunci când nu este utilizat. Aceasta înseamnă că, în cazul unei scurgeri, este posibil ca doar o cantitate foarte mică de hidrogen să scape. În schimb, o butelie de hidrogen plină poate conține până la 11 000 de litri de hidrogen gazos; toată cantitatea ar putea fi eliberată dacă ar avea loc o scurgere. Generatoarele de hidrogen bune conțin, de asemenea, senzori pentru detectarea scurgerilor de hidrogen și apă și pentru oprirea producției de hidrogen atunci când se detectează o scurgere.

Cum se utilizează?

• Turnați apă distilată în generator.
• Atașați un furtun la robinetul de ieșire a gazului hidrogen care se află pe partea din spate a generatorului și pregătiți-vă sistemul (flacoane sau reactor).
• Conectați generatorul la alimentarea electrică și porniți-l la priza de perete. Porniți generatorul la întrerupătorul de alimentare (situat pe partea din spate a generatorului) și așteptați. Generatorul va efectua o verificare a sistemului. Notă: La prima utilizare, generatorul poate părea că nu mai creează presiune în timp ce camera de separare se umple cu apă. Dacă se întâmplă acest lucru, reporniți generatorul. Presiunea internă (presiunea "ACT") a generatorului va crește până la presiunea de funcționare necesară (presiunea "SET"). Odată ce presiunea necesară este atinsă, supapa de ieșire a generatorului va fi deschisă și hidrogenul va fi furnizat instrumentului de aplicare.

Principalele caracteristici ale generatorului de hidrogen

• Viteza de curgere a H2. Această caracteristică este foarte importantă pentru sinteza organică, deoarece dacă aveți un reactor mare, care este conectat la atmosferă, trebuie să utilizați un generator de hidrogen cu debit mare. Viceversa, în cazul unui reactor apropiat cu volum mic, care nu are nevoie de un flux stabil, nu este nevoie de un debit mare. Ar fi suficient generatorul de hidrogen din aparatul lui Keep.
• Puritatea H2. Este puritatea hidrogenului gazos, care este importantă pentru obiectivele cromatografiei în fază gazoasă. În sinteza organică, această caracteristică nu este atât de importantă.
• Puterea de intrare (watt/oră). Această caracteristică depinde de performanța și debitul unui generator de gaz, prin urmare, mai mare pentru generatoarele cu debit mai mare. Acestea necesită mai multă putere electrică.

Video generator de hidrogen DIY

Furnizori

Alegerea dvs. depinde de bugetul și obiectivele dvs., de timpul de expediere în locația dvs. și de normele de import. Aici sunt reprezentați câțiva furnizori cu diferite game de prețuri pentru generatoare de hidrogen cu debit de 250-300 ml/min. Prețurile sunt valabile pentru 04.2022.
Jinan Konwer Instrument Co., Ltd.
Hunan Moreshine Trading Co., Ltd.
Vici-dbs
SPW Industrial
Parker

Spoiler: Lista de prețuri