Wasserstoffgas (H2)-Generatoren

[G.Patton]

Einführung

In diesem Thema möchte ich Informationen über die Erzeugung von Wasserstoffgas mit stabilem Druck und Durchfluss für Synthesen darstellen, bei denen die Hydrierung in der großtechnischen Arzneimittelherstellung eingesetzt wird. In der vorhergehenden Übersicht habe ich über die Herstellung von Wasserstoffgas (H2) im Labor mit niedrigem Durchfluss und Druck berichtet.

Allgemein

Ein Wasserstoffgenerator ist eine Maschine, die zur Herstellung von Wasserstoff aus Wasser verwendet wird, wobei ein Prozess namens Elektrolyse zum Einsatz kommt. Wenn der Versorgungsdruck von Wasserstoff aus dem Generator hoch genug ist, kann er den Bedarf an Wasserstoffflaschen überflüssig machen, indem er eine sicherere und benutzerfreundlichere Alternative bietet. Ein Wasserstoffgenerator verwendet eine Protonenaustauschmembran (PEM), um hochreines Wasserstoffgas aus Wasser zu erzeugen. Die PEM-Zelle wurde ursprünglich von der NASA entwickelt und wird in großem Umfang in Industrie- und Laboranwendungen eingesetzt.

Herstellung von Wasserstoffgas

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum, obwohl er in seinem gasförmigen Zustand auf der Erde nicht natürlich vorkommt und hergestellt werden muss. In der Industrie wird H2 (Gas) in großem Maßstab durch ein Verfahren namens Dampfreformierung hergestellt, um Kohlenstoff- und Wasserstoffatome aus Kohlenwasserstoffbrennstoffen zu trennen. Im Labor wird Wasserstoff für eine Vielzahl von Laboranwendungen verwendet, z. B. für die Hydrolyse von ungesättigten Substanzen wie P2NP, die Modafinil-Synthese, die (+)-Lysergsäure-Totalsynthese, die HU-210-Synthese, die dl-Ephedrin-Synthese aus 1-Phenyl-1,2-propandion und andere Synthesen. Außerdem wird er in der Gaschromatographie (GC) als Brennstoff oder Trägergas und in der ICP-MS als Kollisionsgas verwendet, in der chemischen Industrie zur Synthese von Ammoniak, Cyclohexan und Methanol und in der Lebensmittelindustrie zur Hydrierung von Ölen zur Bildung von Fetten.

Bedeutende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten haben sicherere, umweltfreundlichere, effizientere und kostengünstigere Mittel zur Erzeugung von Wasserstoffgas auf Abruf für Labor-, Produktions- und Industrieanwendungen ermöglicht. DieSicherheit hat sich so weit verbessert, dass Wasserstoffgas jetzt in einigen Fahrzeugen als sauberer, umweltfreundlicher Kraftstoff eingesetzt wird, wobei das Gas aus Wasser erzeugt wird und das Nebenprodukt der Verbrennung Wasser ist.

Dieser Artikel gibt Antworten auf die Frage: Wie funktioniert ein Wasserstoffgenerator?

Ein Wasserstoffgenerator verwendet eine Protonenaustauschmembran (PEM), um hochreines Wasserstoffgas aus Wasser zu erzeugen. Die PEM-Zelle wurde ursprünglich von der NASA entwickelt und wird in großem Umfang in Industrie- und Laboranwendungen eingesetzt.

Erzeugung von Wasserstoffgas

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum, obwohl er in seinem gasförmigen Zustand auf der Erde nicht natürlich vorkommt und hergestellt werden muss. In der Industrie wird H2(g) in großem Maßstab durch ein Verfahren namens Dampfreformierung hergestellt, um Kohlenstoff- und Wasserstoffatome aus Kohlenwasserstoffbrennstoffen zu trennen. Wasserstoff wird im Labor für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Gaschromatographie (GC) als Brennstoff oder Trägergas und in der ICP-MS als Kollisionsgas, in der chemischen Industrie zur Synthese von Arzneimitteln, Ammoniak, Cyclohexan und Methanol und in der Lebensmittelindustrie zur Hydrierung von Ölen zu Fetten.

Inwiefern ist ein Wasserstoffgenerator sicherer als eine Gasflasche?

Ein Wasserstoffgenerator speichert zu keinem Zeitpunkt große Mengen Wasserstoff in sich, weder während des Betriebs noch wenn er nicht benutzt wird. Das bedeutet, dass im Falle eines Lecks wahrscheinlich nur eine sehr geringe Menge Wasserstoff entweicht. Umgekehrt kann eine volle Wasserstoffflasche bis zu 11.000 Liter Wasserstoffgas enthalten, die bei einem Leck freigesetzt werden könnten. Gute Wasserstoffgeneratoren enthalten auch Sensoren zur Erkennung von Wasserstoff- und Wasserlecks und schalten die Wasserstoffproduktion ab, wenn ein Leck entdeckt wird.

Wie wird er verwendet?

• Füllen Sie destilliertes Wasser in den Generator ein.
• Schließen Sie einen Schlauch an den Auslasshahn für Wasserstoffgas auf der Rückseite des Generators an und bereiten Sie Ihr System vor (Flaschen oder Reaktor).
• Schließen Sie den Generator an das Stromnetz an und schalten Sie ihn an der Steckdose ein. Schalten Sie den Generator mit dem Netzschalter (auf der Rückseite des Generators) ein und warten Sie. Der Generator wird einen Systemtest durchführen. Hinweis: Bei der ersten Inbetriebnahme kann es vorkommen, dass der Generator keinen Druck mehr aufbaut, während sich die Trennkammer mit Wasser füllt. Sollte dies der Fall sein, starten Sie den Generator neu. Der Innendruck ("ACT"-Druck) des Generators wird sich bis zum erforderlichen Betriebsdruck ("SET"-Druck) aufbauen. Sobald der erforderliche Druck erreicht ist, wird das Auslassventil des Generators geöffnet und Wasserstoff in das Anwendungsgerät eingespeist.

Hauptmerkmale des Wasserstoffgenerators

• H2-Durchflussgeschwindigkeit. Diese Eigenschaft ist für die organische Synthese sehr wichtig, denn wenn Sie einen großen Reaktor haben, der mit der Atmosphäre verbunden ist, müssen Sie einen Wasserstoffgenerator mit hohem Durchfluss verwenden. Umgekehrt braucht man bei einem kleinen Reaktor mit geringem Volumen, der keine stabile Strömung benötigt, keine hohe Strömung. Der Wasserstoffgenerator von Keep's Apparat würde ausreichen.
• H2-Reinheit. Ist die Reinheit des Wasserstoffgases, die für die Gaschromatographie wichtig ist. Bei der organischen Synthese ist diese Eigenschaft nicht so wichtig.
• Eingangsleistung (Watt/Stunde). Diese Eigenschaft hängt von der Leistung und dem Durchfluss eines Gasgenerators ab, daher ist sie bei Generatoren mit hohem Durchfluss größer. Sie benötigen mehr elektrische Leistung.

Video zum DIY-Wasserstoffgenerator

Anbieter

Ihre Wahl hängt von Ihrem Budget und Ihren Zielen, der Dauer der Lieferung an Ihren Standort und den Einfuhrbestimmungen ab. Hier sind einige Anbieter mit unterschiedlichen Preisen für Wasserstoffgeneratoren mit einem Durchfluss von 250-300 mL/min vertreten. Die Preise sind gültig für 04.2022.
Jinan Konwer Instrument Co., Ltd.
Hunan Moreshine Trading Co., Ltd.
Vici-dbs
SPW Industrial
Parker

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