Γεννήτριες αερίου υδρογόνου (H2)

[G.Patton]

Εισαγωγή

Σε αυτό το θέμα, θέλω να αναπαραστήσω πληροφορίες σχετικά με την παραγωγή αερίου υδρογόνου με σταθερή πίεση και ροή για συνθέσεις που λαμβάνουν υδρογόνωση στην παραγωγή φαρμάκων μεγάλης κλίμακας. Σε προηγούμενη ανασκόπηση είπα για την εργαστηριακή παρασκευή αερίου υδρογόνου (H2) με χαμηλή ροή και πίεση.

Γενικά

Μια γεννήτρια υδρογόνου είναι μια μηχανή που χρησιμοποιείται για την παραγωγή υδρογόνου από το νερό, χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτρόλυση. Εάν η πίεση παροχής υδρογόνου από τη γεννήτρια είναι αρκετά υψηλή, μπορεί να εξαλείψει την ανάγκη για φιάλες υδρογόνου παρέχοντας μια ασφαλέστερη και πιο φιλική προς τον χρήστη εναλλακτική λύση. Μια γεννήτρια υδρογόνου χρησιμοποιεί μια μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM) για την παραγωγή αερίου υδρογόνου υψηλής καθαρότητας από το νερό. Η κυψέλη PEM αναπτύχθηκε αρχικά από τη NASA και χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικές και εργαστηριακές εφαρμογές.

Παραγωγή αερίου υδρογόνου

Το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο Σύμπαν, αν και στην αέρια μορφή του δεν απαντάται φυσικά στη Γη και πρέπει να κατασκευαστεί. Στη βιομηχανία, το Η2 (αέριο) παράγεται σε μεγάλη κλίμακα με μια διαδικασία που ονομάζεται αναμόρφωση με ατμό, για τον διαχωρισμό ατόμων άνθρακα και υδρογόνου από καύσιμα υδρογονανθράκων. Το υδρογόνο χρησιμοποιείται στο εργαστήριο για μια ποικιλία εργαστηριακών εφαρμογών, όπως η υδρόλυση ακόρεστων ουσιών όπως το P2NP, η σύνθεση της Modafinil, η ολική σύνθεση του (+)-Λυσεργικού οξέος, η σύνθεση του HU-210, η σύνθεση της dl-εφεδρίνης από το 1-φαινυλ-1,2-προπανδιόνιο και άλλες συνθέσεις. Επίσης, χρησιμοποιείται στην αέρια χρωματογραφία (GC) ως καύσιμο ή αέριο-φορέας και στο ICP-MS ως αέριο σύγκρουσης, στη χημική βιομηχανία για τη σύνθεση αμμωνίας, κυκλοεξανίου και μεθανόλης και στη βιομηχανία τροφίμων για την υδρογόνωση ελαίων προς σχηματισμό λιπών.

Η σημαντική έρευνα και ανάπτυξη έχει προσφέρει ασφαλέστερα, πιο πράσινα, πιο αποδοτικά και οικονομικά αποδοτικά μέσα παραγωγής αερίου υδρογόνου κατά παραγγελία για εργαστηριακές, κατασκευαστικές και βιομηχανικές εφαρμογές. Η ασφάλεια έχει βελτιωθεί τόσο πολύ ώστε το αέριο υδρογόνο χρησιμοποιείται πλέον σε ορισμένα οχήματα μεταφορών ως καθαρό καύσιμο "χωρίς ρύπανση" με το αέριο να παράγεται από το νερό και το παραπροϊόν της καύσης του να είναι νερό.

Αυτό το άρθρο παρέχει απαντήσεις, Πώς λειτουργεί μια γεννήτρια υδρογόνου;

Μια γεννήτρια υδρογόνου χρησιμοποιεί μια μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM) για την παραγωγή αερίου υδρογόνου υψηλής καθαρότητας από νερό. Η κυψέλη PEM αναπτύχθηκε αρχικά από τη NASA και χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικές και εργαστηριακές εφαρμογές.

Παραγωγή αερίου υδρογόνου

Το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο Σύμπαν, αν και στην αέρια μορφή του δεν απαντάται φυσικά στη Γη και πρέπει να κατασκευαστεί. Στη βιομηχανία, το H2(g) παράγεται σε μεγάλη κλίμακα με μια διαδικασία που ονομάζεται αναμόρφωση με ατμό, για τον διαχωρισμό ατόμων άνθρακα και υδρογόνου από καύσιμα υδρογονανθράκων. Το υδρογόνο χρησιμοποιείται στο εργαστήριο για μια ποικιλία εργαστηριακών εφαρμογών, όπως στην αέρια χρωματογραφία (GC) ως καύσιμο ή αέριο-φορέας και στο ICP-MS ως αέριο σύγκρουσης, στη χημική βιομηχανία για τη σύνθεση φαρμάκων, αμμωνίας, κυκλοεξανίου και μεθανόλης και στη βιομηχανία τροφίμων για την υδρογόνωση των ελαίων προς σχηματισμό λιπών.

Πώς μια γεννήτρια υδρογόνου είναι ασφαλέστερη από μια φιάλη;

Μια γεννήτρια υδρογόνου δεν αποθηκεύει τεράστιες ποσότητες υδρογόνου στο εσωτερικό της ανά πάσα στιγμή, είτε κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, είτε όταν δεν χρησιμοποιείται. Αυτό σημαίνει ότι σε περίπτωση διαρροής, μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα υδρογόνου είναι πιθανό να διαφύγει. Αντίθετα, μια γεμάτη φιάλη υδρογόνου μπορεί να περιέχει έως και 11.000 λίτρα αερίου υδρογόνου, τα οποία θα μπορούσαν να απελευθερωθούν σε περίπτωση διαρροής. Οι καλές γεννήτριες υδρογόνου περιέχουν επίσης αισθητήρες για την ανίχνευση διαρροών υδρογόνου και νερού και διακόπτουν την παραγωγή υδρογόνου όταν ανιχνεύεται διαρροή.

Πώς να το χρησιμοποιήσετε;

• Ρίξτε αποσταγμένο νερό στη γεννήτρια.
• Συνδέστε έναν εύκαμπτο σωλήνα στη βρύση εξόδου αερίου υδρογόνου που βρίσκεται στο πίσω μέρος της γεννήτριας και προετοιμάστε το σύστημά σας (φιάλες ή αντιδραστήρα).
• Συνδέστε τη γεννήτρια στην ηλεκτρική παροχή και ενεργοποιήστε την στην πρίζα. Ενεργοποιήστε τη γεννήτρια στον διακόπτη ισχύος (που βρίσκεται στο πίσω μέρος της γεννήτριας) και περιμένετε. Η γεννήτρια θα πραγματοποιήσει έναν έλεγχο του συστήματος. Σημείωση: Κατά την πρώτη χρήση, η γεννήτρια μπορεί να φαίνεται ότι σταματά να δημιουργεί πίεση ενώ ο θάλαμος διαχωρισμού γεμίζει με νερό. Εάν συμβεί αυτό, επανεκκινήστε τη γεννήτρια. Η εσωτερική πίεση ("ACT" πίεση) της γεννήτριας θα αυξηθεί στην απαιτούμενη πίεση λειτουργίας ("SET" πίεση). Μόλις επιτευχθεί η απαιτούμενη πίεση, η βαλβίδα εξόδου της γεννήτριας θα ανοίξει και το υδρογόνο θα παρέχεται στο όργανο εφαρμογής.

Κύρια χαρακτηριστικά της γεννήτριας υδρογόνου

• Ταχύτητα ροής H2. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι αρκετά σημαντικό για την οργανική σύνθεση για το λόγο ότι εάν έχετε μεγάλο αντιδραστήρα, ο οποίος συνδέεται με την ατμόσφαιρα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε γεννήτρια υδρογόνου υψηλής ροής. Αντιστρόφως, με αντιδραστήρα μικρού όγκου κοντά στον αντιδραστήρα, ο οποίος δεν χρειάζεται σταθερή ροή, δεν χρειάζεστε υψηλή ροή. Θα ήταν αρκετή η γεννήτρια υδρογόνου της συσκευής Keep.
• Καθαρότητα H2. Είναι η καθαρότητα του αερίου υδρογόνου, η οποία είναι σημαντική για τους στόχους της αέριας χρωματογραφίας. Στην οργανική σύνθεση, αυτό το χαρακτηριστικό δεν είναι τόσο σημαντικό.
• Ισχύς εισόδου (Watt/ώρα). Αυτό το χαρακτηριστικό εξαρτάται από την απόδοση και τη ροή μιας γεννήτριας αερίου, συνεπώς, μεγαλύτερη για γεννήτριες με μεγαλύτερη ροή. Παίρνουν περισσότερη ηλεκτρική ισχύ.

Βίντεο για DIY γεννήτρια υδρογόνου

Προμηθευτές

Η επιλογή σας εξαρτάται από τον προϋπολογισμό και τους στόχους σας, τον χρόνο αποστολής στην τοποθεσία σας και τους κανόνες εισαγωγής. Εδώ παρουσιάζονται ορισμένοι προμηθευτές με διαφορετικό εύρος τιμών για γεννήτριες υδρογόνου ροής 250-300 mL/min. Οι τιμές ισχύουν για τις 04.2022.
Jinan Konwer Instrument Co., Ltd.
Hunan Moreshine Trading Co., Ltd.
Vici-dbs
SPW Industrial
Parker

Spoiler:Σελίδα 1 από 2