Générateurs d'hydrogène gazeux (H2)

[G.Patton]

Introduction

Dans cette rubrique, je souhaite présenter des informations sur la production d'hydrogène gazeux avec une pression et un débit stables pour les synthèses qui font appel à l'hydrogénation dans la fabrication de médicaments à grande échelle. Dans l'article précédent, j'ai parlé de la préparation de l'hydrogène gazeux (H2) en laboratoire avec un débit et une pression faibles.

Généralités

Un générateur d'hydrogène est une machine utilisée pour produire de l'hydrogène à partir de l'eau, en utilisant un processus appelé électrolyse. Si la pression d'alimentation en hydrogène du générateur est suffisamment élevée, il peut éliminer le besoin de bouteilles d'hydrogène en offrant une alternative plus sûre et plus conviviale. Un générateur d'hydrogène utilise une membrane d'échange de protons (PEM) pour produire de l'hydrogène gazeux de grande pureté à partir de l'eau. La cellule PEM a été développée à l'origine par la NASA et est largement utilisée dans les applications industrielles et de laboratoire.

Production d'hydrogène gazeux

L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'univers, mais à l'état gazeux, il n'existe pas à l'état naturel sur Terre et doit être fabriqué. Dans l'industrie, le H2 (gaz) est produit à grande échelle par un processus appelé reformage à la vapeur, pour séparer les atomes de carbone et d'hydrogène des combustibles hydrocarbonés. L'hydrogène est utilisé en laboratoire pour diverses applications telles que l'hydrolyse de substances insaturées comme le P2NP, la synthèse du Modafinil, la synthèse totale de l'acide (+)-Lysergique, la synthèse du HU-210, la synthèse de la dl-Ephédrine à partir du 1-Phényl-1,2-propandion et d'autres synthèses. Il est également utilisé en chromatographie en phase gazeuse (GC) comme combustible ou gaz porteur et en ICP-MS comme gaz de collision, dans l'industrie chimique pour synthétiser l'ammoniac, le cyclohexane et le méthanol et dans l'industrie alimentaire pour l'hydrogénation des huiles afin de former des graisses.

D'importants travaux de recherche et de développement ont permis de mettre au point des moyens plus sûrs, plus écologiques, plus efficaces et plus rentables de produire de l'hydrogène gazeux à la demande pour les applications en laboratoire, dans la fabrication et dans l'industrie. Lasécurité s'est tellement améliorée que l'hydrogène gazeux est désormais utilisé dans certains véhicules de transport comme carburant propre et non polluant, le gaz étant généré à partir de l'eau et le sous-produit de sa combustion étant l'eau.

Cet article répond aux questions suivantes : Comment fonctionne un générateur d'hydrogène ?

Un générateur d'hydrogène utilise une membrane d'échange de protons (PEM) pour produire de l'hydrogène gazeux de grande pureté à partir de l'eau. Lacellule PEM a été développée à l'origine par la NASA et est largement utilisée dans les applications industrielles et de laboratoire.

Production d'hydrogène gazeux

L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'univers, mais à l'état gazeux, il n'existe pas à l'état naturel sur Terre et doit être fabriqué. Dans l'industrie, le H2(g) est produit à grande échelle par un processus appelé reformage à la vapeur, pour séparer les atomes de carbone et d'hydrogène des combustibles hydrocarbonés. L'hydrogène est utilisé en laboratoire pour diverses applications telles que la chromatographie en phase gazeuse (GC) comme combustible ou gaz porteur et l'ICP-MS comme gaz de collision, dans l'industrie chimique pour synthétiser des médicaments, de l'ammoniac, du cyclohexane et du méthanol, et dans l'industrie alimentaire pour l'hydrogénation des huiles en vue de former des graisses.

Enquoi un générateur d'hydrogène est-il plus sûr qu'une bouteille ?

Un générateur d'hydrogène ne stocke pas de grandes quantités d'hydrogène à l'intérieur de lui-même à tout moment, que ce soit pendant son fonctionnement ou lorsqu'il n'est pas utilisé. Cela signifie qu'en cas de fuite, seule une très petite quantité d'hydrogène est susceptible de s'échapper. À l'inverse, une bouteille d'hydrogène pleine peut contenir jusqu'à 11 000 litres d'hydrogène gazeux, qui pourraient tous être libérés en cas de fuite. Lesbons générateurs d'hydrogène contiennent également des capteurs qui détectent les fuites d'hydrogène et d'eau et arrêtent la production d'hydrogène lorsqu'une fuite est détectée.

Comment l'utiliser ?

• Versez de l'eau distillée dans le générateur.
• Attachez un tuyau au robinet de sortie du gaz hydrogène situé à l'arrière du générateur et préparez votre système (flacons ou réacteur).
• Branchez le générateur sur l'alimentation électrique et mettez-le en marche sur la prise murale. Mettez le générateur en marche à l'aide de l'interrupteur (situé à l'arrière du générateur) et attendez. Le générateur effectue un contrôle du système. Remarque : Lors de la première utilisation, le générateur peut sembler cesser d'augmenter la pression pendant que la chambre de séparation se remplit d'eau. Dans ce cas, redémarrez le générateur. La pression interne (pression "ACT") du générateur augmentera jusqu'à la pression de fonctionnement requise (pression "SET"). Lorsque la pression requise est atteinte, la vanne de sortie du générateur s'ouvre et l'hydrogène est fourni à l'instrument d'application.

Principales caractéristiques du générateur d'hydrogène

• Vitesse d'écoulement de l'H2. Cette caractéristique est très importante pour la synthèse organique car si vous avez un grand réacteur, qui est connecté à l'atmosphère, vous devez utiliser un générateur d'hydrogène à haut débit. Vice versa, avec un réacteur fermé de petit volume, qui n'a pas besoin d'un flux stable, vous n'avez pas besoin d'un flux élevé. Legénérateur d'hydrogène de l'appareil de Keep suffit.
• Pureté de l'H2. Il s'agit de la pureté de l'hydrogène gazeux, qui est importante pour les objectifs de la chromatographie en phase gazeuse. En synthèse organique, cette caractéristique n'est pas si importante.
• Puissance d'entrée (watt/heure). Cette caractéristique dépend de la performance et du débit d'un générateur de gaz, donc plus grande pour les générateurs à haut débit. Ils consomment plus d'électricité.

Vidéo sur le générateur d'hydrogène DIY

Fournisseurs

Votre choix dépend de votre budget et de vos objectifs, du délai d'expédition vers votre lieu de résidence et des règles d'importation. Voici quelques fournisseurs avec différentes gammes de prix pour des générateurs d'hydrogène d'un débit de 250-300 ml/min. Les prix sont valables pour le 04.2022.
Jinan Konwer Instrument Co., Ltd.
Hunan Moreshine Trading Co., Ltd.
Vici-dbs
SPW Industrial
Parker

Spoiler : Liste de prix