Переход на водород

Майк Мэй — писатель-фрилансер и редактор, живущий в Техасе.

Поскольку лаборатории продолжают сталкиваться с нехваткой и ростом цен на газообразный гелий, многие ученые ищут альтернативное решение. Поскольку ученые используют газ разными способами, включая пробоподготовку и различные формы хроматографии, лабораториям необходим надежный и доступный источник газа. Вместо покупки резервуаров с гелием лаборатория может воспользоваться генератором водорода.

Чтобы помочь ученым перейти с гелия на водород, менеджер по продукции Эд Коннор из Peak Scientific в Шотландии составил план из семи шагов. Вкратце, вот как это сделать:

1. Подтвердите, что в ваших методах можно использовать водород. В некоторых ситуациях программное обеспечение для перевода методов можно использовать для определения параметров, которые могут нуждаться в корректировке.

2. Замените трубку, которая использовалась для подачи гелия, чтобы устранить нежелательный фон от отложений.

3. Выберите генератор водорода, отвечающий требованиям безопасности этого взрывоопасного газа и оснащенный детектором утечек, который при необходимости обеспечивает автоматическое отключение.

4. Установите любое необходимое оборудование, которое, например, для газовой хроматографии (ГХ) может включать более эффективный вакуумный насос или комплект для модернизации водородного источника ионов.

5. Меняйте расходники по мере необходимости. Например, в некоторых применениях ГХ переход на водород может потребовать использования колонки меньшего диаметра.

6. Настройте систему, которая будет различаться в зависимости от платформы и приложения. Например, при использовании ГХ колонка должна быть кондиционирована в печи для ГХ, а источник ионов должен быть прокален в соответствии с рекомендациями производителя.

7. Проверьте работоспособность. Как отмечает Коннор: «Отношение сигнал/шум часто снижается — в два-пять раз в зависимости от системы — при сравнении результатов анализа проб с гелием по сравнению с водородом». Он говорит: «Через несколько дней после замены газа-носителя фоновый сигнал должен упасть до постоянного уровня».

Как только принято решение о переходе на водород, лаборатория настраивает генератор, и этот процесс зависит от производителя. Некоторые генераторы газообразного водорода «очень просты по конструкции», — говорит Джеймс Лейтон, главный технолог компании FuelCellsEtc в Колледж-Стейшн, штат Техас. По словам Лейтона, «при использовании генераторов водорода с протонообменной мембраной (PEM) вам просто нужно добавить деионизированную или дистиллированную воду и подключить генератор к стене». Он добавляет: «Существуют некоторые типы генераторов — щелочные — которые требуют, чтобы сначала в резервуар с реагентом добавлялась смесь гидроксида калия, а затем при необходимости доливалась деионизированная или дистиллированная вода».

Генератор газообразного водорода также может контролировать производственный процесс. В качестве примера Лейтон говорит: «Если водород заполняет большой резервуар или используется в режиме реального времени, то установка будет продолжать работать, производя максимальный поток водорода до тех пор, пока давление не достигнет максимума или пока не отключится генератор».

В общем, переход от гелия к водороду прост. Если в методе можно использовать водород, перейти на генератор водорода довольно легко. Во многих случаях генератор водорода может работать по принципу «подключи и работай».