التحليل الحراري تحت الهيدروجين
المفتاح لفهم أفضل للتفاعلات المادية
ويحظى الهيدروجين (H2) باهتمام كبير لدوره المحتمل في الممارسات المستدامة والتكنولوجيا الخضراء. وتكتسي البحوث في تفاعل المواد مع الهيدروجين أهمية بالغة لتطوير حلول صديقة للبيئة يمكن أن تقلل بشكل كبير من الأثر البيئي.
ويتمثل أحد التطبيقات البارزة في استخدام الهيدروجين للتخفيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالية من العمليات المعدنية من خلال الاختزال المباشر، كما هو الحال في اختزال خام الحديد. ويشكل التخزين الكيميائي للهيدروجين، لا سيما من خلال استخدام هيدريدات الفلزات، مجالاً آخر مهمًا للبحث. ويعمل العلماء على تعزيز القدرات الحجمية والجاذبية، بالإضافة إلى حركية امتصاص/امتصاص الهيدروجين ودورة حياة المواد المرشحة المحتملة. يمكن أن يؤدي تحسين هذه الجوانب من المواد إلى حلول أكثر كفاءة وعملية لتخزين الهيدروجين، وهي حيوية لمختلف التطبيقات بما في ذلك النقل وتخزين الطاقة وأنظمة الطاقة المتجددة.
القياسات الآمنة في الأجواء المختزلة أو المؤكسدة
يتميز مفهوم ح₂آمن الذي طورته NETZSCH بحل كامل لإجراء الاختبارات في بيئات ذات تركيزات متفاوتة من الهيدروجين مع توفير أقصى درجات الأمان. ويتيح هذا المفهوم إجراء التجارب الآمنة في بيئة هيدروجين بنسبة 100% أو بتركيزات أقل من الهيدروجين H2 ممزوجاً بغازات غير قابلة للاشتعال مثل النيتروجين (N2) أو الأرجون (Ar). وتتحقق هذه المرونة من خلال بروتوكول سلامة شامل مدمج في النظام.
تتمثل إحدى السمات الرئيسية لمفهوم ح₂آمنفي قدرته على إجراء دورات الأكسدة والاختزال المعقدة بسلاسة. وينطوي ذلك على التبديل بين الأجواء المحتوية على الهيدروجين والأكسجين في إطار قياس واحد، مما يسمح بإجراء تحليل دقيق لحركية التفاعل وسلوك المواد في ظل ظروف مختلفة. وخلال هذه الاختبارات، من الضروري الحفاظ على السلامة في جميع الأوقات. لذلك، في حالة وسيطة، يتم تطهير العينة وجهاز الاختبار بغاز خامل. تستمر عملية التطهير هذه حتى الوصول إلى ظروف آمنة لتغيير الغاز، مما يقلل من أي مخاطر محتملة مرتبطة بالتعامل مع الهيدروجين أو الأكسجين.
مفهوم NETZSCH ح₂آمن معتمد من TÜV.
الطريقة
التحليل الحراري المتزامن
القياس الحراري المتزامن للوزن الحراري - المسح الحراري التفاضلي
التحليل الحراري المتزامن (STA) هو طريقة تُستخدم لتحليل الثبات الحراري وتكوين المواد. وهي تجمع بين تقنيتين: تحليل قياس الثقل الحراري (TGA) وقياس المسح الحراري التفاضلي (DSC).
تقيس TGA التغير في وزن المادة عند تسخينها أو تبريدها، مما يوفر معلومات عن درجات حرارة التحلل ومحتوى الرطوبة والاستقرار الحراري. يقيس DSC كمية الحرارة المطلوبة لزيادة درجة حرارة العينة، مما يوفر معلومات عن التحولات الطورية والسعة الحرارية وإنثالبي التفاعل.
التحليل الميكانيكي الحراري
التحليل الميكانيكي الحراري (TMA) هو تقنية لتحديد التغيرات في الأبعاد في المواد الصلبة أو السوائل أو المواد الفطرية كدالة لدرجة الحرارة و/أو الوقت تحت قوة ميكانيكية محددة (DIN 51005، ASTM E 831، ASTM D696، ASTM D696، ASTM D3386، ISO 11359 - الأجزاء من 1 إلى 3). ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بقياس التوسع، الذي يحدد التغير في طول العينات تحت حمل ضئيل (DIN 51045).
ح₂آمن المفهوم
- يتم تنظيم حجم H2 بدقة عن طريق إدخال الهيدروجين في الجزء العلوي من الفرن وحصره في مساحة محددة فوق غرفة التوازن التي يتم تطهيرها باستمرار.
- يتم قياس تركيزات الغاز من H2 و O2 بشكل مستمر للتعامل الآمن.
- تقوم وحدة الاتصال المركزية، صندوق ح₂آمن، بمعالجة المعلومات الإجمالية والتحكم في تدفقات الغاز على أساس حدود السلامة المحددة مسبقًا.
- يتم تحقيق التشغيل الآمن من الفشل عن طريق فتح الصمامات المغناطيسية في حالة انقطاع التيار الكهربائي، وبالتالي إطلاق غاز خامل يزيل الهيدروجين من النظام.
إعداد نظام ح₂آمن المفهوم
مفهوم سلسلة STA 509
إعداد نظام ح₂آمن المفهوم
مفهوم TMA 512 Hyperion®
المواصفات
| ح₂آمنلـ STA 449/509 | ح₂آمنلـ TMA 512 | |
|---|---|---|
| نوع الفرن الذي يدعم قياسات H₂ | SiC | SiC |
| نطاق درجة الحرارة | من RT إلى 1600 درجة مئوية | RT إلى 1600 درجة مئوية |
| أنواع المستشعرات* |
| |
| أنواع المزدوجات الحرارية* |
|
|
| نوع المستشعر لتجارب الاختزال فقط | W | |
| اختياري 4 أضعاف MFC | إمكانية التبديل بين الهيدروجين و أجواء الهواء في قياس واحد | إمكانية التبديل بين أجواء الهيدروجين و أجواء الهواء في قياس واحد |
| إمداد الهيدروجين | مزود من قبل المشغل، على سبيل المثال، مولد الهيدروجين مولد هيدروجين، أسطوانة هيدروجين | مزود من قبل المشغل، على سبيل المثال، مولد الهيدروجين مولد هيدروجين، اسطوانة H₂ |
| خلية قياس H₂ و O₂ | متضمنة | متضمنة |
| صندوق أمان H₂ H₂ | متضمنة | متضمنة |
| معالجة اختيارية لمخرج الغاز | H₂ تخفيف H₂ | h₂ تخفيف H₂ |
| ترقية الموديلات السابقة | ممكن | عند الطلب |
* إمكانية انخفاض العمر الافتراضي اعتمادًا على المعايير التجريبية.
المنتجات ذات الصلة
الترقية لسلسلة STA 449
يمكن الوصول بسهولة إلى مفهوم ح₂آمن لجميع أجهزة سلسلة STA 449 و509، مما يوفر مرونة في ترقية الأجهزة الحالية. تحتفظ الأدوات التي تمت ترقيتها بوظائفها الكاملة مع تمكين العمليات الآمنة مع الهيدروجين. تشمل الترقية جميع المكونات الأساسية ويمكن إجراؤها بسهولة في الموقع بواسطة فريق الخدمة لدينا.
