H2Secure Concept
Examen en toute sécurité des matériaux soumis à l'hydrogène
Analyse thermique sous hydrogène
La clé d'une meilleure compréhension des interactions entre les matériaux
L'hydrogène (H2) retient l'attention en raison de son rôle potentiel dans les pratiques durables et les technologies vertes. La recherche sur l'interaction des matériaux avec l'hydrogène est essentielle pour développer des solutions écologiques qui peuvent réduire de manière significative l'impact sur l'environnement.
Une application notable est l'utilisation de l'hydrogène pour atténuer les fortes émissions deCO2 des processus métallurgiques par réduction directe, comme dans la réduction du minerai de fer. Le stockage chimique de l'hydrogène, en particulier par l'utilisation d'hydrures métalliques, est une autre voie de recherche importante. Les scientifiques s'efforcent d'améliorer les capacités volumétriques et gravimétriques, ainsi que la cinétique d'adsorption/déProcessus de sorptionLa sorption est un processus physique et chimique par lequel une substance (généralement un gaz ou un liquide) s'accumule dans une autre phase ou à la limite de deux phases. En fonction du lieu d'accumulation, on distingue l'absorption (accumulation dans une phase) et l'adsorption (accumulation à la limite des phases).sorption de l'hydrogène et le cycle de vie des matériaux candidats potentiels. L'amélioration de ces aspects des matériaux peut conduire à des solutions de stockage de l'hydrogène plus efficaces et plus pratiques, qui sont vitales pour diverses applications, notamment les transports, le stockage de l'énergie et les systèmes d'énergie renouvelable.
Mesures sûres dans les atmosphères réductrices ou oxydantes
Le concept H₂Secure développé par NETZSCH propose une solution complète pour réaliser des tests dans des environnements avec des concentrations variables d'hydrogène tout en assurant une sécurité maximale. Ce concept permet d'expérimenter en toute sécurité dans un environnement 100 %H2 ou avec des concentrations plus faibles d'H2 mélangées à des gaz ininflammables tels que l'azote (N2) ou l'argon (Ar). Cette flexibilité est obtenue grâce à un protocole de sécurité complet intégré au système.
L'une des principales caractéristiques du concept H₂Secureest sa capacité à réaliser de manière transparente des cycles complexes d'oxydo-réduction. Il s'agit de passer d'une atmosphère contenant de l'hydrogène à une atmosphère contenant de l'oxygène au cours d'une seule mesure, ce qui permet une analyse précise de la cinétique de la réaction et du comportement du matériau dans différentes conditions. Au cours de ces tests, il est crucial de maintenir la sécurité à tout moment. C'est pourquoi, dans un état intermédiaire, l'échantillon et l'appareil d'essai sont purgés avec un gaz inerte. Ce processus de purge se poursuit jusqu'à ce que les conditions de sécurité soient atteintes pour un changement de gaz, minimisant ainsi tout risque potentiel associé à la ManipulationL'adhésivité décrit l'interaction entre deux couches de matériaux identiques (auto-adhésion) ou différents (cohésion) en termes d'adhérence de surface.manipulation de l'hydrogène ou de l'oxygène.
Le concept H₂Secure de NETZSCH est certifié par le TÜV.
Méthode
Thermogravimétrie simultanée - Calorimétrie différentielle à balayage
L'application simultanée de la thermogravimétrie (TGA) et de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) à un seul échantillon dans un instrument STA fournit plus d'informations que l'application séparée dans deux instruments différents :
- Les conditions d'essai sont parfaitement identiques pour les signaux TGA et DSC (même atmosphère, même débit, même pression de vapeur sur l'échantillon, même vitesse de chauffage, même contact thermique avec le creuset de l'échantillon et le capteur, même effet de rayonnement, etc.)
- L'analyse des signaux est améliorée, puisque deux ou plusieurs ensembles d'informations concernant le comportement de l'échantillon sont toujours disponibles simultanément (différenciation entre la transformation de phase et la décomposition, entre les réactions d'addition et de condensation, reconnaissance des réactions de PyrolyseLa pyrolyse est la décomposition thermique de composés organiques dans une atmosphère inerte.pyrolyse, d'OxydationL'oxydation peut décrire différents processus dans le contexte de l'analyse thermique.oxydation et de combustion, etc.)
- La méthode d'analyse thermique simultanée (STA) est exceptionnellement polyvalente, capable de s'adapter à des expériences complexes impliquant des conditions atmosphériques particulières telles que la vapeur d'eau, les gaz corrosifs et, désormais, les atmosphères d'hydrogène.
L'analyse thermique simultanée (STA) est basée sur des normes telles que ISO 11358, ASTM E793, DIN 51004, DIN 51006, DIN 51007. Elle se réfère généralement à l'application simultanée de la thermogravimétrie (TGA) et de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) à un seul et même échantillon dans un seul instrument.
H₂Secure Concept
- Le volume deH2 est régulé avec précision en introduisant de l'hydrogène au sommet du four et en le confinant dans un espace défini au-dessus de la chambre d'équilibre purgée en continu.
- Les concentrations de gazH2 et O2 sont mesurées en continu pour une ManipulationL'adhésivité décrit l'interaction entre deux couches de matériaux identiques (auto-adhésion) ou différents (cohésion) en termes d'adhérence de surface.manipulation sûre.
- L'unité centrale de communication, le boîtier H₂Secure, traite l'ensemble des informations et contrôle les flux de gaz sur la base de limites de sécurité prédéfinies.
- Le fonctionnement à sécurité intégrée est assuré par l'ouverture des vannes magnétiques en cas de panne de courant, libérant ainsi un gaz inerte qui élimine l'hydrogène du système.
mise en place du système H₂Secure Concept
Concept pour la série STA 509
Spécifications
| H₂Secure pour STA 449/509 | |
|---|---|
| Type de four permettant les mesures de H₂ | SiC |
| Plage de température | RT à 1600°C |
| Types de capteurs* |
|
| Types de thermocouples* |
|
| Type de capteur pour les expériences de réduction uniquement | W |
| MFC quadruple en option | Possibilité de passer de l'atmosphère hydrogène à l'atmosphère air en une seule mesure |
| Alimentation en hydrogène | Fourni par l'opérateur, par exemple, générateur d'hydrogène, bouteille de H₂ |
| Cellule de mesure H₂ et O₂ | Inclus |
| H₂Boîte de sécurité | Inclus |
| Traitement optionnel des sorties de gaz | Dilution H₂ |
| Mise à niveau du STA 449 existant | Possibilité de |
* Possibilité de réduction de la durée de vie en fonction des paramètres expérimentaux
Produits apparentés
Mise à niveau pour la série STA 449
Le concept H₂Secure est facilement accessible pour tous les instruments des séries STA 449 et 509, ce qui permet de mettre à niveau les instruments existants. Les instruments mis à niveau conservent toutes leurs fonctionnalités tout en permettant des opérations sûres avec l'hydrogène. La mise à niveau comprend tous les composants essentiels et peut être effectuée sur place par notre équipe de service.
