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 procédés métallurgiques par réduction directe, comme dans le cas de 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
Analyse thermique simultanée
Thermogravimétrie simultanée - Calorimétrie différentielle à balayage
L'analyse thermique simultanée (STA) est une méthode utilisée pour analyser la Stabilité thermiqueUn matériau est thermiquement stable s'il ne se décompose pas sous l'influence de la température. Une façon de déterminer la stabilité thermique d'une substance est d'utiliser un ATG (analyseur thermogravimétrique). stabilité thermique et la composition des matériaux. Elle combine deux techniques : L'analyse thermogravimétrique (ATG) et la calorimétrie différentielle à balayage (DSC).
L'ATG mesure la variation de poids d'un matériau lorsqu'il est chauffé ou refroidi, ce qui fournit des informations sur les températures de Réaction de décompositionUne réaction de décomposition est une réaction thermiquement induite d'un composé chimique formant des produits solides et/ou gazeux. décomposition, la teneur en humidité et la Stabilité thermiqueUn matériau est thermiquement stable s'il ne se décompose pas sous l'influence de la température. Une façon de déterminer la stabilité thermique d'une substance est d'utiliser un ATG (analyseur thermogravimétrique). stabilité thermique. La DSC mesure la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d'un échantillon, ce qui permet d'obtenir des informations sur les Transitions de phaseLe terme de transition de phase (ou changement de phase) est le plus souvent utilisé pour décrire les transitions entre les états solide, liquide et gazeux.transitions de phase, la capacité thermique et les enthalpies de réaction.
Analyse thermomécanique
L'analyse thermomécanique (TMA) est une technique permettant de déterminer les changements dimensionnels des solides, des liquides ou des matériaux pâteux en fonction de la température et/ou du temps sous l'effet d'une force mécanique définie (DIN 51005, ASTM E 831, ASTM D696, ASTM D3386, ISO 11359 - Parties 1 à 3). Elle est étroitement liée à la dilatométrie, qui détermine le changement de longueur des échantillons sous une charge négligeable (DIN 51045).
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, ce qui libère un gaz inerte qui élimine l'hydrogène du système.
mise en place du système H₂Secure Concept
Concept pour la série STA 509
mise en place du système H₂Secure Concept
Concept pour la TMA 512 Hyperion®
Spécifications
| H₂Securepour STA 449/509 | H₂Securepour TMA 512 | |
|---|---|---|
| Type de four permettant les mesures de H₂ | SiC | SiC |
| Plage de température | RT à 1600°C | RT à 1600°C |
| Types de capteurs* |
| |
| Types de thermocouples* |
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| Type de capteur pour les expériences de réduction uniquement | W | |
| MFC quadruple en option | Possibilité de passer de l'hydrogène à l'air en une seule mesure l'air en une seule mesure | Possibilité de passer de l'atmosphère hydrogène à l'atmosphère air en une seule mesure d'hydrogène et d'air en une seule mesure |
| Alimentation en hydrogène | Fourni par l'opérateur, par exemple, générateur d'hydrogène, bouteille de H₂. générateur d'hydrogène, bouteille de H₂ | fourni par l'opérateur, par exemple, générateur d'hydrogène, bouteille de H₂. générateur d'hydrogène, bouteille de H₂ |
| Cellule de mesure H₂ et O₂ | Inclus | inclus |
| H₂Boîte de sécurité | Inclus | inclus |
| Traitement optionnel de la sortie de gaz | Dilution H₂ | dilution H₂ |
| Mise à niveau des modèles précédents | Possible | Sur demande |
* 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.
