Termisk analys under vätgas
Nyckeln till en bättre förståelse av materialinteraktioner
Vätgas (H2) uppmärksammas alltmer för sin potentiella roll inom hållbara metoder och grön teknik. Forskning om hur material interagerar med vätgas är avgörande för att utveckla miljövänliga lösningar som kan minska miljöpåverkan avsevärt.
En anmärkningsvärd tillämpning är användningen av vätgas för att minska de högaCO2-utsläppen från metallurgiska processer genom direkt reduktion, t.ex. vid järnmalmsreduktion. Kemisk lagring av vätgas, särskilt genom användning av metallhydrider, är en annan viktig forskningsinriktning. Forskarna arbetar med att förbättra volymetriska och gravimetriska kapaciteter, liksom adsorption/desorptionskinetiken för vätgas och livscykeln för potentiella materialkandidater. Att förbättra dessa aspekter av materialen kan leda till effektivare och mer praktiska lösningar för vätgaslagring, vilket är avgörande för olika tillämpningar, bland annat transport, energilagring och system för förnybar energi.
Säkra mätningar i reducerande eller oxiderande atmosfärer
H2Secure-konceptet, som utvecklats av NETZSCH, är en komplett lösning för att genomföra tester i miljöer med varierande koncentrationer av vätgas med högsta möjliga säkerhet. Konceptet möjliggör säkra experiment i en miljö med 100%H2 eller med lägre koncentrationer avH2 blandat med icke brandfarliga gaser som kväve (N2) eller argon (Ar). Denna flexibilitet uppnås genom ett omfattande säkerhetsprotokoll som är inbäddat i systemet.
En av de viktigaste egenskaperna hos H2Secure-konceptetär dess förmåga att sömlöst utföra komplexa oxidations-reduktionscykler. Detta innebär att man växlar mellan väte- och syrehaltiga atmosfärer inom en enda mätning, vilket möjliggör exakt analys av reaktionskinetik och materialbeteende under olika förhållanden. Under dessa tester är det viktigt att säkerheten alltid upprätthålls. I ett mellanläge spolas därför provet och testapparaten med inert gas. Denna reningsprocess fortsätter tills säkra förhållanden har uppnåtts för ett gasbyte, vilket minimerar alla potentiella risker i samband med hantering av väte eller syre.
Konceptet NETZSCH H2Secure är TÜV-certifierat.
Metod
Simultan termisk analys
Simultan termogravimetri - Differentiell skanningskalorimetri
Simultan termisk analys (STA) är en metod som används för att analysera den termiska stabiliteten och sammansättningen hos material. Den kombinerar två tekniker: Termogravimetrisk analys (TGA) och differentiell skanningskalorimetri (DSC).
TGA mäter viktförändringen hos ett material när det värms upp eller kyls ned, vilket ger information om nedbrytningstemperaturer, fuktinnehåll och Termisk stabilitetEtt material är termiskt stabilt om det inte sönderdelas under påverkan av temperatur. Ett sätt att bestämma den termiska stabiliteten hos ett ämne är att använda en TGA (termogravimetrisk analysator). termisk stabilitet. DSC mäter den värmemängd som krävs för att öka temperaturen i ett prov, vilket ger insikter om FasövergångarBegreppet fasövergång (eller fasförändring) används oftast för att beskriva övergångar mellan fast, flytande och gasformigt tillstånd.fasövergångar, värmekapacitet och reaktionsentalpier.
Termomekanisk analys
Termomekanisk analys (TMA) är en teknik för att bestämma dimensionsförändringar i fasta, flytande eller pastösa material som en funktion av temperatur och/eller tid under en definierad mekanisk kraft (DIN 51005, ASTM E 831, ASTM D696, ASTM D3386, ISO 11359 - Del 1 till 3). Det är nära besläktat med dilatometri, som bestämmer längdförändringen hos provkroppar under försumbar belastning (DIN 51045).
H2Secure Koncept
- H2-volymen regleras exakt genom att vätgas tillförs i toppen av ugnen och begränsas till ett definierat utrymme ovanför den kontinuerligt rensade balanskammaren.
- Gaskoncentrationerna avH2 ochO2 mäts kontinuerligt för säker hantering.
- Den centrala kommunikationsenheten, H2Secure-boxen, bearbetar den övergripande informationen och styr gasflödena utifrån fördefinierade säkerhetsgränser.
- Felsäker drift uppnås genom att magnetventilerna öppnas i händelse av strömavbrott, varvid en inert gas frigörs som avlägsnar vätgasen från systemet.
uppsättning av H2Secure Koncept
Koncept för STA 509-serien
uppsättning av H2Secure Koncept
Koncept för TMA 512 Hyperion®
Specifikationer
| H2Secureför STA 449/509 | H2Secureför TMA 512 | |
|---|---|---|
| Ugnstyp som stöder H₂-mätningar | SiC | SiC |
| Temperaturområde | RT till 1600°C | RT till 1600°C |
| Sensortyper* |
| |
| Typ av termoelement* |
|
|
| Sensortyp endast för reduktionsförsök | W | |
| Valfri 4-faldig MFC | Möjlighet att växla mellan vätgas- och luftatmosfärer i en mätning | Möjligt att växla mellan vätgas- och luftatmosfärer i en och samma mätning |
| Vätgasförsörjning | Tillhandahålls av operatören, t.ex. vätgas generator, H₂-cylinder | levereras av operatören, t.ex. vätgas generator, H₂-cylinder |
| Mätcell för H₂ och O₂ | Ingår | ingår |
| H₂Säkerhetsbox | Ingår | inkluderad |
| Valfri behandling av gasutlopp | H₂-utspädning | h₂-utspädning |
| Uppgradering av tidigare modeller | Möjligt | På begäran |
* Möjlighet till förkortad livslängd beroende på experimentella parametrar.
Relaterade produkter
Uppgradering för STA 449-serien
H2Secure-konceptet är lättillgängligt för alla instrument i STA 449- och 509-serierna, vilket ger flexibilitet att uppgradera befintliga instrument. Uppgraderade instrument behåller sin fullständiga funktionalitet samtidigt som de möjliggör säker drift med vätgas. Uppgraderingen omfattar alla viktiga komponenter och kan enkelt utföras på plats av vårt serviceteam.
