Come controllare la qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi?

La produzione e l’utilizzo dell’idrogeno rappresenta un tema sempre più diffuso e interessante nella nostra industria e forse lo diventerà presto anche nella vita di tutti i giorni.

La produzione dell’idrogeno in sé è un processo abbastanza semplice che partendo dall’acqua e utilizzando degli stack e dei serbatoi di separazione porta alla produzione di Ossigeno e appunto Idrogeno.

Uno dei temi più dibattuti e che diventa sempre più importante laddove si vada a utilizzare questo idrogeno prodotto in processi industriali, commerciali e presto anche quotidiani è la capacità di misurare e controllare la qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi

Fig. 1 esempio di pannello di analisi qualità H2 e O2.

Per questa domanda non esiste una risposta univoca e certamente tutto il processo di analisi dipende, come detto, dal grado di purezza richiesto dall’utilizzatore finale; è evidente però che questo sia un tema cruciale e che necessita di un importante approfondimento.

Cos’è l’idrogeno verde e qual è la sua qualità:

L’idrogeno verde, prodotto da fonti rinnovabili per elettrolisi prevede l’utilizzo di acqua (con diversi livelli di purezza in funzione della tipologia di elettrolizzatori) che una volta entrata all’interno dell’elettrolizzatore viene separata generando molecole di H2 e O2.

Come controllare la qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi in un elettrolizzatore PEM:

Essendo l’acqua la nostra unica fonte di alimentazione assieme all’energia elettrica necessaria a produrre una reazione di separazione gli unici inquinanti che potremo andare a trovare all’interno delle nostre linee di produzione sono:

O2 nella linea di H2
H2 nella linea di O2

Conoscendo questo come verifichiamo che non vi sia questa presenza di un inquinante nella linea sbagliata e non vi sia un cross leak nelle membrane di separazione?

La risposta è molto semplice andando a installare un analizzatore che verifica la presenza di ossigeno nella linea di idrogeno e di idrogeno nella linea di ossigeno.

Normalmente vi sono due necessità nella linea di idrogeno: valutare la qualità e garantire la sicurezza dell’impianto mantenendo la quantità di O2 sotto il limite di esplosività. A tal proposito molti clienti ci chiedono di installare due analizzatori: uno che vada a identificare la presenza di ppm di O2 (normalmente nell’ordine di 0-10 ppm o 0 -100 ppm) e uno che vada invece ad accertare che la percentuale di O2 sia al di sotto del livello di sicurezza (normalmente 0 – 2,5%). Spesso nella linea di idrogeno ci viene richiesto di installare un trasmettitore di dew point come ulteriore check del funzionamento dell’impianto.

Sulla linea di O2, invece, essendo il gas prodotto normalmente ventato in atmosfera la soluzione più diffusa è quella di fare un check solamente dal punto di vista della sicurezza. Normalmente si prevede l’installazione di un analizzatore di H2 con una concentrazione compresa tra 0-5% o 0-10%.

Qual è la soluzione Precision per controllare la qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi?

Analizzatore di O2 con cella elettrochimica con range in ppm (da 0 -10 a 0 -1000 ppm) o in percentuale (da 0 – 2,5 a 0 -100%).

Analizzatore di H2 a conducibilità termica con range in % da 0 – 5% a 0 -100%. È anche disponibile una versione con cella elettrochimica e range in ppm in caso si volesse verificare anche la qualità dell’ossigeno prodotto.