水素ガスへの切り替え

マイク・メイはテキサス在住のフリーライター兼編集者です。

研究室はヘリウムガスの不足と価格高騰に直面し続けており、多くの科学者が代替解決策を模索している。 科学者はサンプル前処理やさまざまな形式のクロマトグラフィーなど、さまざまな方法でガスを使用しているため、研究室では信頼性が高く手頃な価格の供給が必要です。 研究室はヘリウムのタンクを購入する代わりに、水素発生装置に頼ることができます。

科学者がヘリウムから水素ガスに移行できるよう支援するために、スコットランドのピーク・サイエンティフィック社の製品マネージャー、エド・コナー氏は 7 段階の計画をまとめました。 要約すると、切り替え方法は次のとおりです。

1. メソッドで水素を使用できることを確認します。 状況によっては、メソッド変換ソフトウェアを使用して、調整が必要なパラメーターを決定できます。

2. ヘリウムガスに使用されていたチューブを交換して、堆積物から不要なバックグラウンドを除去します。

3. この爆発性ガスの安全上の懸念を満たし、必要に応じて自動停止する漏れ検出器を備えた水素発生器を選択します。

4. 必要なハードウェアを取り付けます。たとえば、ガスクロマトグラフィー (GC) の場合、より効率的な真空ポンプやイオン源用の水素アップグレード キットが含まれる場合があります。

5. 必要に応じて消耗品を交換します。 たとえば、GC の一部のアプリケーションでは、水素に切り替えるためにより小さな口径のカラムが必要になる場合があります。

6. システムをセットアップします。これはプラットフォームとアプリケーションによって異なります。 たとえば GC の場合、メーカーのガイドラインに従ってカラムを GC オーブンで調整し、イオン源をベーキングアウトする必要があります。

7. 性能を確認します。 Connor 氏は、「ヘリウムを使用して実行したサンプルの結果を水素と比較すると、S/N 比がシステムに応じて 2 ～ 5 倍減少することがよくあります。」と述べています。 彼は、「キャリアガスを変更してから数日後には、バックグラウンド信号が一定のレベルまで低下するはずです。」と述べています。

水素ガスに切り替える決定が下されると、研究室は発生器をセットアップしますが、このプロセスはメーカーによって異なります。 テキサス州カレッジステーションにある FuelCellsEtc の主任技術者である James Layton 氏は、一部の水素ガス発生装置は「設計が非常にシンプルです」と述べています。 レイトン氏によれば、「陽子交換膜 (PEM) 水素発生装置を使用すると、脱イオン水または蒸留水を加えて発生装置を壁に差し込むだけです。」 同氏はさらに、「発生装置によっては、アルカリ性のものがあり、最初に水酸化カリウムと水酸化カリウムの混合物を反応体タンクに加え、必要に応じて脱イオン水や蒸留水を補充する必要があります。」と付け加えた。

水素ガス発生器は製造プロセスを監視することもできます。 一例としてレイトン氏は、「水素が大きなタンクに充填されている場合、またはリアルタイムで使用されている場合、装置は動作を続け、圧力が最大に達するか、発電機がオフになるまで最大流量の水素を生成します。」と述べています。

一般に、ヘリウムから水素への切り替えは簡単です。 水素を使用できる方法であれば、水素発生装置への切り替えは非常に簡単です。 多くの場合、水素発生器は「プラグ アンド プレイ」可能です。