Hoe werkt een waterstofgenerator voor laboratoriumtoepassingen?

Een waterstofgenerator maakt gecontroleerde on-site productie van waterstof mogelijk. Binnen laboratoria wordt een waterstofgenerator vooral ingezet voor GC- en GC/MS-toepassingen. Deze toepassingen vragen om een constante, zuivere en veilige aanvoer van waterstof. Een waterstofgenerator biedt hiervoor een voorspelbare en stabiele gasbron. In deze blog leest u wat een waterstofgenerator is, hoe het systeem werkt en wat een eigen GC- of GC/MS-waterstofgenerator voordelig maakt.  

Wat is een waterstofgenerator? 

Een waterstofgenerator is een compacte installatie die water omzet in waterstof. U kunt het zien als een kleine, toegepaste waterstoffabriek voor professioneel gebruik. De waterstofgenerator levert waterstof in een vaste kwaliteit, met een constante flow en druk. Zo beschikt u over een betrouwbare gasbron zonder afhankelijk te zijn van gasflessen of externe leveringen.  

Hoe werkt een waterstofgenerator? 

Een waterstofgenerator zet gedeioniseerd water om in zuivere waterstof via elektrolyse. Het systeem maakt gebruik van elektrische energie om water te splitsen in waterstof en zuurstof. De meest voorkomende technieken waarmee dit wordt gedaan zijn alkaline, solid oxide, en proton exchange membrane (PEM) electrolyzers. In laboratoriumgeneratoren worden uitsluitend PEM electrolyzers toegepast, omdat deze de hoogste waterstofzuiverheid leveren. Voor deze toepassingen die extra zuiverheid vereisen, kan het resterende vocht worden verwijderd met een palladium purifier of een geïntegreerde droger. 

Daarmee werkt de installatie volledig autonoom. Zodra u het systeem inschakelt, start de productie en bewaakt de generator continu de gaskwaliteit. De output past zich automatisch aan uw verbruik aan en levert waterstof direct aan uw proces. 

Waar traditionele (helium) gasflessen afhankelijk zijn van transport en voorraad, produceert een waterstofgenerator het gas direct op locatie en zonder limiet. Hierdoor vervallen wisselmomenten, logistiek en risico op stilstand.  

De voordelen van een waterstofgenerator ten opzichte van helium 

• Snelheid en efficiëntie: Waterstof heeft een hogere diffusiviteit, waardoor analyses sneller kunnen zijn omdat hogere stromingssnelheden mogelijk zijn zonder verlies van efficiëntie. 

• Kosten: Helium wordt minder goed beschikbaar en duurder, terwijl waterstof direct en continu kan worden geproduceerd. 

• Generator: On-site productie met een waterstofgenerator verlaagt kosten en voorkomt het hanteren van gascilinders, waardoor logistiek en handling vervallen. 

Waterstofgenerator voor GC- en GC/MS-toepassingen 

Binnen GC- en GC/MS-instrumentatie wordt waterstof gebruikt als carrier gas én als fuel gas.  

Carrier gas 

Waterstof wordt in veel laboratoria ingezet als carrier gas vanwege de hoge snelheid, efficiëntie en optimale scheiding in de chromatografiekolom. Een waterstofgenerator levert waterstof met een zeer hoge zuiverheid (tot 99,9999 procent), waardoor de GC-analyse reproduceerbaar blijft en drukschommelingen worden voorkomen. 
Dit is essentieel voor detectoren zoals TCD of gekoppelde GC-MS-systemen. 

Fuel gas 

Voor detectoren zoals FID (Flame Ionization Detector) en FPD (Flame Photometric Detector) fungeert waterstof als brandgas. De kwaliteit van deze vlam is bepalend voor een nauwkeurige respons van de detector. Een waterstofgenerator produceert direct waterstof met de juiste zuiverheid en een stabiele flow, waardoor de prestaties van FID- en FPD-detectoren constant blijven. 

Aanvullende gassen binnen GC-instrumentatie 

Naast waterstof speelt stikstof en Zero Air een belangrijke rol binnen GC-analyses. Avilo ondersteunt deze volledige gasvoorziening: 

• Stikstofgeneratoren (PSA-technologie) produceren stikstof voor GC carrier gas of make-up gas (tot 99,9995 procent). 

• Zero Air generatoren leveren hoogkwalitatieve Zero Air als flame support gas voor FID- en FPD-detectoren. 

Waterstofgeneratoren van Parker Domnick Hunter 

Avilo levert waterstofgeneratoren van Parker Domnick Hunter en Parker Balston. Deze laboratoriumgeneratoren behoren tot de meest betrouwbare systemen binnen de markt en zijn geschikt voor toepassingen waarbij hoge zuiverheid, bedrijfszekerheid en continuïteit vereist zijn. De waterstofgeneratoren die Avilo levert behalen zuiverheden tot 99,99999 procent, wat essentieel is voor analytische processen zoals GC, GC/MS en andere laboratoriuminstrumentatie. Waterstofgeneratoren van Parker Balston en Parker Domnick Hunter bieden waterstof met laboratoriumzuiverheid voor GC Fuel Gas, GC Carrier Gas en TCD-draaggas. 

Waarom is zelf waterstof genereren voordelig? 

Zelf waterstof produceren met een waterstofgenerator biedt duidelijke voordelen voor laboratoria en andere professionele omgevingen. De belangrijkste voordelen zijn: 

• Constante kwaliteit en druk, wat zorgt voor stabiele en reproduceerbare analyses.
• 24/7 beschikbaarheid, volledig afgestemd op uw verbruik. 
• Geen afhankelijkheid van gasflessen, transportplanning of externe leveranciers. 
• Veiliger werken, omdat opslag van hogedrukcilinders vervalt. 
• Lagere kosten door het wegvallen van huur, transport en voorraadbeheer. 
• Minder administratieve en logistieke handelingen, waardoor u tijd bespaart. 
• Schaalbare capaciteit en druk, passend bij de eisen van uw proces. 
• Beperkte onderhoudskosten, wat de totale cost of ownership laag houdt.

Waarom zijn de waterstofgeneratoren van Avilo niet voor thuisgebruik?  

De waterstofgeneratoren van Avilo zijn ontwikkeld voor laboratoria, waar waterstof met een zeer hoge zuiverheid nodig is voor GC- en GC/MS-toepassingen. Voor thuisgebruik of energieopslag is deze zuiverheid niet nodig en zou de productie daarvan onnodig veel energie en kosten vragen. 

Daarnaast leveren laboratoriumgeneratoren relatief kleine hoeveelheden waterstof bij een lage druk. Dit is ideaal voor analytische apparatuur, maar onvoldoende voor toepassingen zoals woningverwarming, energieopslag of mobiliteit, waar een veel grotere capaciteit vereist is. 

Daarom zijn onze waterstofgeneratoren uitsluitend geschikt voor professionele laboratoriumomgevingen en niet voor gebruik in woningen of grootschalige energietoepassingen.