Elettrolisi: come controllare la qualità dell’idrogeno

L’idrogeno verde prodotto da elettrolisi richiede un controllo per verificare non ci sia la presenza di un inquinante nella linea di produzione, e non solo. Precision Fluid Controls ci illustra come un analizzatore sia la risposta adatta, e le sue soluzioni.

La produzione e l’utilizzo dell’idrogeno è un tema sempre più caldo nel mondo industriale, e forse lo diventerà presto anche nella vita di tutti i giorni. La produzione 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, di idrogeno.  Una delle tematiche più dibattute, è la capacità di misurare e controllare la qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi. Non esiste una risposta univoca, e tutto il processo di analisi dipende dal grado di purezza richiesto dall’utilizzatore finale. Ma la domanda basilare è: cos’è l’idrogeno verde e qual è la sua qualità? Prodotto da fonti rinnovabili per elettrolisi, l’idrogeno verde 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 (idrogeno) e O2 (ossigeno). 

Oxytrans II è un analizzatore di ossigeno semplice e accurato.
Oxytrans II è un analizzatore di ossigeno semplice e accurato.

Installare un analizzatore 

Passiamo ora al controllo della qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi in un elettrolizzatore PEM. Essendo l’acqua l’unica fonte di alimentazione insieme all’energia elettrica necessaria a produrre una reazione di separazione, gli inquinanti che potremo trovare all’interno delle linee di produzione sono O2 nella linea di H2, e H2 nella linea di O2. Come si può verificare non sia presente un inquinante nella linea sbagliata, e non ci sia un cross leak nelle membrane di separazione? Bisogna installare un analizzatore che verifichi la presenza di ossigeno nella linea di idrogeno, e di idrogeno nella linea di ossigeno. Normalmente ci sono due necessità da considerare 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 chiedono a Precision Fluid Controls di installare due analizzatori: uno per identificare la presenza di ppm di O2 (normalmente nell’ordine di 0–10 o 0–100 ppm), e uno che si accerti che la percentuale di O2 sia al di sotto del livello di sicurezza (normalmente 0–2,5%). Come ulteriore check del funzionamento dell’impianto, spesso è richiesto di installare nella linea di idrogeno un trasmettitore di dew point. Sulla linea di O2, invece, essendo il gas prodotto ventato in atmosfera, la soluzione più diffusa è fare un check solo dal punto di vista della sicurezza. Di norma si prevede l’installazione di un analizzatore di H2 con una concentrazione compresa tra 0-5% o 0-10%.

Le soluzioni disponibili

Presentiamo brevemente quali sono le soluzioni di Precision Fluid Controls per controllare la qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi: analizzatore di O2 con cella elettrochimica con range in ppm (da 0–10 a 0–1.000 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 disponibile anche una versione con cella elettrochimica e range in ppm, in caso si volesse verificare anche la qualità dell’ossigeno prodotto); trasmettitore di Dew Point con range in ppm v o temperatura.