Wasserstoff-Drucksensor H2

Fuji Electric Deutschland stellt hochpräzise Drucksensoren für die Wasserstoffindustrie her, die eine einzigartige Membranmaterialtechnologie verwenden, um die Permeation von Wasserstoff zu verhindern und eine genaue Messung sowie eine lange Lebensdauer des Drucksensors zu gewährleisten.

Einzigartige Technologie im Dienste der Druckmessung für Wasserstoff

eine einzigartige Technologie zur Messung von Wasserstoffdruck

In einigen Anwendungen haben Flüssigkeiten wie Wasserstoff Atome, die durch die Membran von Drucksensoren diffundieren können.

Die mit dieser Diffusion verbundene Ölverschmutzung führt zu einer Verschlechterung der Messgenauigkeit und der Lebensdauer des Drucktransmitters.

Dank unserer einzigartigen Membrantechnologie mit doppelter Gold- und Keramikbeschichtung wird das Eindringen von Wasserstoff gestoppt.

Welche Anwendungen gibt es für Drucksensoren unter Wasserstoff?

welche Anwendungen es für Sensoren unter Wasserstoff gibt

Wasserstoffdrucksensoren werden in einer Reihe von verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Zu den gängigen Anwendungen gehören Brennstoffzellen, die Gasüberwachung und die Automobilindustrie. Wasserstoffdrucksensoren sind für diese Anwendungen unerlässlich, da sie den Druck des Wasserstoffgases messen. Die zuverlässige Information des Drucksensors ist notwendig, um sicherzustellen, dass das System ordnungsgemäß funktioniert, und um kritische Probleme zu verhindern.

Wasserstoff wird sowohl als Treibstoff für die Space-Shuttle-Raketen als auch in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen verwendet. Wasserstoff kann zur Erzeugung von Strom oder Wärme mithilfe von Wasserstoff-Brennstoffzellen verwendet werden. Wasserstoff trägt auch zur Verringerung der Kohlendioxidemissionen bei, wenn er mit Sauerstoff zur Herstellung von Wasser verbrannt wird. Wasserstoff wird regelmäßig in derchemischen Industrie verwendet. Wasserstoff kann zur Herstellung von Ammoniak für Düngemittel und auch zur Herstellung von Methanol für Autos verwendet werden. Wasserstoff wird auch in derÖlindustrie verwendet, um die Viskosität von Rohöl während des Transports zu verringern. In der Atomindustrie kann sich Wasserstoff aufgrund chemischer Reaktionen mit Metall und Wasser im Kernreaktor ansammeln.

Wasserstoff wird bei der Herstellung von Stahl und Metall verwendet. Ein Wasserstoffgas wird auch bei der Verarbeitung von metallischem Nickel verwendet, um Niadrohydroxid zu bilden, einen Katalysator, der zur Herstellung des für das Mond-Verfahren erforderlichen hochreinen Nickels verwendet wird. Wasserstoff wird auch häufig bei der Hydrierung verwendet, z. B. um Pflanzenöle in Margarine umzuwandeln und um Methanol, Kohlenwasserstoffe und komplexere Chemikalien herzustellen.

Die Steuerung und Überwachung dieser Prozesse durch einen Drucksensor ist entscheidend für die Sicherheit und den optimalen Betrieb dieser Anlagen sowie für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff.

Technische Eigenschaften und hohe Leistung

technische Merkmale Hochleistung

Der Fuji Electric Drucktransmitter für Wasserstoff hat ein robustes und langlebiges Design und wurde nach den neuesten Technologien entwickelt.

Er ist stoß- und vibrationsfest und bietet eine ausgezeichnete Genauigkeit und Stabilität.
Das Ausgangssignal des Drucksensors ist 4-20 mA. Er verfügt über das HART-Protokoll für eine einfache Konfiguration und Selbstdiagnosefunktionen.

Unabhängig davon, ob er bei niedrigem oder hohem Druck eingesetzt wird, bietet er dank seines großen Druckbereichs von mehreren hundert Bar die Lösung für Ihre Systemprojekte mit Druckmessungen mit Wasserstoff.

Die Fertigungsqualität "made in France" des Drucksensors gewährleistet dauerhafte Lösungen für Ihre Projekte, die neue Technologien mit Wasserstoff integrieren.

Beschichtung gegen die Diffusion von Wasserstoff in die Messzelle (Schwefelwasserstoff)

gold und keramik

Gold und Keramik

Die Druckmessumformer von Fuji Electric können dank dieser Technologie in Entschwefelungsprojekten und -anlagen, Wasserstoffproduktionsanlagen, Ölraffinerien, Brennstoffzellen, Stationen für Fahrzeuge, Mobilität und Transport sowie in den Nassschlammbehandlungsanlagen von OVH eingesetzt werden.

membran drucksensor für wasserstoff schema

Wie wirkt Wasserstoff auf die einfache Membran eines Drucksensors?

Wasserstoffaktion Standardkollektor Schema

Wasserstoff ist das kleinste atomare Element. Daher kann er die dünnen Metallmembranen von Drucksensoren durchdringen.

Wasser, Säuren, Basen und viele organische Verbindungen enthalten Wasserstoff.

Wasserstoff befindet sich normalerweise in seinem molekularen Zustand H₂ (auch zweiatomig genannt), der aus zwei Wasserstoffatomen besteht.

Die H₂-Moleküle sind groß genug, um nicht in die Membranen von Drucksensoren einzudringen.

Wenn sich das H₂-Molekül jedoch in Wasserstoffionen H+ aufspaltet, kann es in die Membran eindringen, da die H+-Ionen kleiner sind als der Raum zwischen den Metallmolekülen der Membran.

Beispiele für die Erzeugung von H+-Ionen in der Prozessflüssigkeit:
H₂ → H+ + H+
H₂O → H+ + OH-
H₂S → H+ + HS-

Kombination von Ionen und H+-Elektronen in der Membran:
H+ + e- → H

Kombination von H-Atomen im Füllöl der Messzelle:
H + H → H₂

Wie wirkt Wasserstoff auf die spezifische Membran eines Drucksensors?

hydrogen action sensor hydrogen schema

Hydro Seal Design :

  • Es handelt sich dabei um ein einzigartiges Design eines Drucksensors, das von Fuji Electric entwickelt wurde.
  • Es bietet einen hervorragenden Schutz vor Wasserstoffpermeation.
  • Es wird für Anwendungen empfohlen, bei denen die Wasserstoffpermeation am schwerwiegendsten ist.

Auf die Membran aus rostfreiem Stahl 316L wird eine 3 µm dicke Goldschicht und auf das Gold eine zweite Keramikschicht aufgebracht. Die Keramikschicht sorgt für eine elektrische Isolierung zwischen der Prozessflüssigkeit und der Edelstahlmembran, wodurch verhindert wird, dass sich H+-Ionen mit den Elektronen der Membran verbinden. Diese Isolierung minimiert die Diffusion von Wasserstoffatomen durch die Membran. Die folgenden Abbildungen zeigen den Leistungsvergleich dieses Designs mit Hastelloy C, einem 316L-Edelstahl und einem goldbeschichteten 316L-Edelstahl.

Vorteile

  1. Minimiert die Erzeugung von H+-Ionen und Elektronen aufgrund der galvanischen Reaktion.
  2. Verhindert, dass sich H+-Ionen mit Elektronen verbinden
  3. Minimiert die Diffusion von Wasserstoffatomen durch die Membran des Drucksensors
  4. Hervorragende Stabilität, Genauigkeit und Haltbarkeit dank außergewöhnlicher Fertigungsqualität

Wie hoch ist der Druck, unter dem Wasserstoff in flüssiger Form gespeichert werden kann?

welcher Speicherdruck für Wasserstoff

Der Druck bei der Lagerung von Wasserstoff in flüssiger Form ist in der Regel sehr niedrig. Flüssiger Wasserstoff muss bei sehr niedrigen Temperaturen gelagert werden, etwa bei -253 Grad Celsius (-423 Grad Fahrenheit), und der Druck muss relativ niedrig bleiben, um diesen Zustand aufrechtzuerhalten. In kryogenen Lagertanks wird der Druck oft knapp über dem Atmosphärendruck gehalten, etwa 1 bis 5 bar, um eine übermäßige Verdampfung zu verhindern und die Flüssigkeit stabil zu halten.

Die Speicherung von Wasserstoff unter hohem Druck erfolgt häufig nicht in flüssiger, sondern in gasförmiger Form. In diesem Fall kann der gasförmige Wasserstoff auf wesentlich höhere Drücke, typischerweise zwischen 350 und 700 bar, komprimiert werden, um ihn für Anwendungen wie das Betanken von Brennstoffzellenfahrzeugen zu verwenden.

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Durchlässigkeit für Wasserstoff

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