Sensor de pressão de hidrogénio H2

A Fuji Electric France produz sensores de pressão altamente precisos para a indústria do hidrogénio, utilizando uma tecnologia única de material de membrana para evitar a permeação de hidrogénio e garantir uma medição precisa e uma vida útil prolongada do sensor de pressão.

Uma tecnologia única para medir a pressão do hidrogénio

tecnologia única para medir a pressão do hidrogénio

Em algumas aplicações, fluidos como o hidrogénio têm átomos que podem difundir-se através da membrana dos sensores de pressão.

A contaminação do óleo associada a esta difusão tem o efeito de degradar a precisão da medição e a vida útil do transmissor de pressão.

Graças à nossa tecnologia única de membrana dupla de ouro e cerâmica, a penetração do hidrogénio é impedida.

Quais são as aplicações dos sensores de pressão de hidrogénio?

quais são as aplicações dos sensores de hidrogénio?

Os sensores de pressão de hidrogénio são utilizados numa série de aplicações diferentes. As utilizações mais comuns incluem células de combustível, monitorização de gás e aplicações automóveis. Os sensores de pressão de hidrogénio são essenciais para estas aplicações porque medem a pressão do gás hidrogénio. É necessária informação fiável do sensor de pressão para garantir que o sistema está a funcionar corretamente e para evitar problemas críticos.

O hidrogénio é utilizado para alimentar os foguetões do vaivém espacial e os veículos movidos a hidrogénio. O hidrogénio pode ser utilizado para produzir eletricidade ou calor utilizando células de combustível de hidrogénio. O hidrogénio também ajuda a reduzir as emissões de dióxido de carbono quando queimado com oxigénio para produzir água. O hidrogénio é regularmente utilizado naindústria química. O hidrogénio pode ser utilizado para produzir amoníaco para fertilizantes e também para produzir metanol para automóveis. O hidrogénio é também utilizado pelaindústria petrolífera para reduzir a viscosidade do petróleo bruto durante o transporte. Na indústria nuclear, o hidrogénio pode acumular-se no reator nuclear em resultado de reacções químicas com o metal e a água.

O hidrogénio é utilizado no fabrico de aço e metal. O hidrogénio gasoso é também utilizado no processamento de níquel metálico para formar hidróxido de Niadro, um catalisador utilizado para produzir o níquel de elevada pureza exigido pelo processo Mond. O hidrogénio é também habitualmente utilizado na hidrogenação, por exemplo, para converter óleos vegetais em margarina e para produzir metanol, hidrocarbonetos e produtos químicos mais complexos.

O controlo e a monitorização destes processos por um sensor de pressão são essenciais para garantir a segurança e o funcionamento ótimo destas instalações, bem como o transporte e o armazenamento de hidrogénio.

Características técnicas e elevado desempenho

especificações técnicas de alto desempenho

O transmissor de pressão Fuji Electric para hidrogénio tem um design robusto e duradouro baseado na mais recente tecnologia.

É resistente a choques e vibrações e oferece excelente precisão e estabilidade.
O sinal de saída do transdutor de pressão é de 4-20 mA. Possui protocolo HART para fácil configuração e funções de auto-diagnóstico.

Quer seja utilizado a baixa ou alta pressão, fornece a solução para os seus projectos de sistemas de medição de pressão de hidrogénio graças à sua vasta gama de pressão de várias centenas de bar.

A qualidade "made in France" do sensor de pressão garante soluções a longo prazo para os seus projectos que envolvam novas tecnologias de hidrogénio.

Revestimento para evitar a difusão de hidrogénio na célula de medição (sulfureto de hidrogénio)

ouro e cerâmica

Ouro e cerâmica

Graças a esta tecnologia, os transmissores de pressão Fuji Electric podem ser utilizados em projectos e instalações de dessulfuração, unidades de produção de hidrogénio, refinarias de petróleo, células de combustível, estações para veículos, mobilidade e transporte e unidades de tratamento de lamas húmidas OVH.

Diagrama do sensor de pressão de membrana para hidrogénio

Como é que o hidrogénio afecta a membrana simples de um sensor de pressão?

diagrama do sensor padrão de ação do hidrogénio

O hidrogénio é o elemento atómico mais pequeno. Por isso, pode penetrar nas finas membranas metálicas dos sensores de pressão.

A água, os ácidos, as bases e muitos compostos orgânicos contêm hidrogénio.

O hidrogénio encontra-se normalmente no seu estado molecular H₂ (também conhecido como diatómico), constituído por dois átomos de hidrogénio.

As moléculas de H₂ são suficientemente grandes para não penetrarem nas membranas dos sensores de pressão.

No entanto, se a molécula de H₂ se dividir em iões de hidrogénio H+, pode penetrar na membrana, uma vez que os iões H+ são mais pequenos do que o espaço entre as moléculas metálicas da membrana.

Exemplos de geração de iões H+ no fluido do processo:
H₂ → H+ + H+
H₂O → H+ + OH-
H₂S → H+ + HS-

Combinação de iões e electrões H+ na membrana:
H+ + e- → H

Combinação de átomos de H no óleo utilizado para encher a célula de medição:
H + H → H₂

Como é que o hidrogénio afecta a membrana específica de um sensor de pressão?

ação hidrogénio capteur hidrogénio esquema

Conceção Hydro Seal :

  • Este é um sensor de pressão de conceção única desenvolvido pela Fuji Electric.
  • Oferece uma excelente proteção contra a permeação de hidrogénio.
  • É recomendado para aplicações em que a permeação de hidrogénio é mais grave.

Uma camada de 3µm de ouro é aplicada ao diafragma de aço inoxidável 316L, e uma segunda camada de cerâmica é aplicada sobre o ouro. A camada de cerâmica proporciona um isolamento elétrico entre o fluido do processo e a membrana de aço inoxidável, impedindo que os iões H+ se combinem com os electrões na membrana. Este isolamento minimiza a difusão de átomos de hidrogénio através da membrana. As figuras seguintes mostram a comparação do desempenho desta conceção com Hastelloy C, aço inoxidável 316L e aço inoxidável 316L banhado a ouro.

Benefícios

  1. Minimiza a geração de iões H+ e de electrões devido à reação galvânica.
  2. Impede que os iões H+ se combinem com os electrões
  3. Minimiza a difusão de átomos de hidrogénio através da membrana do sensor de pressão
  4. Excelente estabilidade, precisão e durabilidade graças à sua excecional qualidade de construção

Qual é a pressão de armazenamento do hidrogénio na forma líquida?

qual a pressão de armazenamento do hidrogénio

A pressão a que o hidrogénio líquido é armazenado é geralmente muito baixa. O hidrogénio líquido deve ser armazenado a temperaturas muito baixas, cerca de -253 graus Celsius (-423 graus Fahrenheit), e a pressão deve permanecer relativamente baixa para manter este estado. Nos tanques de armazenamento criogénico, a pressão é frequentemente mantida um pouco acima da pressão atmosférica, aproximadamente 1 a 5 bar, para evitar a evaporação excessiva e manter a estabilidade do líquido.

O armazenamento de hidrogénio a alta pressão é frequentemente efectuado sob a forma gasosa e não líquida. Neste caso, o hidrogénio gasoso pode ser comprimido a pressões muito mais elevadas, tipicamente entre 350 e 700 bar, para utilização em aplicações como o reabastecimento de veículos com células de combustível.

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