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L'HYDROGÈNE ET LES GÉNÉRATEURS DE GAZ SUR SITE

Nécessaire à la vie sur terre, l'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'univers. Il représente 75 % de la matière de l'univers par fraction de masse, et notamment 70 % des gaz de Jupiter. Il est, par ailleurs, le principal combustible de fusion nucléaire qui permet au Soleil de générer une quantité d'énergie considérable. L'hydrogène est le troisième élément le plus abondant de l'atmosphère. Allié à l'oxygène, il permet de créer l'eau (ou H2O) nécessaire à la présence de la vie sur terre. Mélangé au carbone, il génère une grande variété de composés organiques utilisés pour la production de nombreux produits modernes essentiels, des combustibles au plastique, en passant par le caoutchouc, etc.

Officiellement découvert en 1766 par Henry Cavendish, l'hydrogène a été créé par de nombreux scientifiques de manière involontaire presque un siècle plus tôt, puis employé dans de nombreuses applications depuis. L'hydrogène est utilisé sous forme de pile à combustible dans la fabrication et la transformation industrielles pour les voitures, le traitement des combustibles fossiles et la production d'ammoniac. Il est également employé comme gaz de protection pour le soudage à l'arc, comme réfrigérant pour les rotors des générateurs électriques, voire comme combustible pour les fusées.

Analyses de laboratoire et recherche

Ce que l'on sait moins, c'est que l'hydrogène est utilisé en tant que gaz vecteur pour la chromatographie en phase gazeuse (GC), une technique qui a récemment connu un regain de popularité. En outre, l'hydrogène peut remplacer l'hélium qui a très longtemps été le gaz vecteur de référence des applications GC. La technologie des générateurs d'hydrogèneest désormais plus facilement accessible. La raréfaction croissante de l'hélium a entraîné une augmentation des prix, faisant de la génération d'hydrogène une solution bien plus adaptée. En outre, les générateurs sont en mesure de fournir aux instruments GC des quantités constantes de gaz N2 en toute sécurité. L'hydrogène présente, par ailleurs, une vitesse optimale supérieure à celle de l'hélium et permet de réduire les temps d'analyse de nombreuses méthodes. Contrairement à l'hydrogène, l'hélium est une ressource limitée, qui doit être extraite. Par conséquent, ce sont l'offre et la demande qui en déterminent le prix, ce qui suscite une vague d'incertitude, notamment quant à sa disponibilité.

Technologie et la Justification

La technologie des générateurs d'hydrogène a progressé. Les premiers modèles n'étaient pas particulièrement sophistiqués. Les utilisateurs devaient ajouter des solutions caustiques pour générer de l'hydrogène et cette méthode n'était ni sûre ni pratique. Au terme de plusieurs décennies de développement, cette technologie a changé considérablement. Aujourd'hui, l'hydrogène de laboratoire est généralement produit en effectuant l'électrolyse d'eau déminéralisée à l'aide d'une pile à membrane d'échange de protons. Il est de moins en moins nécessaire de manipuler des substances dangereuses pour faire fonctionner les générateurs.

La principale préoccupation des laboratoires concerne la validation de méthodes d'analyse actuelles pour l'hydrogène. Beaucoup ont été élaborées en utilisant l'hélium en tant que gaz vecteur tandis que certaines font partie de normes imposées par le gouvernement pour satisfaire les procédures de fonctionnement standard. Ainsi, tout changement de gaz vecteur doit être approuvé à travers un processus potentiellement long et coûteux. Mais les choses sont en train de changer. De plus en plus de méthodes sont modifiées pour offrir la possibilité d'utiliser l'hydrogène en tant que gaz vecteur. En outre, les laboratoires disposent désormais de plus d'informations sur la conversion des méthodes.

Mais alors que les délais d'approbation des méthodes dissuadent les laboratoires de remplacer l'hélium par un autre gaz vecteur, la courbe de Van Deemter (Figure 1) montre clairement que l'hydrogène permet de réduire les temps d'analyse. L'utilisation de l'hydrogène est susceptible d'augmenter considérablement l'efficacité du flux de travail à long terme. Le processus d'approbation vaut donc la peine d'être tenté.

Pour en savoir plus sur le changement de gaz vecteur    

GC Image DecaneVan Deemter Curve

Les laboratoires émettent souvent des réserves autour de la sécurité de la production d'hydrogène sur site en raison de son explosivité. Les générateurs d'hydrogène de laboratoire produisent une quantité de gaz si infime qu'il faudrait des semaines pour que la proportion d'hydrogène dans l'air n'atteigne le niveau nécessaire à une explosion en cas de fuite, même en l'absence de toute ventilation. En outre, les générateurs d'hydrogène Peak disposent de dispositifs de sécurité améliorés, notamment des systèmes d'alarme et d'auto-diagnostic intégrés avancés. Ainsi, le générateur arrête la production et signale le problème à l'utilisateur en cas de fuite.

De plus en plus de laboratoires utilisent l'hydrogène afin d'éviter toute incertitude associée à l'hélium et de profiter des générateurs d'hydrogène sur site, qui constituent une solution pratique et prévisible.

Pour en savoir plus sur les générateurs d'hydrogène Peak pour les applications    
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