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 Mittels thermischer Analyse 

Messungen unter Wasserstoffatmosphäre 

In einer Welt, die sich immer mehr auf Nachhaltigkeit und grüne Technologien konzentriert, spielt Wasserstoff (H2) eine Schlüsselrolle. Er steht im Rampenlicht als Hoffnungsträger für umweltfreundliche Lösungen, die von der Energieerzeugung bis hin zur Mobilität reichen. 

 

Wasserstoff birgt auch Risiken

H₂ ist ein geruchs- und farbloses, hochreaktives Gas, dass bei Raumtemperatur bereits ab einer Konzentration von nur 4 % in Luft ein explosives Gemisch bilden kann. Diese untere Explosionsgrenze nimmt zusätzlich mit steigender Temperatur ab (so beträgt sie 1.5% bei 400 °C). Um das volle Potenzial von Wasserstoff ausschöpfen zu können, müssen wir daher verstehen, wie er mit den Materialien interagiert, aus denen unsere Welt gebaut ist. Genau hier setzt Netzsch an und bietet nun eine Option für die Wasserstoffforschung mittels thermischer Analyse.

Analyse unter Wasserstoffatmosphäre

Die STA ist eines der flexibelsten Analysegeräte im Netzsch-Portfolio. Benutzer haben die Möglichkeit, zwischen verschiedenen Arten von Öfen, Sensoren, Probenträgern, Thermoelementen, Tiegeln und weiterem Zubehör zu wählen. Die Simultane Thermische Analyse ermöglicht gleichzeitig zur Erfassung von Gewichtsänderungen die Bestimmung von Schmelzpunkten, Phasenumwandlungen im festen Zustand, Enthalpien und sogar der spezifischen Wärme – und dies an ein und derselben Probe unter exakt den gleichen Messbedingungen. Durch die Verwendung spezieller Öfen können auch Messungen unter feuchter Atmosphäre, unter bestimmten korrosiven Bedingungen oder bis in den Höchsttemperaturbereich durchgeführt werden. 

Speziell für die STA 449-Geräteserie hat Netzsch nun das H2Secure-Konzept für Messungen und Analysen unter Wasserstoffatmosphäre entwickelt. H2Secure ist die Komplettlösung für Experimente in Umgebungen mit variablen Wasserstoffkonzentrationen unter höchstmöglichen Sicherheitsstandards. Dieses innovative Konzept erlaubt es, Forschungen sowohl in reinen Wasserstoffatmosphären als auch in Umgebungen mit geringeren H2-Anteilen – verdünnt mit nicht entflammbaren Gasen wie Stickstoff (N2) oder Argon (Ar) – durchzuführen. Diese Flexibilität wird durch ein umfassendes Sicherheitskonzept erreicht, das in das System integriert ist.  

Ein zentrales Merkmal von H2Secure ist die Möglichkeit, komplexe Oxidations- und Reduktionszyklen nahtlos durchzuführen. Innerhalb einer Messung ermöglicht das System den Wechsel zwischen wasserstoffreichen und sauerstoffreichen Umgebungen, was eine präzise Untersuchung der Reaktionskinetik und des Verhaltens von Materialien unter diversen Bedingungen zulässt. 

Bei allen Analysen hat die Sicherheit oberste Priorität. Das H2Secure Sicherheitskonzept steht auf den folgenden vier Säulen:

1

Das maximale H2-Volumen im Gerät ist genau festgelegt. Der Wasserstoff tritt oben in den Ofen ein und füllt einen definierten Raum, der am unteren Ende des Ofens durch die kontinuierlich gespülte Waagenraum begrenzt ist. 

2

Am unteren Ende des Ofens befindet sich auch der Gasauslass. Die Konzentrationen von H2 und O2 werden im Auslassgas kontinuierlich gemessen, um eine sichere Handhabung zu ermöglichen. 

3

Die gemessenen Werte werden von der zentralen Kommunikationseinheit, der H2Secure-Box, verarbeitet, die ihrerseits die Gasflüsse zum Gerät auf Basis vordefinierter Sicherheitsgrenzen regelt und Ventile entsprechend öffnet oder schließt. 

4

Im Falle einer Betriebsstörung, z.B. Stromausfall, öffnen sich die Magnetventile, wodurch ein Inertgas freigesetzt wird, das den Wasserstoff aus dem System entfernt. 

Die Probe sowie die Versuchsanordnung zwischen den Phasen werden mit einem Inertgas gespült. Dieser Spülvorgang wird so lange durchgeführt, bis ein sicherer Zustand für den Wechsel der Gase gewährleistet ist, was das Risiko im Umgang mit Wasserstoff oder Sauerstoff erheblich reduziert. 

Die Fähigkeit, thermische Analysen präzise und sicher in einer Wasserstoffatmosphäre durchzuführen, spielt eine entscheidende Rolle für die Weiterentwicklung und Implementierung von Wasserstofftechnologien. Netzsch bietet daher ein Komplettsystem, um Messungen, Reduktion und Oxidation sicher durchzuführen. Die neue H2Secure Box ebnet den Weg für eine nachhaltigere und grünere Zukunft und kann jederzeit für bestehende STA 449 Jupiter nachgerüstet werden.

Standort

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Halle 12.0 Stand C2

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