Vývoj metod analýz čistoty vodíku s využitím plynové chromatografie (CDV)

• Číslo projektu: CL01000029
• Doba řešení: 01/2024 – 06/2026

Představení projektu:

Využití vodíku jako alternativního zdroje energie je v poslední době věnována velká pozornost. Vodík jako zdroj energie nebo palivo je řešen v mnoha strategických dokumentech, jak na Evropské, tak také na národní úrovni – Zelená dohoda pro Evropu, Fit for 55, Vodíková strategie ČR, Národní akční plán udržitelné mobility atd.

Pokud chceme vodík využívat v automobilové dopravě jako palivo, je nutné se zabývat druhem jeho výroby a s tím souvisejícím množstvím nežádoucích příměsí, kterými může být znečištěn, a které mají negativní vliv na palivový článek.

Analýzy čistoty vodíkového paliva dosud nejsou v ČR rutinně prováděny v rozsahu daném normami ČSN ISO 14687 a ČSN ISO 21087. Krom Národní fyzikální laboratoře ve Velké Británii nejsou tyto analýzy rozšířené ani v zahraničí. Z časového i finančního hlediska jsou analýzy náročné, stejně tak jako z hlediska dosažení velmi nízkých limitů detekce z důvodu stopových koncentrací nečistot ve vodíku. Vysoké nároky jsou také kladeny na analytickou techniku, stanovení nečistot vyžaduje použití většího množství finančně náročné přístrojové techniky, což vyžaduje také vysoce kvalifikovanou obsluhu těchto přístrojů.

Předpokládá se využití vodíku jako paliva budoucnosti, kdy vzhledem k různým způsobům jeho výroby bude nutné provádět kontrolu jeho kvality.

CDV: Nová laboratoř pro analýzu čistoty vodíku na CDV v Brně

Naším cílem je zavedení a akreditace analytických metod potřebných pro stanovení nečistot ve vodíku s využitím plynové chromatografie (GC). Jedná se o nečistoty, které vznikají při výrobě vodíku. Jejich koncentrace je důležité sledovat z důvodu možného poškození palivového článku ve vozidlech. Mezi nečistoty, pro které budou zaváděny analýzy patří hélium (He), dusík (N₂), argon (Ar), kyslík (O₂), metan (CH₄), celkové sirné sloučeniny, uhlovodíky (CxHy), celkové halogenované sloučeniny, oxid uhelnatý (CO), oxid uhličitý (CO₂) a formaldehyd.

Koordinátor projektu:

• Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.

Partneři projektu:

• Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.
• Altium International s.r.o.

CDV: Nová laboratoř pro analýzu čistoty vodíku na CDV v Brně

Výsledky projektu:

Metodika stanovení He ve vodíku plynovou chromatografií (GC/TCD)

Na základě zavedené metody stanovení He ve vodíkové matrici dle National Physical Laboratory – Report AS 64, jejíž funkčnost bude interně ověřena validační studií, a externě v rámci absolvování dvoustranného porovnání s akreditovanou laboratoří, bude připravena „Metodika stanovení He ve vodíku plynovou chromatografií (GC/TCD)“.

Metodika stanovení Ar, O₂, N₂ ve vodíku plynovou chromatografií (GC/PDHID)

Na základě zavedené metody stanovení Ar, O₂, N₂ ve vodíkové matrici dle National Physical Laboratory – Report AS 64, jejíž funkčnost bude interně ověřena validační studií, a externě v rámci absolvování dvoustranného porovnání s akreditovanou laboratoří, bude připravena „Metodika stanovení Ar, O₂, N₂ ve vodíku plynovou chromatografií (GC/PDHID)“.

Metodika stanovení CO, CO₂, CxHy, CH₄ ve vodíku plynovou chromatografií (GC/FID)

Na základě zavedené metody stanovení CO, CO₂, CxHy, CH₄ ve vodíkové matrici dle National Physical Laboratory – Report AS 64, popř. ASTM D7675 (pro CxHy), jejíž funkčnost bude interně ověřena validační studií, a externě v rámci absolvování dvoustranného porovnání s akreditovanou laboratoří, bude připravena „Metodika stanovení CO, CO₂, CxHy, CH₄ ve vodíku plynovou chromatografií (GC/FID)“.

Metodika stanovení sirných látek, halogenových látek a CH₂O ve vodíku plynovou chromatografií (GC/MS/TD)

Na základě zavedené metody stanovení sirných látek, halogenových látek a CH₂O ve vodíkové matrici dle dle ASTM D7892, jejíž funkčnost bude interně ověřena validační studií, a externě v rámci absolvování dvoustranného porovnání s akreditovanou laboratoří, bude připravena „Metodika stanovení sirných látek, halogenových látek a CH₂O ve vodíku plynovou chromatografií (CDV)“.

Metodiky budou zpracovány formou standardního operačního postupu a budou podkladem k akreditaci těchto metod stanovení.