Determination of sulfur-containing compounds, formaldehyde, and organic halides in hydrogen for proton-exchange membrane fuel cell vehicles
Aplikace | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Termální desorpce, GC/MSD, GC/SQ
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceMarkes, Thermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
- Vodík je perspektivní palivo pro protonově výměnné membránové palivové články (PEMFC) díky vysoké energetické hustotě a nulovým emisím.
- Stopové nečistoty (sloučeniny síry, formaldehyd, organohalogeny) mohou rychle degradovat katalyzátory a membrány, zkracovat životnost a snižovat účinnost článků.
Cíle a přehled studie
- Vyvinout a validovat analytickou metodu podle čínské normy GB/T 37244-2018 pro stanovení sloučenin síry, formaldehydu a organohalogenů v technickém vodíku určeném pro PEMFC vozidla.
Použitá metodika a instrumentace
- Předkoncentrace: termální desorpce na zařízení Markes Multi-Gas UNITY-CIA Advantage-xr bez potřeby kryogenního chlazení.
- Chromatografie: Thermo Scientific TRACE 1610 GC se stacionární fází Restek Rtx-1 (60 m×0,32 mm×5 µm).
- Detekce sloučenin síry: PAC SeNSe chemiluminiscenční detektor (SCD) v duálním zapojení (poměr SCD : MS = 3 : 1).
- Detekce formaldehydu a organohalogenů: Thermo Scientific ISQ 7610 single quadrupole MS v režimu SIM.
- Softwarová kontrola a vyhodnocení: Chromeleon CDS 7.3 s automatizovaným workflow od odběru až po report.
Hlavní výsledky a diskuse
- Linearity: Koeficient determinace R² ≥ 0,995 v rozsazích 0,1–10 nmol/mol (síra), 1–400 nmol/mol (formaldehyd) a 1–100 nmol/mol (organohalogeny).
- Meze detekce (3,143×σ): přibližně 0,01 nmol/mol pro sloučeniny síry, 0,04 nmol/mol pro formaldehyd a 0,06–0,095 nmol/mol pro halogenované organické sloučeniny.
- Opakovatelnost: RSD < 5 % pro sloučeniny síry (n=7, 0,05 nmol/mol) a < 3,2 % pro formaldehyd a organohalogeny (n=7, 1 nmol/mol).
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoká citlivost a selektivita umožňuje rutinní analýzu stopových nečistot ve vodíku bez náročné kryogeniky.
- Plná automatizace odběru, desorpce a GC-MS/SCD detekce zkracuje čas analýzy a minimalizuje lidský zásah.
- Metoda přináší spolehlivou kontrolu kvality vodíku v automobilovém průmyslu a ve výzkumu palivových článků.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření metodiky na další skupiny kontaminantů (VOC, látky toxické pro membrány).
- Integrace online monitoringu nečistot přímo v palivovém systému vozidel.
- Optimalizace rychlosti analýzy a adaptace pro vyšší průtoky vzorku.
Závěr
- Komplexní řešení s UNITY-CIA Advantage-xr, TRACE 1610 GC-SCD a ISQ 7610 MS splňuje požadavky GB/T 37244-2018 a poskytuje vysokou citlivost, linearitu a opakovatelnost pro stanovení sloučenin síry, formaldehydu a organohalogenů ve vodíku pro PEMFC.
Reference
- GB/T 37244-2018 Fuel specification for proton exchange membrane fuel cell vehicles - Hydrogen and group standard.
- T/CECA-G 0180-2022 Determination of sulfur-containing compounds, formaldehyde, and organic halides in hydrogen - Preconcentration/gas chromatography-sulfur chemiluminescence and mass spectrometry detection method.
- GB/T 44243-2024 Hydrogen for proton exchange membrane fuel cell vehicles - Determination of sulfur compounds, formaldehyde and organic halides - Gas chromatography method.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Analysis of Sulfides, Formaldehyde, and Organic Halides in High-Purity Hydrogen for Fuel Cell Vehicles
2024|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy and Chemicals Analysis of Sulfides, Formaldehyde, and Organic Halides in High-Purity Hydrogen for Fuel Cell Vehicles Using an Agilent 8890 GC/8355 SCD/ 5977 MSD System Authors Abstract Youjuan Zhang and Jie Zhang Agilent Technologies Shanghai, China This…
Klíčová slova
sulfide, sulfidehydrogen, hydrogennmol, nmolmol, molhalides, halidesformaldehyde, formaldehydedisulfide, disulfidefuel, fueldimethyl, dimethylscd, scdconcentration, concentrationtrichloromonofluoromethane, trichloromonofluoromethanepurge, purgetrap, traptrichloromethane
Analysis of 65 Volatile Organic Compounds in Ambient Air by Canister Sampling Using an Agilent 8890/5977 GC/MSD
2024|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Semiconductor and Environmental Analysis of 65 Volatile Organic Compounds in Ambient Air by Canister Sampling Using an Agilent 8890/5977 GC/MSD A method using both scan and SIM mode that fully meets the requirements in the HJ 759-2023 standard…
Klíčová slova
trap, trapmethyl, methyldisulfide, disulfidechloroethene, chloroethenepurge, purgekori, korinmol, nmolethyltoluene, ethyltolueneacetate, acetateistd, istdpropene, propenetrichloromethane, trichloromethaneacrolein, acroleincarbon, carbonsampling
Analysis of Sulfur Compounds in High-Purity Hydrogen
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Chemical & Energy Analysis of Sulfur Compounds in High-Purity Hydrogen Using an Agilent 8890 gas chromatograph and an Agilent 8355 sulfur chemiluminescence detector Authors Abstract Youjuan Zhang and Jie Zhang Agilent Technologies Shanghai, China Sulfur compounds in high-purity…
Klíčová slova
sulfide, sulfidesulfur, sulfurmercaptan, mercaptanhydrogen, hydrogenthiophene, thiopheneresponse, responsecarbonyl, carbonylpriming, primingdisulfide, disulfidegas, gasdimethyl, dimethylethyl, ethylcompounds, compoundspermanent, permanentcarbon
GC-SCD Analysis of Fuels and Petrochemicals
2021|Shimadzu|Příručky
GC-SCD Analysis of Fuels and Petrochemicals Application Notebook GC-SCD Analysis of Fuels and Petrochemicals Application Notebook There is perhaps no technique more specific, selective, and sensitive for analysis of sulfur compounds than gas chromatography with sulfur chemiluminescence detection (GC-SCD). As…
Klíčová slova
sulfur, sulfurthiophene, thiophenesulfide, sulfidescd, scddisulfide, disulfidedbds, dbdsinsulating, insulatinggas, gasbenzene, benzenecompounds, compoundsmercaptan, mercaptanequimolar, equimolarsensitivity, sensitivityarea, areanews