GCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Analysis of Sulfides, Formaldehyde, and Organic Halides in High-Purity Hydrogen for Fuel Cell Vehicles

Aplikace | 2024 | Agilent TechnologiesInstrumentace
GC/MSD, GC/SQ, GC
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Agilent Technologies

Souhrn

Význam tématu


Čistota vodíku je klíčovým faktorem pro dlouhodobou stabilitu a účinnost palivových článků v automobilovém průmyslu. I stopová množství sulfidů, formaldehydu nebo organických halogenidů mohou katalyzátory palivových článků nenávratně poškodit, snížit přenos protonů nebo zhoršit výkon a životnost PEMFC systému. Standardy ISO, SAE a čínské normy GB/T proto vyžadují stanovení těchto nečistot na úrovni nmol/mol (ppt).

Cíle a přehled studie / článku


Práce popisuje robustní analytickou metodu pro současnou detekci sedmi sulfidů, formaldehydu a osmi organických halogenidů ve vysoce čistém vodíku určeném pro palivové články. Cílem bylo vyvinout jedno chromatografické uspořádání se dvěma detektory (SCD a MSD), které splní požadavky norem ISO 14687-2019, SAE J2719-2015 a GB/T 37244-2018.

Použitá metodika a instrumentace


Vzorky vodíku byly odebírány do pasivovaných tlakových lahví, předanalytická příprava probíhala pomocí tepelně desorpčního (TD) systému Multi-Gas CIA Advantage-xr. Koncentrovaný analyzát byl převeden na GC kolonu J&W DB-Sulfur SCD, následoval dělič proudu (split 3:1) do detektorů SCD a MSD. Separace probíhala programem teplot:
  • 35 °C po 5 min,
  • nárůst 20 °C/min do 220 °C,
  • udržování 5 min.
Detekce sulfidů metodou chemiluminiscenčního SCD umožnila citlivost až 0,01 nmol/mol, formaldehydu a halogenidů pak MSD v režimu SIM a full scan s MDL až 0,083 nmol/mol.

Hlavní výsledky a diskuse


Lineární kalibrační křivky pro všechny analyty vykázaly koeficienty R2 > 0,997. Relativní standardní odchylky response factorů byly nižší než 18 % pro sulfidy a 15,4 % pro halogenidy. Opakovatelnost (n=6) dosahovala %RSD 0,8–3,4 % u sulfidů a 0,3–7,9 % u organických halogenidů. Metodická detekční mez (MDL) byla určena na základě sedmi replik standardu při koncentraci 0,05 nmol/mol (sulfidy) a 1 nmol/mol (formaldehyd, halogenidy). Výsledné MDL se pohybovaly v rozmezí 0,003–0,008 nmol/mol pro sulfidy a 0,038–0,087 nmol/mol pro ostatní skupiny.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda nabízí:
  • univerzální platformu pro tři třídy analytů ve vodíku,
  • vysokou citlivost pod požadavky norem,
  • opakovatelnou a reprodukovatelnou kvantifikaci,
  • možnost integrované kontroly kvality vodíku v automobilových laboratořích a výrobních závodech.

Budoucí trendy a možnosti využití


Vývoj může směřovat k automatizaci odběru a přímé online analýze na plnicích stanicích vodíku, zlepšení pasivace průtokové cesty a integraci s ostatními detektory (např. FPD, ECD). Dále lze rozšířit škálu stanovovaných látek o halogenované uhlovodíky vyšších homologů či další polarní sloučeniny.

Závěr


Popsaná analytická procedura na bázi Agilent 8890 GC s hybridním SCD/MSD detekčním systémem prokázala schopnost spolehlivě detekovat ultratrace sulfidy, formaldehyd a organické halogenidy ve vodíku pro palivové články. Metoda plně vyhovuje mezinárodním i národním standardům a představuje účinné řešení QA/QC v automobilovém odvětví.

Reference


  • Xu C.; Xu G. Analysis Technology of Trace Impurities in Hydrogen for Hydrogen Fuel Cell Vehicles. Chemical Industry and Engineering Progress 2021, 40(2), 688–702.
  • Zhang Y.; Wang Y. Development and Application of Overall Solution for Hydrogen Quality Analysis of Proton Exchange Membrane Fuel Cell Vehicles. Chinese Journal of Analysis Laboratory. 2021.
  • ISO 14687-2019, Hydrogen Fuel Quality — Product Specification.
  • SAE J2719-2015, Hydrogen Fuel Quality for Fuel Cell Vehicles.
  • GB/T 37244-2018, Fuel Specification for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Vehicles—Hydrogen.
  • GB/T 44243-2024, Determination of Sulfur-Containing Compounds, Formaldehyde, and Organic Halides in Hydrogen for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Vehicles by Gas Chromatography.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Determination of sulfur-containing compounds, formaldehyde, and organic halides in hydrogen for proton-exchange membrane fuel cell vehicles
Application note | 003378 Industrial Determination of sulfur-containing compounds, formaldehyde, and organic halides in hydrogen for proton-exchange membrane fuel cell vehicles Authors Goal Gao Li, Shi Xiaobing, Daniela Cavagnino , The goal of this application note is to demonstrate a…
Klíčová slova
formaldehyde, formaldehydesulfide, sulfidehalides, halidescia, ciaunity, unitytetrachlorethylene, tetrachlorethylenemethyl, methyldisulfide, disulfidescd, scdsulfur, sulfurtrichloromethane, trichloromethanedimethyl, dimethylresponse, responsehydrogen, hydrogencomponent
Analysis of Sulfur Compounds in High-Purity Hydrogen
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
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
New Specialized GC Columns for the Petroleum Industry - Integrated Particle Trap PLOTs - DB-Sulfur SCD
New Specialized GC Columns for the Petroleum Industry -Integrated Particle Trap PLOTs -DB-Sulfur SCD Daron Decker GC Columns Technical Specialist Agilent Technologies, Inc. October 29, 2013 Porous Layer Open Tubular (PLOT) Columns Challenges: Stationary phase particle shedding  Detector spikes…
Klíčová slova
scd, scdsulfur, sulfurplot, plotsulfide, sulfideporaplot, poraplotparticle, particlelifetime, lifetimemercaptan, mercaptanmin, minporabond, porabonddisulfide, disulfideethylacetate, ethylacetatemethyl, methyltest, testmethane
Další projekty
LCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.