Umstellung auf Wasserstoffgas

Mike May ist ein freiberuflicher Autor und Redakteur, der in Texas lebt.

Da Labore weiterhin mit Engpässen und steigenden Preisen für Heliumgas konfrontiert sind, suchen viele Wissenschaftler nach einer alternativen Lösung. Da Wissenschaftler Gas auf vielfältige Weise nutzen – einschließlich der Probenvorbereitung und verschiedener Formen der Chromatographie – benötigen Labore eine zuverlässige und erschwingliche Versorgung. Anstatt Heliumtanks zu kaufen, kann ein Labor auf einen Wasserstoffgenerator zurückgreifen.

Um Wissenschaftlern beim Übergang von Helium zu Wasserstoffgas zu helfen, hat Produktmanager Ed Connor von Peak Scientific in Schottland einen siebenstufigen Plan zusammengestellt. Zusammenfassend erfahren Sie hier, wie Sie den Wechsel durchführen:

1. Bestätigen Sie, dass Wasserstoff in Ihren Methoden verwendet werden kann. In manchen Situationen kann Methodenübersetzungssoftware verwendet werden, um die Parameter zu bestimmen, die möglicherweise angepasst werden müssen.

2. Ersetzen Sie den Schlauch, der für Heliumgas verwendet wurde, um unerwünschte Hintergrundablagerungen zu beseitigen.

3. Wählen Sie einen Wasserstoffgenerator, der die Sicherheitsbedenken dieses explosiven Gases erfüllt und über einen Leckdetektor verfügt, der bei Bedarf eine automatische Abschaltung ermöglicht.

4. Installieren Sie die erforderliche Hardware, die beispielsweise für die Gaschromatographie (GC) eine effizientere Vakuumpumpe oder ein Wasserstoff-Upgrade-Kit für die Ionenquelle umfassen kann.

5. Verbrauchsmaterialien nach Bedarf wechseln. In einigen GC-Anwendungen kann beispielsweise die Umstellung auf Wasserstoff eine Säule mit kleinerem Durchmesser erfordern.

6. Richten Sie das System ein, das je nach Plattform und Anwendung variieren kann. Bei der GC muss beispielsweise die Säule in einem GC-Ofen konditioniert und die Ionenquelle gemäß den Herstellerrichtlinien ausgeheizt werden.

7. Überprüfen Sie die Leistung. Connor bemerkt: „Das Signal-Rausch-Verhältnis verringert sich häufig – je nach System um das Zwei- bis Fünffache – wenn man die Ergebnisse von Proben vergleicht, die mit Helium mit denen von Wasserstoff durchgeführt wurden.“ Er sagt: „Einige Tage nach dem Wechsel des Trägergases sollte das Hintergrundsignal auf ein konstantes Niveau sinken.“

Sobald die Entscheidung getroffen wurde, auf Wasserstoffgas umzusteigen, richtet ein Labor den Generator ein, wobei dieser Vorgang je nach Hersteller unterschiedlich ist. Einige Wasserstoffgeneratoren seien „sehr einfach aufgebaut“, sagt James Layton, Cheftechnologe bei FuelCellsEtc in College Station, Texas. Laut Layton „müssen Sie bei Wasserstoffgeneratoren mit Protonenaustauschmembran (PEM) lediglich entionisiertes oder destilliertes Wasser hinzufügen und den Generator an die Wand anschließen.“ Er fügt hinzu: „Es gibt einige Arten von Generatoren – alkalische –, bei denen zuerst eine Kaliumhydroxidmischung in den Reaktantentank gegeben und dann nach Bedarf mit entionisiertem oder destilliertem Wasser aufgefüllt werden muss.“

Auch ein Wasserstoffgasgenerator kann den Produktionsprozess überwachen. Als Beispiel sagt Layton: „Wenn der Wasserstoff einen großen Tank füllt oder in Echtzeit verbraucht wird, läuft die Einheit weiter und produziert den maximalen Wasserstofffluss, bis der Druck sein Maximum erreicht oder der Generator abgeschaltet wird.“

Im Allgemeinen ist der Wechsel von Helium zu Wasserstoff unkompliziert. Wenn eine Methode Wasserstoff verwenden kann, ist die Umstellung auf einen Wasserstoffgenerator relativ einfach. In vielen Fällen kann ein Wasserstoffgenerator „Plug-and-Play“ sein.