الهيدروجين، عديم اللون والرائحة، وغير مرئي للعين المجردة، عنصر كيميائي بسيط ولكنه مفيد للغاية. يتوفر بكثرة في الكون، ويشكل حوالي 75% من المادة، بما في ذلك النجوم والماء والذرات في جسم الإنسان. ورغم توفر الهيدروجين على نطاق واسع، إلا أن عزله مسألة أخرى. وهنا تبرز أهمية مولدات غاز الهيدروجين.

تقسيم H2O باستخدام التحليل الكهربائي للماء

على الأرض، يُعد الماء (H2O) أحد أكثر مصادر الهيدروجين ملاءمةً. يتكون هذا السائل من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين، مرتبطة بروابط تساهمية. تكسر معظم مولدات غاز الهيدروجين هذه الروابط التساهمية وتفكك جزيئات الماء باستخدام عملية تُسمى التحليل الكهربائي للماء.

تعمل هذه الأجهزة بالكهرباء، وتحتوي على خلية محلل كهربائي مع محفز أنودي ومحفز كاثودي مفصولين بغشاء بوليمر-إلكتروليتي (PEM). يؤدي تطبيق جهد ثابت على خلية المحلل الكهربائي إلى سلسلة من التفاعلات. تنجذب ذرات الأكسجين إلى المحفز الأنودي بينما تتحرك ذرات الهيدروجين إلى المحفز الكاثودي. تتيح عملية عزل الذرات لمولدات الغاز إنتاج هيدروجين نقي وعالي الجودة بشكل فوري تقريبًا.

جميع مولدات غاز الهيدروجين مصممة لإنتاج غاز مطابق للمعايير المخبرية، مع اختلاف مستويات النقاء بين الطرازات. في التطبيقات التي تُعدّ فيها النقاء أولوية، يُستخدم محفز البلاتين. تستطيع مولدات من هذا الطراز إنتاج الهيدروجين بنقاء يصل إلى 99.9995%.

تطبيقات مولدات غاز الهيدروجين

والآن بعد أن أصبح لدينا المزيد من المعرفة حول كيفية عمل مولدات غاز الهيدروجين والفوائد التي تقدمها لموظفي المختبر، دعونا نلقي نظرة على بعض التطبيقات المختلفة.

  • معالجة الغش الغذائي

تُقدّر إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) أن الغش الغذائي يُكلّف قطاع الأغذية 40 مليار دولار أمريكي سنويًا. تُوفّر مُولّدات الهيدروجين الغاز لأجهزة الكروماتوغرافيا المُستخدمة لتتبع أصول المنتجات الغذائية وتحديد أصالتها. إلى جانب التحليل الطيفي المرئي، يُعدّ الكروماتوغرافيا الغازية إحدى التقنيات التحليلية العديدة المُستخدمة لمعالجة مشكلة الغش الغذائي العالمية.

  • استكمال تقارير السموم

يعتمد خبراء الطب الشرعي على مولدات الهيدروجين لتشغيل أجهزة كروماتوغرافيا الغاز المستخدمة لإعداد تقارير السموم. تفصل هذه الأجهزة المتطورة العناصر الفردية من العينات، وتُستخدم لتحديد الكحول والمخدرات والسموم وغيرها من المواد.

  • تكرير النفط والغاز

من الكشف عن الملوثات في العينات إلى تحليل جودة المنتجات النهائية، تُستخدم تقنية الغاز الكروماتوغرافيا على نطاق واسع في قطاع النفط والغاز. تُستخدم هذه التقنية التحليلية لفصل العينة إلى مكوناتها الفردية وإنشاء بصمة جزيئية. تُستخدم البيانات لمراقبة عمليات تدفق التكرير، وإجراء تحليلات مراقبة الجودة، وتعظيم العائدات.