Vývoj metod analýz čistoty vodíku s využitím infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací

Číslo projektu: CL01000071
Doba řešení: 01/2024 - 06/2026

Představení projektu

Vodík má jako alternativní zdroj čisté energie a palivo velký potenciál. Používání vodíkového paliva v dopravě povede ke snížení emisí a tím i ke snížení negativních dopadů dopravy na životní prostředí, např. k dekarbonizaci protože vodíkové palivo v dopravě neprodukuje uhlíkové emise.

Vodík lze vyrábět mnoha způsoby a z různých vstupních surovin. V závislosti na použitém výrobním postupu pak může obsahovat nežádoucí nečistoty, které mají negativní dopad na palivové články s proton-výměnnou membránou. Použitím nekvalitního vodíkového paliva může dojít k poškození palivového článku automobilu nebo ke snížení jeho životnosti. Aby se vodík mohl stát běžným a rozšířeným palivem, bude nutné zavést účinné a rutinní metody kontroly kvality.

Projekt řeší vývoj a zavedení analytické metody pro stanovení sedmi nečistot ve vodíkovém palivu pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR). FTIR je spektroskopická metoda založená na analýze infračerveného (IR) světla po průchodu vzorkem. Vzorek plynného vodíku se zavede do kyvety, kterou prochází IR záření. To vyvolá v molekulách plynu změny vibračních a rotačních stavů a část původního IR záření je vzorkem absorbována. Absorpce, její velikost a vlnočet absorbovaného záření, závisí na druhu nečistoty a její koncentraci ve vzorku. Samotný vodík v IR spektru není v tomto ohledu aktivní a analýzu tedy neruší. Výhodou FTIR oproti jiným technikám, např. plynové chromatografii, je její relativní jednoduchost, rychlost a nižší provozní náklady. Nevýhodou mohou být vyšší limity detekce. Pomocí FTIR je možné ve vodíku stanovit obsah vody (H2O), amoniaku (NH3), methanu (CH4), formaldehydu (HCHO), kyseliny mravenčí (HCOOH) a oxidů uhličitého (CO2) a oxidu uhelnatého (CO).

Cílem projektu je zavedení metodiky pro stanovení prvních pěti z uvedených nečistot v laboratořích Centra dopravního výzkumu a její následná akreditace.

Koordinátor projektu: Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.

Partneři projektu:

• Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.
• Nicolet CZ s. r. o.

Výsledky projektu

Metodika stanovení H2O, NH3, CH3, HCHO a HCOOH ve vodíku pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR)

NmetA - Metodiky a postupy akreditované oprávněným orgánem

Metodika stanovení H2O, NH3, CH3, HCHO a HCHO ve vodíku pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) bude vypracována dle ASTM D7653 a JIS K0512. Funkčnost metodiky bude interně ověřena validační studií a externě dvoustranným porovnáním s akreditovanou laboratoří. Bude mít formu standardního operačního postupu (SOP), který poslouží jako podklad její pro akreditaci.

Kontakt: Romana.michalicova@cdv.cz

---