Aperçu
L'analyseur volumétrique haute pression HPVA II de Micromeritics a recours à la méthode volumétrique statique pour obtenir des isothermes d'adsorption et de désorption haute pression utilisant des gaz tels que l'hydrogène, le méthane et le dioxyde de carbone.
Analysez une grande variété de matériaux, notamment les MOF, les zéolites et les carbones microporeux, en utilisant seulement quelques milligrammes d'échantillon.
Cela vous permet de mieux comprendre les applications telles que le stockage d'hydrogène, la séquestration du dioxyde de carbone, les piles à combustible et les batteries et les pièges à hydrocarbures.
Fonctionnalités
Le Micromeritics HPVA II offre quatre méthodes de contrôle de la température des échantillons :
- Cuve de recirculation réfrigérée/chauffée (le client fournit un bain de contrôle de la température)
- Dewar en acier inoxydable de quatre litres pour cryogène liquide
- Le four permet d'effectuer des expériences allant jusqu'à 500 °C
- Le cryostat permet de contrôler avec précision les températures des échantillons, allant de conditions ambiantes à 30 K
Schéma du système
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Collecteur : toutes les vannes du collecteur sont des vannes haute pression à commande pneumatique avec sièges en Kel-F®. La tubulure de la vanne est fabriquée en acier inoxydable 316L à paroi lourde et est fixée par une connexion VCR ou soudée. La température de la zone isolée du collecteur est stabilisée à l'aide d'un chauffage contrôlé par un contrôleur PID réglable.
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Transducteurs de pression : deux transducteurs sont utilisés pour mesurer avec précision la pression du système. Un transducteur de 1 000 torr est utilisé pour surveiller avec précision les pressions inférieures à 1 bar dans l'atmosphère. Cet appareil est protégé contre la haute pression par une vanne d'isolement et une vanne de détente qui se décharge vers l'évent.
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Servovannes : les servovannes sont utilisées pour réguler automatiquement le débit de gaz dans le collecteur vers l'évent et le vide.
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Système de vide : se compose d'une pompe mécanique et d'une jauge de vide Pirani interne. L'utilisateur peut fournir sa propre pompe ou acheter l'ensemble de turbo-pompe à vide élevé.
Pourquoi choisir HPVA II ?
- Double mesure d'espace libre pour des données isothermes précises
- L'espace libre peut être mesuré ou saisi
- Correction de la non-idéalité du gaz d'analyse à l'aide des facteurs de compressibilité NIST REFPROP calculés à partir de plusieurs équations d'état
- Rapports fournis sous forme de tableurs interactifs
- Tracés isothermes et de pourcentages de poids créés automatiquement
- Tableaux de données brutes utilisés pour les calculs de rapport
- Graphiques en temps réel pour la pression par rapport au temps et la température par rapport au temps
- Il est possible d'utiliser des mélanges de gaz contenant jusqu'à trois composants
- Données cinétiques fournies pour les calculs de taux d'adsorption
- Équation de Langmuir utilisée pour modéliser les isothermes de type I
- Le transducteur haute pression et haute précision à semi-conducteurs garantit une précision de lecture de ±0,04 % à pleine échelle avec une stabilité de ±0,1 %
- Le transducteur de pression basse pression fournit une précision de lecture de ±0,15 % de la valeur
- Le système peut atteindre une pression maximale de 200 bar
- Le capteur de gaz hydrogène arrête automatiquement le système en cas de fuite d'hydrogène
- Les calculs de la surface BET, de la surface Langmuir et du volume total de pores sont inclus
Applications
L'évaluation de la quantité de dioxyde de carbone pouvant être adsorbée par les carbones et d'autres matériaux a son importance dans l'étude en cours de la séquestration du dioxyde de carbone. Les hautes pressions obtenues avec le HPVA II peuvent simuler les conditions souterraines des sites où du CO2 doit être injecté.
La configuration du HPVA II avec un bain réfrigéré/chauffant permet à l'utilisateur d'évaluer l'absorption de CO2 à une plage de températures stables, et ainsi d'obtenir des données utilisables pour calculer les chaleurs d'adsorption.
Ces isothermes sont généralement analysées jusqu'à environ 50 bar à des températures proches de la température ambiante en raison de la condensation de CO2 à des pressions plus élevées.
Déterminer la capacité de stockage de l'hydrogène des matériaux tels que les carbones poreux et les structures organométalliques (MOF) est essentiel dans la demande actuelle de sources d'énergie propres.
Ces matériaux sont parfaitement adaptés au stockage, car ils vous permettent d'adsorber et de désorber l'hydrogène en toute sécurité. L'hydrogène adsorbé stocké dans les MOF a une densité d'énergie en volume plus élevée que l'hydrogène gazeux. En outre, il ne nécessite pas les températures cryogéniques requises pour maintenir l'hydrogène à l'état liquide.
Le logiciel HPVA II fournit un graphique de pourcentage de poids qui illustre la quantité de gaz adsorbé à une pression donnée en fonction de la masse d'échantillon, la méthode standard pour examiner la capacité de stockage d'hydrogène d'un échantillon.
Le HPVA II peut analyser des échantillons de charbon poreux provenant de gisements souterrains afin de déterminer leur capacité en méthane à haute pression. Cela permet à l'utilisateur de trouver les propriétés d'adsorption et de désorption du méthane des gisements houillers souterrains, ce qui est utile pour déterminer les quantités approximatives d'hydrocarbures disponibles dans les réserves de gisements houillers.
Les données cinétiques des expériences peuvent également montrer le taux d'adsorption et de désorption de méthane sur ces échantillons de carbone poreux à des pressions et des températures spécifiques.
Le méthane haute pression peut être dosé sur des échantillons de schiste pour générer des isothermes d'adsorption et de désorption. Cela permet de déterminer la capacité de méthane du schiste à des pressions et des températures spécifiques.
L'isotherme d'adsorption peut être utilisée pour calculer la surface et le volume de Langmuir du schiste. La surface d'adsorption de Langmuir est la surface d'adsorption de la roche, en supposant que le gaz adsorbant forme une seule couche de molécules. Le volume de Langmuir correspond à l'absorption de méthane à une pression infinie (volume maximum possible de méthane pouvant être adsorbé à la surface de l'échantillon).
