수소 중의 불순물 분석기는 수소 중의 각종 불순물 성분을 검사하는 데 사용되며, 수소의 순도가 공업 응용의 기준에 부합하도록 확보한다.불순물에는 수분, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소, 헬륨가스 등이 포함될 수 있다.흔히 볼 수 있는 수소 중의 불순물 분석 방법은 다음과 같은 몇 가지를 포함한다.
1. 기상 크로마토그래피(GC)
원리: 기상크로마토그래피는 흔히 사용하는 기체분석기술로서 기체의 부동한 분배계수를 리용하여 기체견본중의 각 성분을 분리한다.
응용: 수소의 산소, 메탄, 일산화탄소, 이산화탄소 등 불순물을 검사하는데 적용된다.
장점: 민감도가 높고 해상도가 좋아 다양한 가스 성분을 정량 분석할 수 있다.
단점: 작업이 상대적으로 복잡하고 주기적인 유지 관리가 필요합니다.
2. 열전도 풀 방법(TCD)
원리: 열전도 연못법은 서로 다른 기체의 열전도율 차이를 바탕으로 기체 샘플에서 서로 다른 성분의 농도를 측정한다.
응용: 수소 중의 수분, 질소와 산소의 검측에 광범위하게 사용되며, 특히 저농도 불순물의 검측에 적합하다.
장점: 설비가 간단하고 원가가 낮으며 실시간 온라인 모니터링으로 대규모 생산에서 사용하기에 적합하다.
단점: 헬륨, 수소 등과 같은 일부 가스에 대한 민감도가 낮습니다.
3. 적외선 흡수법(NDIR)
원리: 서로 다른 기체가 특정 적외선 파장광에 대한 흡수 특성을 바탕으로 흡수량을 측정하여 기체의 농도를 분석한다.
응용: 수소중의 이산화탄소, 일산화탄소 등 기체를 검측하는데 흔히 사용된다.
장점: 분석 속도가 빠르고 민감도가 높으며 온라인 모니터링에 적합합니다.
단점: 특정 가스만 감지할 수 있으며 정밀한 교정이 필요합니다.
4. 수소 전용 센서
원리: 수소의 전기화학 또는 반도체 성질을 이용하여 수소와 센서 표면의 반응을 통해 전기신호를 생성하여 수소 농도를 측정한다.
응용: 주로 수소 농도 측정 및 불순물 검사에 사용되며 수소 생산 및 저장 분야에 적용됩니다.
장점: 민감도가 높고 응답 시간이 빠르며 장비가 단순하여 현장에서 사용하기에 적합합니다.
단점: 센서는 온도, 습도 등의 환경 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.
5. 질량분석법(MS)
원리: 질량분석법은 기체분자를 이온화하고 이온의 질량-전하비에 근거하여 분석함으로써 수소가스견본중의 불순물을 정확하게 측정할수 있다.
응용: 고정밀도, 고감도의 수소불순물분석에 적용되며 헬륨가스, 질소 등을 포함한 극저농도불순물을 검측할수 있다.
장점: 민감도가 높고 다양한 기체 불순물을 분석할 수 있어 과학 연구와 요구가 높은 공업 응용에 적합하다.
단점: 비용이 많이 들고 복잡합니다.
6. 전기화학분석법
원리: 전극 표면의 화학 반응을 통해 전류 신호를 생성하고, 신호의 변화를 측정하여 수소 중의 산소, 일산화탄소 등 불순물을 분석한다.
응용: 수소 중의 산소, 이산화탄소 등 불순물 검사에 적용된다.
장점: 간단한 장비, 저렴한 비용, 편리한 조작으로 휴대용으로 적합합니다.
단점: 민감도와 선택성이 낮을 수 있으며 정기적으로 전극을 교체해야 합니다.
7. 푸리엽 변환 적외선 분광법(FTIR)
원리: 푸리엽 변환을 통해 적외선 스펙트럼의 신호를 분석하기 쉬운 데이터로 변환하여 기체 성분을 식별하고 정량적으로 분석하는 데 사용한다.
응용: 물, 이산화탄소, 일산화탄소 등을 포함한 수소 중의 다양한 불순물 가스에 적용된다.
장점: 다양한 가스 성분을 동시에 감지할 수 있는 고해상도.
단점: 비용이 많이 들고 복잡한 작업이 필요합니다.
요약:
서로 다른 불순물 분석 방법은 서로 다른 장단점과 적용 범위를 가지고 있다.수소 불순물 분석기를 선택할 때는 정밀도, 실시간 모니터링, 비용 등 실제 응용 수요에 따라 가장 적합한 검사 기술을 선택해야 한다.고정밀 요구의 응용에 있어서 질량 스펙트럼법과 기상 크로마토그래피는 흔히 볼 수 있는 선택이다;일반적인 산업 모니터링에 대해서는 열전도 풀법과 전기 화학 센서가 비교적 자주 사용된다.