البحوثات الطبية وبحوثات المنتج

الهيدروجين هو أخف الغازات عديمة اللون والمذاق والرائحة على الأرض ، ويتواجد بكميات كبيرة على الأرض في حالة من الاندماج مع عناصر أخرى مثل الماء الممزوج بالكربون.

يشكل الهيدروجين 75٪ من المادة في الكون.

تطورت الصناعة المرتبطة بالهيدروجين من كيفية الحصول على غاز الهيدروجين بشكل فعال ، وكيفية استخدامه لتشغيل الآلات بما في ذلك المركبات والقطارات والمنزل والأجهزة الصغيرة الأخرى ، وكيفية إضافة قيمة على غاز الهيدروجين للطعام أو الدواء ، وكيفية تخزينه غاز الهيدروجين بأمان ، وغيرها. حددت إدارة الغذاء والدواء في جميع البلدان وإدارة الغذاء والدواء غاز الهيدروجين المستخدم كدواء بموجب متطلبات معينة (مثل الأكسجين المعين كدواء).

هناك ثلاث طرق لفصل غاز الهيدروجين والأكسجين: "الهيدروجين كمنتج ثانوي" ، و"إعادة تشكيل الغاز الطبيعي" ، و"تكنولوجيا التحليل الكهربائي للماء".

طريقة إنتاج الهيدروجين الثانوية وإعادة تشكيل الغاز الطبيعي رخيصة نسبيًا. يتم استخدام هذه الأساليب في المجال الصناعي ، لذا فهي غير مناسبة للاستنشاق من حيث الجودة والجوانب البيئية.تشتمل تقنية التحليل الكهربائي للماء على طريقة المنحل بالكهرباء القلوية والبولي إلكتروليت (المعروف أيضًا باسم طريقة غشاء التبادل البروتوني ( (PEM)مع هذا ، فإن طريقة البولي إلكتروليت هي الطريقة الأكثر أمانًا لإنتاج غاز الهيدروجين الذي يتم استنشاقه بشكل متكرر في المستشفيات والمنازل. بهذه الطريقة ، يتم فصل الماء إلى غاز الهيدروجين والأكسجين عبر PEM الذي يستخدم الذهب الأبيض النقي ، والتيتانيوم ، وبالتالي فإن الجانب السلبي هو أنه مكلف. ومع ذلك ، فهي تسمح لنا باستنشاق الهيدروجين بدرجة نقاء 99.9995٪ وتم الاعتراف بها على أنها تقنية ذات إمكانات هائلة. من ناحية أخرى ، فإن طريقة التحليل القلوي بالكهرباء هي طريقة قديمة نسبيًا. بهذه الطريقة ، يضاف هيدروكسيد الصوديوم ، محفز التحليل الكهربائي ، أو هيدروكسيد الكالسيوم ، إلى الماء. حتى إذا كان هناك مرشح لتصفية الرائحة والملوثات ، فإن هذه الطريقة ليست مناسبة تمامًا لاستخدامها لغرض الاستنشاق.

هل استنشاق الهيدروجين آمن؟ نعم.

يقول البعض أن هناك خطر انفجار لجهاز استنشاق الهيدروجين. عندما نتحرى عن طبيعة الانفجار ، يمكن تصنيف الانفجار إلى انفجار فيزيائي وكيميائي.

قد يحدث الإنفجار في حالة تخزين الهيدروجين في خزان فيه صدع وتم تمدده بضغط عالٍ. ولكن يقوم جهاز استنشاق الهيدروجين من شركة هيولايت بإخراج الغاز بمجرد أن يتولد ، لذلك لا يخزن الهيدروجين داخل الجهاز ولا يوجد خزان تخزين داخل الجهاز أصلاً.

من الناحية النظرية ، يحدث الانفجار الكيميائي كتفاعل احتراق عندما يتم استيفاء جميع الشروط التالية: تسرب> تكتل سحابة غازية> وجود مصدر اشتعال.
من الصعب جدًا على الهيدروجين تكوين سحابة غازية لأنه يسهل ذوبانه في الهواء ، لذلك سيكون من الصعب استيفاء جميع المعايير المذكورة أعلاه. ومع ذلك ، يجب على المستخدم دائمًا توخي الحذر حتى لا يشعل سيجارة أو ولاعة أو مصدر إشعال حريق آخر أمام الفتحة التي يخرج منها غاز الهيدروجين.

آلية نظام البولي إلكتروليت (غشاء تبادل البروتون ، PEM)

خطوات فصل الهيدروجين بواسطة PEM

يستخدم نظام البولي إلكتروليت غشاء تبادل البروتون (PEM) لفصل الماء المقطر. يسمح هذا بتبادل الماء والكاتيونات ، وبما أن الغشاء يعمل بمثابة المنحل بالكهرباء في الخلية ، فلا حاجة إلى إلكتروليت كيميائي مثل هيدروكسيد الصوديوم و / أو البوتاسيوم.

عندما يُسمح بتدفق تيار الجهد ، يتم وضع الماء في قطب كهربائي موجب و / أو قطب الأكسجين ، وبالتالي تصبح النتيجة أكسجين وبروتون وإلكترونات حرة. يمر البروتون (جزيئ هيدروجين H + أيون) عبر PEM وينتقل إلى قطب الهيدروجين ويلتقي بالإلكترونات ليتحول إلى غاز الهيدروجين.

تكون عملية التفاعل كما يلي:

2 4H⁺ + 4E^- → 2H₂

1 2H₂O → 4H⁺ + 4E^- + O₂

تعد كفاءة تقنية PEM الخاصة بهيولايت أفضل مرتين من التكنولوجيا الحالية ولها فترة زمن أطول.