무색, 무취이며 육안으로는 보이지 않는 수소는 간단하지만 매우 유용한 화학 원소입니다. 우주에 풍부하게 존재하며 별, 물, 인체 원자를 포함한 모든 물질의 약 75%를 차지합니다. 수소는 널리 이용 가능하지만, 이 화학 원소를 분리하는 것은 또 다른 문제입니다. 바로 이 부분에서 수소 가스 생성기가 중요한 역할을 합니다.

물 전기분해를 이용한 H2O 분리

지구상에서 물(H2O)은 가장 편리한 수소 공급원 중 하나입니다. 이 액체는 수소 원자 두 개와 산소 원자 한 개로 구성되어 있으며, 공유 결합으로 연결되어 있습니다. 대부분의 수소 가스 발생기는 물 전기분해라는 과정을 통해 이러한 공유 결합을 끊고 H2O 분자를 분리합니다.

전기로 구동되는 이 장치는 고분자 전해질막(PEM)으로 분리된 양극 촉매와 음극 촉매가 있는 전해조 셀을 포함합니다. 전해조 셀에 일정한 전압을 인가하면 일련의 반응이 시작됩니다. 산소 원자는 양극 촉매에 끌리고 수소 원자는 음극 촉매로 이동합니다. 이러한 원자 분리 공정을 통해 가스 발생기는 거의 즉시 순수하고 고품질의 수소를 생산할 수 있습니다.

모든 수소 가스 발생기는 실험실 수준의 가스를 생산하도록 설계되었지만, 순도는 모델마다 다릅니다. 순도가 중요한 응용 분야에서는 백금 촉매가 사용됩니다. 이 규격의 발생기는 최대 99.9995%의 순도로 수소를 생산할 수 있습니다.

수소가스 발생기 응용분야

이제 수소가스 발생기의 작동 원리와 실험실 직원에게 제공하는 이점에 대해 자세히 알았으니, 몇 가지 다른 응용 분야를 살펴보겠습니다.

  • 식품 사기 대처

미국 식품의약국(FDA)은 식품 사기로 인해 업계에 연간 400억 달러의 막대한 손실이 발생한다고 추산합니다. 수소 발생기는 식품의 원산지 추적 및 진위 여부 판별에 사용되는 크로마토그래피에 가스를 공급합니다. 가시광선 분광법과 더불어 가스 크로마토그래피는 전 세계적인 식품 사기 문제를 해결하는 데 사용되는 여러 분석 기술 중 하나입니다.

  • 독성학 보고서 작성

법의학자들은 독성학 보고서를 작성하는 데 사용되는 가스 크로마토그래피를 작동시키기 위해 수소 발생기를 사용합니다. 이 정교한 장비는 샘플에서 개별 성분을 분리하고 알코올, 약물, 독극물 및 기타 물질을 식별하는 데 사용됩니다.

  • 석유 및 가스 정제

샘플 내 오염 물질 검출부터 완제품 품질 분석까지, 가스 크로마토그래피는 석유 및 가스 분야에서 널리 사용됩니다. 이 분석 기법은 샘플을 개별 성분으로 분리하고 분자 지문을 생성하는 데 사용됩니다. 데이터는 정유 공장 운영 모니터링, 품질 관리 분석 수행, 수율 극대화에 활용됩니다.