Passer à l’hydrogène gazeux

Mike May est un écrivain et éditeur indépendant vivant au Texas.

Alors que les laboratoires continuent de faire face à des pénuries et à la hausse des prix de l’hélium gazeux, de nombreux scientifiques recherchent une solution alternative. Les scientifiques utilisant le gaz de nombreuses manières, notamment pour la préparation d’échantillons et diverses formes de chromatographie, les laboratoires ont besoin d’un approvisionnement fiable et abordable. Au lieu d’acheter des réservoirs d’hélium, un laboratoire peut se tourner vers un générateur d’hydrogène.

Pour aider les scientifiques à passer de l'hélium à l'hydrogène gazeux, le chef de produit Ed Connor de Peak Scientific en Écosse a élaboré un plan en sept étapes. En résumé, voici comment effectuer le changement :

1. Confirmez que l’hydrogène peut être utilisé dans vos méthodes. Dans certaines situations, un logiciel de traduction de méthode peut être utilisé pour déterminer les paramètres qui pourraient nécessiter un ajustement.

2. Remplacez le tube utilisé pour l'hélium gazeux afin d'éliminer l'arrière-plan indésirable des dépôts.

3. Sélectionnez un générateur d'hydrogène qui répond aux préoccupations de sécurité liées à ce gaz explosif et comprend un détecteur de fuite qui assure un arrêt automatique si nécessaire.

4. Installez tout le matériel nécessaire, qui pour la chromatographie en phase gazeuse (GC), par exemple, peut inclure une pompe à vide plus efficace ou un kit de mise à niveau d'hydrogène pour la source d'ions.

5. Changez les consommables si nécessaire. Dans certaines applications de GC, par exemple, le passage à l’hydrogène peut nécessiter une colonne de plus petit diamètre.

6. Configurez le système, qui variera en fonction de la plate-forme et de l'application. Avec la GC, par exemple, la colonne doit être conditionnée dans un four GC et la source d'ions doit être cuite conformément aux directives du fabricant.

7. Vérifiez les performances. Comme le note Connor, « le rapport signal/bruit est souvent réduit (de deux à cinq fois selon le système) lorsque l'on compare les résultats d'échantillons analysés avec de l'hélium par rapport à ceux de l'hydrogène. » Il déclare : « Quelques jours après le changement de gaz vecteur, le signal de fond devrait chuter à un niveau constant. »

Une fois la décision prise de passer à l’hydrogène gazeux, un laboratoire installe le générateur, et ce processus varie selon le fabricant. Certains générateurs d'hydrogène gazeux sont « de conception très simple », explique James Layton, technologue en chef chez FuelCellsEtc à College Station, Texas. Selon Layton, « avec les générateurs d'hydrogène à membrane échangeuse de protons (PEM), il vous suffit d'ajouter de l'eau déminéralisée ou distillée et de brancher le générateur au mur. » Il ajoute : « Il existe certains types de générateurs – alcalins – qui nécessitent d’abord d’ajouter un mélange d’hydroxyde de potassium au réservoir de réactif, puis de compléter avec de l’eau déminéralisée ou distillée si nécessaire. »

Un générateur d’hydrogène gazeux peut également surveiller le processus de production. À titre d’exemple, dit Layton : « Si l’hydrogène remplit un grand réservoir ou est utilisé en temps réel, l’unité continuera à fonctionner, produisant un débit maximal d’hydrogène jusqu’à ce que la pression atteigne son maximum ou que le générateur soit éteint. »

En général, le passage de l’hélium à l’hydrogène est simple. Si une méthode peut utiliser de l’hydrogène, le passage à un générateur d’hydrogène est assez simple. Dans de nombreux cas, un générateur d’hydrogène peut être « plug and play ».