Rédigé par J.C. Arènes
VP Ventes et Service
Jan 2, 2024
Le Canada trace audacieusement son chemin vers un avenir à émissions nettes nulles de gaz à effet de serre d'ici 2050, avec un accent particulier sur l'hydrogène propre. Comme l'un des 10 plus grands producteurs d'hydrogène au niveau mondial, le Canada est idéalement positionné pour devenir l'un des principaux exportateurs d'hydrogène et de ses technologies innovantes. Le pays adopte diverses méthodes de production telles que le reformage vapeur-méthane, la gazéification de la biomasse et du charbon, et l'électrolyse. Le passage du Canada à l'économie de l'hydrogène met en évidence son engagement environnemental et souligne son rôle de pionnier dans la technologie de l'énergie propre.
Ce que vous apprendrez :
Engagement du Canada pour des Émissions Nettes Zéro : Aperçus des plans ambitieux du Canada pour atteindre des émissions nettes nulles de gaz à effet de serre d’ici 2050 grâce à une dépendance accrue à l’hydrogène propre.
Méthodes de Production d’Hydrogène : Vue d’ensemble des différentes techniques de production d’hydrogène, y compris le reformage vapeur-méthane, la gazéification de la biomasse et du charbon, et l’électrolyse.
Rôle du Canada dans l’Économie de l’Hydrogène : Compréhension de la position du Canada en tant que producteur d’hydrogène de premier plan et son potentiel en tant qu’exportateur majeur d’hydrogène et de technologies liées.
Innovations dans l’Analyse de l’Hydrogène : Découvrez des technologies avancées d’analyse de l’hydrogène telles que les Analyseurs à État Solide, les Analyseurs de Conductivité Thermique, la Spectroscopie par Absorption Laser à Diode Accordable, et plus encore.
Comme de nombreux pays, le Canada a établi des plans ambitieux pour des émissions de gaz à effet de serre nulles d’ici 2050 d’ici 2050, un objectif qui dépendra sans aucun doute d’une utilisation accrue de l’hydrogène propre. Alors que le monde s’efforce de s’éloigner des sources de carburants hydrocarbonés, la demande en hydrocarbures comme blocs de construction pour les plastiques et autres matériaux reste, nous incitant ainsi à préserver cette ressource finie. Déjà l’un des 10 principaux pays producteurs d’hydrogène au monde aujourd’hui, le Canada est prêt à bénéficier de ses riches ressources et d’un secteur énergétique solide pour devenir un important exportateur d’hydrogène et de technologies liées à l’hydrogène. Divers processus existent déjà pour la production d’hydrogène, tels que :
- Reformage vapeur-méthane
- Gazéification de la biomasse et du charbon
- Électrolyse
Ces technologies sont si intéressantes pour la nouvelle économie et l’industrie de l’hydrogène qu’il existe maintenant des groupes dédiés tels que « Canadian Hydrogen Working Group[2] » et Canadian Hydrogen and Fuel Cell Association[3] sur des plateformes de médias sociaux comme LinkedIn.
Analyseurs à État Solide
Les détecteurs à état solide tirent parti de la taille physique minuscule de la molécule d’hydrogène pour effectuer des mesures. Les molécules d’hydrogène peuvent facilement migrer dans les espaces au sein d’une matrice de capteurs en palladium-nickel et modifier ses propriétés électriques. Le changement de capacité ou de résistance de la matrice peut être corrélé à une concentration d’hydrogène dans un mélange gazeux. Cependant, il y a certaines limitations en termes de conditions physiques (température et pression) et de la composition de l’échantillon.
Analyseurs de Conductivité Thermique
La conductivité thermique est une mesure de la capacité d’un matériau à conduire la chaleur. La conductivité thermique de l’hydrogène est nettement plus élevée que celle de tout autre gaz, ce qui permet son utilisation dans son analyse. Mesurer la conductivité thermique d’un mélange gazeux peut servir à déterminer sa composition, bien que cette technique soit mieux appliquée à des mélanges binaires contenant des gaz aux conductivités thermiques différentes.
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Spectroscopie par Absorption Laser à Diode Accordable
Il est bien compris que la quantité d’énergie absorbée par un gaz à des longueurs d’onde spécifiques (souvent dans les spectres infrarouge ou ultraviolet) peut être utilisée comme une technique pour déterminer la concentration de ce gaz (selon la loi de Beer-Lambert). Le défi avec les photomètres traditionnels a toujours été de trouver des régions du spectre où l’interférence d’autres gaz dans le mélange peut être évitée ou minimisée. Plutôt que d’utiliser des filtres optiques de précision pour gérer l’énergie surveillée, les analyseurs de gaz à diode laser accordable contrôlent la longueur d’onde de l’énergie émise à la place. Cette technologie avancée a ouvert la possibilité de mesurer la concentration de gaz hydrogène en utilisant la spectroscopie par absorption infrarouge. Les analyseurs de spectroscopie d’absorption TDL (TDLAS) bénéficient également parfois de la possibilité d’être installés directement sur une ligne de processus ou un récipient sans nécessiter un système d’échantillonnage extractif.
Spectroscopie par Résonance de Cavité
Une variation de la technologie TDLAS, la Spectroscopie par Résonance de Cavité (CRDS), utilise des cellules d’échantillon réfléchissantes de haute précision pour obtenir des longueurs de trajet optique de centaines de kilomètres. Conformément à la loi de Beer-Lambert susmentionnée, cela permet des mesures à des concentrations très faibles (souvent, des parties par billion). Le temps nécessaire pour que l’énergie d’intérêt se dissipe en parcourant des centaines de kilomètres dans le gaz d’échantillon est une fonction de la concentration du composant d’intérêt. Dans le cas de l’analyse de l’hydrogène en CRDS, le gaz est d’abord séché puis passe à travers un module de conversion catalytique, qui transforme les molécules d’hydrogène en molécules d’eau facilement mesurables.
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Chromatographie en Phase Gazeuse
Avec la capacité de séparer physiquement des mélanges gazeux complexes en leurs composants d’intérêt, les chromatographes en phase gazeuse sont des outils analytiques extrêmement puissants. Dans le cas de l’hydrogène, une fois séparé de l’échantillon par les colonnes du chromatographe, sa concentration peut être mesurée par un détecteur simple de conductivité thermique. Le détecteur compare la conductivité thermique du composant de l’échantillon avec celle du gaz porteur en écoulement constant. Les chromatographes en phase gazeuse peuvent être conçus pour mesurer plusieurs composants d’un échantillon gazeux, ce qui en fait un choix populaire dans l’industrie de la transformation chimique.
Mass Spectroscopy
Comme le chromatographe en phase gazeuse, un spectromètre de masse effectue une séparation des composants de l’échantillon afin de les mesurer individuellement. L’échantillon est d’abord ionisé dans un champ électrique fort, puis les ions peuvent être mesurés individuellement selon leur rapport masse/charge. Le logiciel peut ensuite analyser les signaux des différentes valeurs masse/charge et fournir une analyse des concentrations des composants. Les spectromètres de masse sont souvent choisis dans des applications où leur rapidité de réponse (généralement seulement quelques secondes) peut être bénéfique.
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Avec une telle diversité de techniques analytiques, choisir l’analyseur le plus adapté pour une application spécifique peut paraître une tâche redoutable. Chaque méthode offre un ensemble unique d’avantages et de défis. Parmi les facteurs essentiels à prendre en compte, citons les conditions du processus dans lesquelles l’analyseur fonctionnera, l’environnement de l’installation, les exigences analytiques spécifiques et, surtout, les contraintes budgétaires.
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