Incolore, inodore et invisible à l’œil nu, l’hydrogène est un élément chimique simple mais incroyablement utile. Abondant dans l’univers, il représente environ 75 % de la matière, y compris les étoiles, l’eau et les atomes du corps humain. Si l’hydrogène est largement disponible, son isolement est une autre affaire. C’est là que les générateurs d’hydrogène gazeux entrent en jeu.

Séparation de H2O par électrolyse de l’eau

Sur Terre, l’eau (H₂O) est l’une des sources d’hydrogène les plus pratiques. Ce liquide est composé de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène, liés par des liaisons covalentes. La plupart des générateurs d’hydrogène gazeux rompent ces liaisons covalentes et divisent les molécules d’H₂O par un processus appelé électrolyse de l’eau.

Alimentés par l’électricité, ces dispositifs contiennent une cellule d’électrolyse dotée d’un catalyseur anodique et d’un catalyseur cathodique séparés par une membrane électrolytique polymère (PEM). L’application d’une tension constante à la cellule d’électrolyse déclenche une série de réactions. Les atomes d’oxygène sont attirés par le catalyseur anodique, tandis que les atomes d’hydrogène se déplacent vers le catalyseur cathodique. Le processus d’isolation des atomes permet aux générateurs de gaz de produire de l’hydrogène pur et de haute qualité presque instantanément.

Tous les générateurs d’hydrogène sont conçus pour produire un gaz de laboratoire, bien que les niveaux de pureté varient selon les modèles. Pour les applications où la pureté est primordiale, un catalyseur au platine est utilisé. Les générateurs de ce calibre peuvent produire de l’hydrogène d’une pureté allant jusqu’à 99,9995 %.

Applications des générateurs d’hydrogène gazeux

Maintenant que nous en savons plus sur le fonctionnement des générateurs d’hydrogène et les avantages qu’ils offrent au personnel de laboratoire, examinons quelques applications différentes.

  • Lutter contre la fraude alimentaire

La Food and Drug Administration (FDA) américaine estime que la fraude alimentaire coûte à l’industrie alimentaire 40 milliards de dollars par an. Des générateurs d’hydrogène alimentent en gaz les chromatographes utilisés pour retracer l’origine des produits alimentaires et en déterminer l’authenticité. Avec la spectroscopie visible, la chromatographie en phase gazeuse est l’une des nombreuses techniques d’analyse utilisées pour lutter contre la fraude alimentaire mondiale.

  • Rédaction de rapports de toxicologie

Les scientifiques forensiques utilisent des générateurs d’hydrogène pour alimenter les chromatographes en phase gazeuse utilisés pour réaliser des rapports toxicologiques. Ces instruments sophistiqués séparent les éléments individuels des échantillons et permettent d’identifier l’alcool, les drogues, les poisons et autres substances.

  • Raffinage du pétrole et du gaz

De la détection de contaminants dans les échantillons à l’analyse de la qualité des produits finis, la chromatographie en phase gazeuse est largement utilisée dans le secteur pétrolier et gazier. Cette technique analytique permet de séparer un échantillon en ses composants individuels et de générer une empreinte moléculaire. Les données permettent de surveiller les opérations de raffinage, d’effectuer des analyses de contrôle qualité et d’optimiser les rendements.