Capteurs de pression pour les applications hydrogène : défis et solutions
La transition énergétique vise à faire de l'hydrogène une pilier aux côtés des énergies renouvelables et des mesures d'efficacité. Si l'hydrogène est produit à partir de sources régénératives, il est durable, polyvalent et facilement transportable. Surtout le hydrogène vert, fabriqué exclusivement avec de l'électricité écologique, est au centre des financements publics et des stratégies internationales.
L'hydrogène comme vecteur d'énergie du futur
En Europe, la production annuelle d'hydrogène s'élève actuellement à 9,8 millions de tonnes, principalement à partir de sources fossiles. L'UE prévoit d'étendre cette production à dix millions de tonnes d'hydrogène propre d'ici 2030, afin de favoriser le décarbonisation de l'industrie. Il existe différentes méthodes de fabrication et types d'hydrogène.
Hydrogène vert, gris et autres
L'hydrogène est naturellement présent uniquement lié. La méthode de récupération d'énergie lors de sa production détermine sa classification :
- Hydrogène vert : à l'aide d'électricité écologique (par ex., solaire, éolien)
- Hydrogène gris : à partir de combustibles fossiles
- Hydrogène bleu et turquoise : avec capture de CO₂ ou Méthanisation
Vue d'ensemble de la procédure d'électrolyse
Lors de l'électrolyse, l'eau est décomposée en hydrogène et oxygène par énergie électrique. Si cette énergie provient de sources vertes, on parle d'hydrogène vert – clé d'un avenir respectueux du climat.
Permeation à travers les matériaux
L'hydrogène est l'élément le plus léger et le plus petit. En raison de son rayon atomique faible, il pénètre facilement dans les métaux comme l'acier inoxydable. Ceci est un effet appelé perméation.
Pourquoi les capteurs de pression standard peuvent échouer
Les capteurs de pression piézorésistifs avec boîtiers en acier inoxydable remplis d'huile sont particulièrement sensibles : l'hydrogène diffuse à travers la membrane en acier mince, s'accumule à l'intérieur du capteur et peut le détruire à long terme.
Membranes recouvertes d'or : la clé pour des capteurs de pression durables
Avantages physiques de l'or
L'or est environ 10 000 fois moins perméable que l'acier inoxydable. Une couche d'or de seulement 1 μm d'épaisseur sur une membrane en acier de 50 μm peut retarder la pénétration de l'hydrogène d'un facteur de 10 à 100 – contre un doublement de l'épaisseur de la membrane avec un effet seulement double.
Comparaison : revêtement en or vs. épaississement de la membrane
Alors qu'un épaississement de la membrane ne protège que dans une certaine mesure, le revêtement en or entraîne une durée de vie significativement plus longue et une meilleure sécurité. Condition : un système fermé et une couche sans défaut.
Le transmetteur de pression STS ATM.1ST dans l'application hydrogène
Spécifications techniques
Le transmetteur de pression piézorésistif ATM.1ST est idéal pour les applications statiques et dynamiques à l'hydrogène :
- Plages de mesure : 0 … 50 mbar jusqu'à 0 … 1000 bar
- Précision : jusqu'à 0,05 % FS
- Hystérésis / Répétabilité : 0,01 % FS
Flexibilité grâce à une conception modulaire
Grâce à sa conception modulaire, l'ATM.1ST peut être adapté à différentes applications – de la recherche aux installations industrielles en passant par l'approvisionnement mobile en hydrogène.
Conclusion : technologie de mesure sûre et durable pour l'hydrogène
L'hydrogène offre un potentiel énorme mais impose aussi des exigences techniques élevées. Avec des membranes recouvertes d'or et une longue expérience, STS fournit des solutions robustes pour une mesure de pression sûre, efficace et durable dans des applications hydrogène exigeantes.
