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Application Note

LD20-08
HyDetek システムソリューションを使用した
燃料電池用 UHP 水素中の微量不純物の測定

パワーをゼロエミッションにシフトする：
水素燃料電池は、ディーゼルおよびバッテリーシステムと比べて信頼性があり、二酸化炭素排出量が少なくなっています。
水素燃料電池は、燃料（水素）と酸化剤（多くの場合、酸素）の化学エネルギーの変化を 1 対の酸化還元反応を利用
して電気エネルギーに変換する電気化学セルです。
燃料電池にはさまざまな種類があり、これらはすべて等しく一般的な方法で機能し、アノード、電解質、およびカソードの 3 つの隣接するセグメントで構成され 3 つの異なるセグメントの界面で 2 つの化学反応が発生します。 2
つの化学反応により、燃料が消費されて水が生成され、電流が生成されます。これは、通常、負荷と呼ばれ電気機
器に電力供給に使用されます。
燃料電池の耐久性と性能品質を維持するには、使用する水素が ISO 14687 パート 2 に準拠しているもので、
ガスシリンダーボトルに記載されている汚染物質の許容限度を厳守して測定して下さい。
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検討が必要な
研究試験方法と開発要件

最小分析
検出限界

5

ASTM D7653-10, ASTM D7469-10

0.12

25

ASTM D7675-11

0.1

5

ASTM D7649-10

1300

ASTM D1945-03

100

構成要素

化学物質

限界

水素燃料指標H2＞9９．９７％

非水素、非ヘリウム、非粒子状成分の合計許容量
＊下記成分

100

各成分の構成要素の許容限度
水3
全炭化水素（C1 基準）

H2O
0

酸素

O2

ヘリウム
窒素、アルゴン

N2,Ar

100

ASTM D7649-10

5

二酸化炭素

CO2

2

ASTM7649-10, ASTM D7653-10

0.1

一酸化炭素

CO

0.2

ASTM D7653-10

0.01

0.004

ASTM D7652-11

0.00002

硫黄
ホムデアルデヒド

HCHO

0.01

ASTM D7653-10

0.01

ギ酸

HCOOH

0.2

ASTM S7550-09, ASTM S7653-10

0.02

アンモニア

NH3

0.1

ASTM D7653-10

0.02

ハロゲン

0.05

(work item 23815)

0.01

微粒子

1mg/kg

ASTM S7650-10, ASTM D7651-10

0.005
mg/kg

この水素燃料品質基準の目的は、プロトン交換膜（PEM）燃料電池車（FCV）用のすべての商用水素ステーションの水素燃料品質要件を指定することです。

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アプリケーション：パワー
固定燃料電池は、商業用、産業用、住宅用の一次発電およびバックアップ発電に使用されます。燃料電池は、航空宇宙産業、遠隔気象観測所、都市基幹公園、大規模公園、国営公園、通信基地、研究施設を含む、遠隔施設および
特定の軍事用途での電源として非常に役立ちます。水素を利用した燃料電池システムは、コンパクトで軽量であり、可動部品が少ないのが特長です。
輸送
水素自動車は、水素燃料を動力として走る自動車です。水素自動車には、乗用車、大型自動車、バス、フォークリフト、電車、ボート、飛行機、潜水艦、ロケットなどが含まれます。 このような車両の動力部は、一般的に内燃機関で水素を燃焼させるか、燃料電池で水素を酸素と化学反応させて電気モーターを作動させて水素の化学変換エ
ネルギーを機械エネルギーに変換します。また、汚染物質として水蒸気のみを排出するためエコです。

水素アプリケーション：
水素は、元素として地球上に豊富に存在しています。ほとんどの場合、水（H2O）やメタン（CH4）などの別物質の一部として検出されるので、燃料電池電気自動車で使用するために純粋な水素（H2）に分離する必
要があります。
水素は、化石燃料（石油）、バイオマス燃料、電気による水の電気分解を利用するなど、多様な国内資源から生成することができます。水素の地球環境への影響とエネルギー効率は、水素の生成方法によって異なります。
現在では、ほとんどの水素が天然ガスから生成されています。水素燃料電池技術研究施設では、再生可能な資源から水素を生成するさまざまな方法を模索しています。ここでは、水素燃料電池用の水素を製造するために使用される最も一般的な技術である、（NG 分解）改質と水の電気分解について説明します。
天然ガス改質を利用した生産
天然ガスの改質は、既存の天然ガスパイプライン供給インフラ基幹システムに基づいて構築された成熟した生産プロセスです。現在では世界で生産される水素のほとんどが大規模中央プラントでの天然ガス改質から生産されています。これは、短期間で水素を生産するために重要な技術です。
どのように機能しますか？
天然ガスには、蒸気メタンの再形成や部分酸化などの熱プロセスで水素を生成するために使用されるメタン（CH4）が含まれています。

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水蒸気改質とメタン改質
現在主流となっている水素の生産方法は、天然ガスや石油などのメタン源から水素を生成する方法です。安価で製造が行えることから既に成熟された手法であり、高温蒸気下（700°C〜1,000°C）で水蒸気とメタン源を反応させて水素を生成します。
水蒸気改質とメタン改質では、メタン源は高温の触媒を介して圧力 3〜25bar で水蒸気と反応し、水素や一酸化炭素および少量の二酸化炭素を含むガスを発生させます。
水蒸気改質は、吸熱反応です。つまり、反応を促進させるにはプロセスに熱を供給する必要があります。
続いて、いわゆる「水性ガスシフト反応」では、一酸化炭素と水蒸気を触媒を介して反応させ、二酸化炭素と水素を生成します。 「圧力スイング吸着法」を利用した最終プロセスでは、二酸化炭素とその他の不純物がガス流から除去され、純粋な水素が残ります。水蒸気改質は、エタノール、プロパン、さらにはガソリンなどの他の燃料から水素を生成するためにも使用されます。

水蒸気メタン改質反応
水性ガスシフト反応

CH4 + H2O（+熱）→CO + 3H2
CO + H2O→CO2 + H2（+少量の熱）

部分酸化改質
部分酸化改質では、天然ガスに含まれるメタン源やその他の炭化水素、重質炭化水素燃料を限られた量の酸素（通常は、空気）と混合させ、二酸化炭素と水素を生成します。
利用可能な酸素量が化学量論量よりすくない場合、反応生成物は、水素と一酸化炭素（反応に純酸素ではなく空気で行われた場合は窒素）および少量の二酸化炭素と化合物を含みます。

水性ガスシフト反応では、一酸化炭素が水と反応して二酸化炭素とより多くの水素が発生します。
部分酸化改質は、発熱プロセスなので排熱現象を含みます。また、部分酸化改質は、一般的に水蒸気改質よりもはるかに高速（反応が始まるまでの時間が短い）であり、外部から熱量を加える必要がないので小型であることがメリットです。しかし、部分酸化の化学反応に見られるように、水蒸気改質よりも投入燃料の単位あたりの水素生成量が少なくなります。

メタン反応の部分酸化
水性ガスシフト反応

CH4 +½O2→CO + 2H2（+熱）
CO + H2O→CO2 + H2（+少量の熱）

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なぜ、この手法が尊重されるのですか？
低コストである天然ガス資源を改質することで、水素燃料電池電気自動車（FCEV）やその他の用途に水素を供給することができます。長期的に米国エネルギー省（DOE）は、天然ガス資源からの水素生産量を再生可能エネルギ
ー、原子力、石炭（炭素回収および貯留を伴う）およびその他の低炭素資源や様々なエネルギー源から増産を実現するために研究開発を行っています。
石油燃料の使用量と排出量は、ガソリンを動力源とするガソリン車よりも低くいです。FCEV テールパイプの唯一の製品は水蒸気ですが、天然ガスから水素を生成し FCEV で使用する水素を供給して貯蔵する上流プロセスであっても、最近のガソリン車と比較して、温室効果ガスの総排出量は半分に削減され、石油は 90％以上削減されています。

水の電気分解を利用した生産
電気分解は、再生可能資源から水素を生産するのに有効な手段です。電気分解は、電気を使用して「水」を水素と酸素に分解するプロセスで、電解槽と呼ばれるユニットエリアで行われます。電解槽のサイズは、小規模の分散型水素生産に適した小型に特化したサイズの機器から、再生可能またはその他の温室効果ガスを排出しない形態の電力に直結された大規模な中央生産施設までさまざまです。生産された水素は、産業、輸送、アンモニアとメタノールの生成用途で使用されます。

それはどのように機能しますか？
燃料電池と同様に、電解槽は電解質によって分離されたアノードとカソード、隔膜などから構成されています。異なる電解質は、含まれる主な電解質材料の種類が異なるため、それぞれわずかに異なる方法で機能します。

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高分子電解質膜電解槽
高分子電解質膜（PEM）電解質は、固体の特殊プラスチック材料を使用します。
 水はアノードで反応し、酸素と正に帯電した水素イオン（陽）を形成します。
 電子は外部回路を通り、水素イオンは PEM を横切ってカソードに選択的に移動します。
 カソードでは、水素イオンが外部回路からの電子と結合して水素ガスを形成します。
アノード反応：カソード反応：

2H2O
4H + + 4e-→ O2 + 4H + + 4e
→ 2H2

アルカリ電解槽
アルカリ電解槽は、電解質を介してカソードからアノードに水酸化物イオン（OH-）が移動することで動作しカソー
ド側で水素が生成されます。電解質として水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの液体アルカリ溶液を使用した
電解質は、市場で広く使用されています。固体アルカリ交換膜を電解質に使用した方法は、実験室用途で有望です。
固体酸化物電解槽
固体セラミック材料を電解質として使用し、高温で負に帯電した酸素イオン（O2-）を選択的に伝導する固体酸化物電解槽は、少しだけ異なる方法で水素を生成します。


水を電気分解すると、陰極に水素が発生し、外部回路から電子と結合して水素と負に帯電した酸素イオンを生成します。
酸素イオンは固体セラミック膜を通過し、アノードで反応して酸素ガスを形成して外部回路用で電子を生成します。

固体酸化物電解槽は、固体酸化物膜が適切に機能するのに十分な高温で動作する必要があります。（70°–90°Cで動作する PEM 電解槽および 100°–150°C で動作するアルカリ電解槽と比較して、約 700°–800°C）
固体酸化物電解槽は、これらの高温で利用可能な熱（原子力エネルギーを含むさまざまな熱源）を効果的に使用して、水から水素を生成するために必要な電気エネルギーの量を減らすことができます。
なぜ、この手法が尊重されるのですか？
水の電気分解によって生成された水素は、利用するエネルギー源によっては、温室効果ガスの排出をゼロにする
ことができます。電気分解による水素製造の利点と経済的に実行できる可能性を評価する際には、必要な電力の供給源（コスト効率および発電に起因する排出量を含む）を精査する必要があります。
多くの国と地域では、温室効果ガスが放出され、発電プロセスの効率が低く、必要な燃料も多いため、現在の電力
網は電気分解に必要な電力を供給するのに理想的ではありません。電気分解を利用した水素製造は、再生可能（風力）エネルギーおよび原子力エネルギーの選択肢に限られます。これらの手法は、温室効果ガスと基準汚染物
質の排出量は実質的にゼロになります。
再生可能エネルギー発電との相乗効果の可能性
水の電気分解を利用した水素製造は、一部の再生可能エネルギー技術の特長である可変発電との相乗効果が期待できます。たとえば、風力発電のコストは下がり続けていますが、風力の固有の変動性は風力発電の効率の障害となっています。水素燃料生産と発電を風力発電所に統合することで、生産をシフトしリソースの可用性をシス
テムの運用ニーズや市場ニーズにより合わせることができます。また、風力発電所の余剰電力の生産時は、一般的に行われているように電力発電量を削減せずに、余剰電力を利用して電気分解から水素を生成することができます。

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天然ガス改質アプリケーションのための分析：供給される天然ガスの約 1/4 は化学反応に必要なエネルギーを供給するために燃焼され、一方で残りは硫黄分が取り除かれます。そして高圧蒸気が加えられ、ニッケル-アルミナ触媒上でメタンと反応します。合成ガスには、
H2、CO2、CO、および未反応の CH4 と H2O の混合物が含まれています。この合成ガスは、より低温のシフト
リアクターに送られます。（シフトリアクターの出力は、約 3/4 が水素です。）圧力サージ吸着ユニットでは、不純物が除去されバーナーを使用して再利用され、最終的に 99.9％を超える純粋な水素が得られます。

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合成ガス測定LDetek 社のガスクロマトグラフ（GC）は、合成ガス中の微量 H2S-COS を測定するために使用され、輸送および産業用途のカーボンニュートラル（炭素中立）合成燃料の製造に使用する合成ガスの品質を監視します。生成された合成ガスは、アンモニアやメタノールの生成にも使用されます。使用する機器は、H2、CO2、および CO の混合ガス中の低 ppm/ppb の H2S および COS を選択的に測定するために適切な光学構成で構成された 1 台のPlasmaDetek2 検出器を搭載した MultiDetek2 です。
MD2 は、硫黄などの粘着性不純物の表面吸収を回避するために Sulfinert®でコーティングされた MXT キャ
ピラリーカラムで構成されます。分析器の流路全体が Sulfinert®でコーティングされ、低 ppm/ppb の硫黄を測定するために機器の性能を保証します。機器は、標準の小型ラックマウント筐体の場合は安全なエリア、パージ/加圧された筐体の場合は Ex-Proof（危険）エリアに設置することができます。

圧力スイング吸着（PSA）水素測定
MD2 は、PSA ステージ直後に H2 純度をパーセント測定するためにも使用できます。機器は、TCD で 99％〜
100％の水素純度を測定するように構成され、標準の小型ラックマウント筐体の場合は安全なエリア、パージ/加圧された筐体の場合は Ex-Proof（危険）エリアに設置することができます。

純水素測定
最も重要なことは、MD2 を使用して最終的に生成された高純度水素を測定することです。この機器は、サブ ppb
レベルの不純物測定用の PED、ppm He 分析用の TCD、微量水分測定用の水晶モジュールなどの数種類の検出器の組み合わせで構成されています。すべての構成品が１台の分析器に搭載されているので、LDetek は SAE
スタンダードに準拠して、水素燃料電池向けの水素に必要な分析の完全なスペクトルを提供します。機器は、標準の小型ラックマウント筐体の場合は安全なエリア、パージ/加圧された筐体の場合は Ex-Proof（危険）エリアに設置することができます。
『結果』で後述するように、アプリケーション全体をカバーするには、MD2 をモデル化した 2 台の機器が必要です。
x1 … ppb レベルの硫黄、ギ酸、ホルムアルデヒド、アンモニア、およびハロゲン化物の分析用
x1 … 微量 O2-Ar-N2-CH4-CO-CO2-NMHC-He-H2O を測定用

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水の電気分解生成のための分析：

純水素測定
水の電気分解を利用した水素製造では TCD 検出器（範囲：99％〜100％）を搭載した MD2 を使用して、パーセント溶液モードで水素の純度を測定します。サブ ppb レベルの微量不純物の場合、機器は SAE 規格で要求された不純物用の PED と、微量水分用の水晶モジュールで構成されています。この生産方法では、製造プロセスで汚染物質が生成/含まれないように監視するために、硫黄、ハロゲン化、ホルムアルデヒド、炭化水素、ギ酸を測定する必要がなくなります。この結果、分析ソリューションがより簡略化され、微量 O2-Ar-N2-CO-CO2-H2O の分析に重点を置くことができます。測定する不純物が多かれ少なかれある場合、MD2 の構成の変更は、MD2 プ
ラットフォームのモジュール性で変更することができます。

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水素生産のポイント：

MULTIDETEK2 の機器構成：
LDetek は TCD（He）と水晶振動子（H2O）を組み合わせた PlasmaDetek2 検出器（特許取得済み）を使用して、水素燃料電池アプリケーションで測定を求められる全ての汚染物質を完全に分析するためのソリューションを提供します。このアプリケーションノートでは、MD2 の様々な機器構成の組み合わせで、それぞれのアプリケーシ
ョンで必要とされるサブ ppb 検出を実現するための機器構成を示しています。
燃料電池向けの水素生産用途としての完璧な機器構成には、最大３モデルの MD2 が必要です。機器のモジュール性によって、アプリケーション要件に応じていくつかの変更を適用することができます。各 GC は、後述する
様々なチャンネルで構成されています。

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MultiDetek2 GC#1
チャンネル１：H2S-COS-NH3-CH2O-CH2CL2
不純物範囲（PPB）

LDL(PPB)

再現性（％）

検出器

H2S（硫化水素）

0-500

0.4

0.8

PED

COS（硫化カルボニル）

0-500

0.5

0.6

PED

NH3（アンモニア）

0-1000

2.5

0.3

PED

CH2O（ホルムアルデヒド）

0-500

2.0

0.4

PED

ハロゲン化 CH2Cl2（塩化メチレン）

0-1000

10.0

1.0

PED

チャンネル 2：CH4S-CS2-DMS-DMDS-HCOOH
不純物

範囲（PPB）

LDL(PPB)

再現性（％）

検出器

CH4S（メチルメルカプタン）

0-500

0.5

1.5

PED

CS2（二硫化炭素）

0-500

0.2

0.7

PED

DMS（ジメチルスルフィド）

0-500

0.2

0.9

PED

DMDS（ジメチルジスルフィド）

0-500

0.45

1.6

PED

HCOOH（ギ酸）0-1000

2.0

0.4

PED

不純物

範囲（PPB）

LDL(PPB)

再現性（％）

検出器

He

0-1000

1ppm

0.5

TCD

H2O

0-10

10.0

0.5

Quartx Crystal

チャンネル 3：He または H2O の選択※

*チャンネル３は、要件に応じて、GC＃1 または GC＃2 から分割または交換できます。

チャンネル 1 および 2 は、硫黄用の選択的光学フィルターとホルムアルデヒド/アンモニア/ギ酸用に構成された
PlasmaDetek2 検出器を使用しています。各光学部品は、水素バックグラウンドからの干渉を制限し、サブ
ppb 感度を提供するための狭い波長を持っています。両方のチャンネルは、ppb レベルの測定をおこなう不純物の表面吸着リスクを回避するため、適切な sulfinert®コーティングダイアフラムバルブ、フィッティング、およびチューブで構成して下さい。 使用されるカラムはキャピラリー/ sulfinert®/金属化 MXT シリーズなので、粘着性および吸収性ガスに対する耐性はありません。適切な機器コンポーネントを LDetek 社の高感度かつ選択的な PlasmaDetek2 検出器と組み合わせることで、最高の感度を得ることができます。
チャンネル３は、ppm レベルのヘリウムを測定するための TCD、または微量 H2O を測定するための水晶検出器で構成されています。両方の検出器を必要としている場合は、２個目の検出器を GC＃２のチャンネル３に取り付けます。TCD を搭載した TraceHe の場合、機器はキャリアガスとしてアルゴンを必要とします。微量 H２O を測定する場合、水晶検出器は内部構成部品と一緒に取り付けられます。詳細は、MD2 に付属されている微量水分モジュールの設計レポートを参照して下さい。

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MultiDetek2 GC#２
チャンネル１：N2-CH4-CO-CO2
不純物範囲（PPB）

LDL(PPB)

再現性（％）

検出器

N2(窒素)

0-10

0.5

0.1

PED

CH4(メタン)

0-10

3.5

0.1

PED

CO（一酸化炭素）

0-10

1.5

0.1

PED

CO2（二酸化炭素）

0-10

1.5

0.1

PED

不純物

範囲（PPB）

LDL(PPB)

再現性（％）

検出器

Ar(アルゴン)

0-10

0.5

0.2

PED

O2（酸素）

0-10

10.0

0.2

PED

NMHC（非メタン炭化水素）

0-10

4.0

0.6

PED

不純物

範囲（PPB）

LDL(PPB)

再現性（％）

検出器

He

0-1000

1ppm

0.5

TCD

H2O

0-10

10.0

0.5

Quartx Crystal

チャンネル 2：AR-O2-NMHC

チャンネル 3：He または H2O の選択※

*チャンネル３は、要件に応じて、GC＃1 または GC＃2 から分割または交換できます。

MD2 は、アプリケーション要件に応じて異なる構成にすることができます。MD2 のモジュール性は、測定ニーズに応じて適した部品を選択できるという利点があります。チャンネル 1 では、微量 N2-CH4-CO-CO2 を測定用の PED が最初のブロックに構成され、次のブロックには N2、CH4、および CO/CO2 用の選択的光学フィル
ターを備えた PlasmaDetek2 が構成されています。
チャネル２も Ar-O2NMHC の測定に PED を使用しています。PlasmaDetek2 は 3 つの選択的光学フィルターで構成され、1 つ目は Ar、2 つ目は O2、3 つ目は NMHC に使用されています。このユニットでの微量 O2 分
析には、O2 の安定した反復 ppb 検出を可能にするドーピングガスシステムが必要です。
チャンネル 3 は、GC＃1 の説明で説明されているように構成されています。

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MultiDetek2 GC#３
チャンネル１：純水素
不純物

範囲（PPB）

精度(％)

検出器

測定時間（秒）H2(重水素)99-100

0.001

TCD

60

この MD２構成は、一般的に微量不純物分析装置と組み合わせて設置される水素（99％〜100％）の純度を監視用途として使用されます。この純度計は、生産された水素の純度を迅速に監視するために高速応答と分析時間（60 秒）を特長としています。機器がプロセスアラームを発砲している場合、微量不純物検出器が問題のある不純物の詳細データを提供します。2 つの機器を使用する事は、水素製造の生産率と正確性を確保するためのベスト
な選択肢です。この MD2 は、TCD 検出器とストレートインジェクションで構成されています。全ての不純物は、TCD 検出器により測定され 1 つのピークとして現れます。参照ガスとキャリアガスには水素を使用して下さい。

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結果：
ガスクロマトグラム：GC#1/チャンネル 1
サンプル：100ppb H2S, COS バランス H2

サンプル：3ppb H2S, COS バランス H2

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サンプル：500ppb CH20 バランス H2

サンプル：210ppb CH20 バランス H2

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サンプル：70ppb CH20 バランス H2

サンプル：1025ppb NH3 バランス H2

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サンプル：510ppb NH3 バランス H2

サンプル：150ppb NH3 バランス H2

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LDL :
構成

濃度（PPB）

ピーク高(mV)

ノイズ（ｍV）

LDL（3x ノイズ）（PPB）

H2S（硫化水素）

3.5

105.8

4.2

0.41

COS（硫化カルボニル）

3.79

124.9

9.2

0.80

CH2O（ホルムアルデヒド）

71.4

352.7

2.05

1.24

NH3（アンモニア）

145

219.4

1.32

2.61

注：他の LDL は、異なる注入量とクロマトグラフィー条件で取得できます。

再現性:
サンプル：3ppb H2, COS バランス H2Wed, Aug-26-2020

サンプル：135ppb NH3 & 75ppb CH20 バランス H2

H2S

COS

Historic

3.564

4.102

Tue, Jul-21-220

17:29:23

3.565

4.145

17:19:13

3.533

4.151

17:09:03

3.543

4.185

16:58:53

3.506

16:48:42

3.530

17:39:32

Description

Description

NH3

CH2O

13:55:43

136.16275.984

13:38:50

136.75976.416

13:22:00

136.398

76.4414121

13:05:08

136.70976.621

4.145

12:48:16

136.84876.707

12:31:24

137.460

76.683

不純物

H2S

COS

NH3

CH2O

平均（PPB）

3.534

4.142

136.7

76.48

シグマσ（PPB）

0.028

0.028

0.44

0.27

CV(％)

0.80

0.68

0.32

0.35

CVx3(%)

2.40

2.05

0.97

1.06

ステータス

Pass

Pass

Pass

Pass

再現性（％）

0.8

0.6

0.3

0.4

一連（６回）の連続分析と許容される変動係数（CV）の 3 倍の値を考慮して、再現性と適合性試験は 5％未満である必要があります。“再現性％”は、これら 6 回の分析の平均に 6 個の連続した分析のシグマを適用することで得られます。試験は、良好な再現性を得るために厳密性が求められる濃度のスケールの下限部分で実行されます。
再現性試験を高濃度で実施すると、再現性が向上します。 これは、極低濃度での再現性観点からシステムのパフォーマンスを示しています。

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直線性 :不純物：アンモニア（NH3）
応答範囲（カウント）

濃度（ppb）

0

0

17460

150

61432

510

1232941025

不純物：ホルムアルデヒド（CH20）
応答範囲（カウント）

濃度（ppb）

0

0

5461

71

16121

211

38336

501

クロマトグラム:GC＃１/チャンネル 2
サンプル：100ppb

CH4S-CS2-DMS-DMDS / 330ppbHCOOH バランス H2

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サンプル：2ppb CH4S-CS2-DMS-DMDS / 50ppb HCOOH バランス H2

LDL:
構成

濃度（PPB）

ピーク高(mV)

ノイズ（ｍV）

CH4S（メチルメルカプタン）

1.89

65.4

6.3

LDL
（3x ノイズ）（PPB）
0.50

DMS（ジメチルスルフィド）

1.44

41.9

2.0

0.20

CS2（二硫化炭素）

3.23

96.3

1.91

0.19

DMDS（ジメチルジスルフィド）

1.36

45.0

5.0

0.45

HCOOH（ギ酸）

47.0

213.9

3.15

2.00

注：他の LDL は、異なる注入量とクロマトグラフィー条件で取得できます。

安定性:
サンプル：2ppb CH4S-CS2-DMS-DMDS / 50ppb HCOOH バランス H2
Historic

Description

CH4S

DMS

CS2

DMDS

HCOOH

07:49:10

1.879

1.334

3.344

1.265

47.865

07:32:18

1.873

1.316

3.338

1.230

48.020Thu, Sep-10-2020

07:15:26

1.904

1.343

3.359

1.226

47.95806:58:35

1.924

1.317

3.384

1.272

48.07406:41:43

1.951

1.343

3.397

1.265

48.27906:24:51

1.940

1.326

3.389

1.259

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不純物

CH4

DMS

CS2

DMDS

HCOOH

平均（PPB）

1.91

0.33

3.37

1.25

48.08

シグマσ（PPB）

0.03

0.012

0.024

0.02

0.17

CV(％)

1.66

0.91

0.74

1.57

0.36

CVx3(%)

4.98

2.73

2.22

4.72

1.08

ステータス

Pass

Pass

Pass

Pass

Pass

再現性（％）

1.5

0.9

0.7

1.6

0.4

一連（６回）の連続分析と許容される変動係数（CV）の 3 倍の値を考慮して、再現性と適合性試験は 5％未満である必要があります。“再現性％”は、これら 6 回の分析の平均に 6 個の連続した分析のシグマを適用することで得られます。試験は、良好な再現性を得るために厳密性が求められる濃度のスケールの下限部分で実行されます。
再現性試験を高濃度で実施すると、再現性が向上します。 これは、極低濃度での再現性観点からシステムのパフォーマンスを示しています。

クロマトグラム:GC＃2/チャンネル 1
サンプル：4ppm N2-CO2-CH4-CO Balance H2

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サンプル：500ppb N2-CO2-CH4-CO Balance H2

クロマトグラム:GC＃2/チャンネル 2
サンプル：4ppm Ar Balance H2

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サンプル：500ppb Ar Balance H2

サンプル：4ppm NMHC(C3H8) Balance H2

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サンプル：500ppb NMHC(C3H8) Balance H2

クロマトグラム:GC＃2/チャンネル 3
サンプル：50ppm He Balance H2

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LDL:
構成

濃度（PPB）

ピーク高(mV)

ノイズ（ｍV）

N2(窒素)

565

401

0.349

LDL
（3x ノイズ）（PPB）
1.48

CO2（二酸化炭素）

395

301

0.376

1.48

CH4（メタン）

439

324

0.889

3.61

CO(一酸化炭素)

421

259

0.345

1.68

Ar（アルゴン）

514

342

0.107

0.48

NMHC(非メタン炭化水素)

520

375

0.965

4.01

He(ヘリウム)

50ppm

1995

12.97

1.00ppm

注：他の LDL は、異なる注入量とクロマトグラフィー条件で取得できます。

安定性:
サンプル 1ppm Ar-N2-NMHC-CO2-CH4-CO Balance H2
Start

AR

N2

NHMC

CO2

CH4

CO

2020-05-21 20:16

0.889ppm

1.171ppm

0.564ppm

1.045ppm

1.161ppm

1.042ppm

2020-05-21 20:02

0.889ppm

1.174ppm

0.567ppm

1.045ppm

1.161ppm

1.042pm

2020-05-21 19:49

0.886ppm

1.174ppm

0.568ppm

1.044ppm

1.161ppm

1.042ppm

2020-05-21 19:35

0.886ppm

1.174ppm

0.571ppm

1.046ppm

1.159ppm

1.041ppm

2020-05-21 19:21

0.886ppm

1.174ppm

0.573ppm

1.044ppm

1.160ppm

1.042ppm

2020-05-21 19:08

0.887ppm

1.174ppm

0.573ppm

1.042ppm

1.163ppm

1.043ppm

不純物

Ar

N2

NMHC

CO2

CH4

CO

平均（PPB）

887.2

1173.8569.3

1044.31160.81042

シグマσ（PPB）

1.47

1.60

3.61

1.37

1.33

0.63

CV(％)

0.17

0.14

0.63

0.13

0.12

0.06

CVx3(%)

0.5

0.41

1.90

0.39

0.35

0.18

ステータス

Pass

Pass

Pass

Pass

Pass

Pass

再現性（％）

0.2

0.1

0.6

0.1

0.1

0.1

一連（６回）の連続分析と許容される変動係数（CV）の 3 倍の値を考慮して、再現性と適合性試験は 5％未満である必要があります。“再現性％”は、これら 6 回の分析の平均に 6 個の連続した分析のシグマを適用することで得られます。試験は、良好な再現性を得るために厳密性が求められる濃度のスケールの下限部分で実行されます。
再現性試験を高濃度で実施すると、再現性が向上します。 これは、極低濃度での再現性観点からシステムのパフォーマンスを示しています。

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クロマトグラム:GC＃3/チャンネル 1
サンプル：100.000% H2

サンプル：99.989% H2

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サンプル：99.890% H2

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サンプル：99.837% H2

サンプル：99.541% H2

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サンプル：99.055% H2

LDL/精度:％レベル濃度は、H2/N2 を希釈します。100％H2 と希釈 H2 濃度の差が適用されます。
構成

濃度（PPB）

ピーク高(mV)

ノイズ（ｍV）

H2（水素）

0.012

36.124

3.472

LDL（3x ノイズ）（PPB）
0.003

精度
（3x ノイズ）（％）+/-0.0015

注：他の LDL は、異なる注入量とクロマトグラフィー条件で取得できます。

安定性:
サンプル：99.750% H2
Start

H2

2020-07-16 10:28

99.756%2020-07-16 10:26

99.756%2020-07-16 10:25

99.756%2020-07-16 10:24

99.756%2020-07-16 10:22

99.756%2020-07-16 10:21

99.756%2020-07-16 10:19

99.756%2020-07-16 10:18

99.755%2020-07-16 10:16

99.755%2020-07-16 10:15

99.755%2020-07-16 10:14

99.755%ｗｗｗ.ldetek.jp
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証明：
ATEX

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IECEｘ

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EMC 指令 2004/10EC の免除については EN 61000-6-2-2005、
排出については EN61000-6-4：2007 に準拠しています。
文書番号＃53220/EMC 試験レポート

結論：
MD2 は、PlasmaDetek2 検出器と TCD および水晶センサーを 1 つのシステム内に組み込むことで、最適な再現性と直線性を保って求められる検出限界で、全ての汚染物質を測定できます。機器構成の柔軟性を生かして、用件に合わせて機器の校正を適合させることができます。MD2 のシステムは、小型のラックマウントタイプです。
計測に必要な機材が全て格納されている LDRack システムを使用して、任意の安全な区域に設置できます。 防爆（危険）区域での設置が求められている場合は、防爆区域での測定用途向けに認定された加圧筐体を選択します。屋外温度（-30～+40℃）向けに校正された温度制御ソリューションによって、LDetek 社のシステムは屋内
および屋外でも使用する事ができます。業界標準に則って水素燃料電池向けの水素を測定するための認定要件を満たした、１つの選択肢です。

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参考文献：
燃料電池車の水素燃料品質
SAE J2719 SEP2011
http://www.sae.org
微量水分分析用の MultiDetek2GC に統合された水晶センサーの設計レポート：
MultiDetek2GC および LDP1000 ガス清浄機の EMC テストレポート
CRIQ ファイル 670-53220
ATEX および IECEx のテストレポートと認証
QPS：ExTR 参照番号 CA / QPS / ExTR19.0028 / 00

本資料に関する、詳細、質問については、お気軽に下記までお問い合わせください。
ミッシェルジャパン株式会社 LDetek 事業部
WEB : www.ldetek.jp
Mail : info@ldetek.jp

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