水素利用における酸素分析

酸素モニタリングと安全に関するガイド

水素の製造、精製、貯蔵、輸送、燃料電池研究、および危険場所での用途に対応する酸素分析計・センサーソリューション。

概要

水素は、現代の産業において最も多用途なエネルギーキャリアの一つです。燃料電池、半導体製造、化学合成、あるいはエネルギー貯蔵のいずれを目的として水素を製造する場合であっても、製品の品質と作業者の安全を確保するためには、精密な酸素モニタリングが不可欠です。

本アプリケーションノートでは、主要な水素製造方法、各工程における酸素測定の重要性、そしてお客様のプロセスに最適なSouthland Sensing社の分析計およびセンサーについて解説します。

当社が対応する水素用途：

水電解装置
水素パイプラインのパージ
燃料電池研究
水素貯蔵システム
半導体製造
水素精製
漏洩検知・安全システム
危険場所への設置

酸素モニタリングが重要な理由： 酸素の連続的または断続的な監視は、水素純度の確認、空気の混入の検知、そして重要な水素システム全体におけるプロセス安全性の向上に役立ちます。

水素製造向け推奨分析計

OMD-675

19インチラックマウント型送信機

SCADAやDCSとの統合に対応した4-20mA出力を備え、充実した機能を搭載したラックマウント型O₂トランスミッターです。大規模SMRプラントの制御室に最適です。

OMD-640

ポータブル微量分析計

性能を犠牲にすることなく、ポータブルな酸素分析を実現します。そのコンパクトな設計は、水素システムのスポットチェックやモバイルサービス用途、さらにはパネルの設置スペースが限られた現場での使用に最適です。

OMD-625

危険場所用分析計

爆発性雰囲気下での使用を想定して設計されています。水素製造エリアで求められる分類である「Ex db ib IIB+H₂ T4 Gb」ゾーンに対応し、ATEXおよびIECEx認証を取得しています。

⚠ ATEX · IECEx · IIB+H₂ T4 Gb

OMD-507

小型インライン・トランスミッター

コンパクトな筐体で、同等の測定性能を実現しました。パネルの設置スペースが限られる、スキッド搭載型の発電・精製ユニットに最適です。

✓ 設定可能なデザイン

その他の設置に関する考慮事項：

水素関連の用途において正確な酸素分析を行うには、分析計そのものの性能だけでなく、サンプル処理システムの適切な設計も重要となります。サンプルの圧力、流量、温度、水分含有量、材質適合性といった要因は、測定の安定性、応答時間、そして分析計の全体的な性能に大きな影響を及ぼす可能性があります。

適切に設計されたサンプルシステムは、分析計が適切な運転条件下で、清浄かつ安定した、代表性のあるガスサンプルを受け取れるようにする上で役立ちます。適切な圧力調整、流量制御、ろ過、およびサンプル調整を行うことは、信頼性の高い酸素測定ができるか、それとも不正確または不安定な測定値になってしまうかの分かれ目となることがよくあります。

Southland Sensingでは、過酷な条件を伴う水素関連の用途において、お客様が適切なサンプルシステムを選定できるよう、アプリケーション・サポートを提供しています。プロセス条件、ガス組成、圧力、流量要件、および危険場所への対応などについて、設置環境に最適な分析計システムを構成するために、ぜひ弊社までご相談ください。

周囲酸素欠乏監視装置

水素の製造や貯蔵を行う密閉されたエリアでは、低い位置に固定式の環境監視用モニターを設置する必要があります。当社のモニターは室内の酸素濃度を連続的に測定し、ユーザーが任意に設定した閾値（通常は酸素濃度20.0%および19.5%）に達すると、音と光による警報を発します。

大気環境モニタを閲覧する →

電気化学式酸素センサの選定基準 -

水素キャリアガスに対応 — 水素リッチな流体および100% H₂流体において、干渉を受けることなく使用できることが検証されています。
数分以内に現場で交換可能 — 工具不要の設計；センサーの寿命は、プロセス条件や酸素濃度にもよりますが、通常24～60ヶ月です。
複数のプロセス接続オプション — プロセスラインに合わせて、1/8″ NPT、1/4″ NPT、6mmコンプレッション・チューブ・フィッティング、またはカスタムフィッティングからお選びいただけます。

当社の～をご参照ください O₂センサー適合ガイドお使いの分析計のモデルおよびプロセス条件に適したセンサーを確認するため。

よくある質問

はい。当社の電気化学式センサーは、水素を含むガス流（酸素濃度1 ppm未満から水素濃度100%までの範囲）での使用を想定して設計・試験されています。水素が電気化学的な酸素測定に干渉することはありません。

当社のプロセス分析計の多くは1000 ppm未満の測定に対応していますが、0～1%や0～25%のO₂濃度範囲をカバーすることも可能です。最適な仕様については、弊社営業チームまでお問い合わせください。

はい。OMD-625は「Ex db ib IIB+H₂ T4 Gb」のATEXおよびIECEx認証を取得しています。これは具体的にはグループIIB+H₂（水素）の危険雰囲気を対象としており、ATEXのゾーン1およびゾーン2の要件に適合しています。

一般的な産業用水素アプリケーションにおけるセンサーの寿命は通常24～60ヶ月ですが、具体的な使用条件によって変動する場合があります。そのため、年1回のセンサー点検を行うとともに、予期せぬ交換に備えて分析計1台につき1個の予備を保管しておくことを推奨します。センサーの交換は工具不要で、数分以内に完了します。

はい。Modbus RTUまたはModbus ASCIIの双方向デジタルプロトコルに対応したモデルがいくつかございます。お客様の現場の要件に適合するモデルについては、弊社までお問い合わせください。

水素製造において、信頼性の高い酸素モニタリングは不可欠です。これは、製品品質の維持、システムの健全性の確認、規制への適合、そして作業員の安全確保につながるからです。Southland Sensingは、水素製造プロセスのあらゆる段階に対応する包括的な計測機器のラインナップを取り揃えています。

仕様の決定にお困りですか？

当社のアプリケーションエンジニアが、センサーの選定や設置、危険場所に関するご質問への対応をサポートいたします。

酸素分析計を見る
 sales@sso2.com
1-949-398-2879

ソリューションの仕様を決定する準備はできていますか？

当社のアプリケーションエンジニアが、お客様の水素製造システムにおけるセンサーの選定、設置に関するガイダンス、および危険場所の区分（防爆エリア分類）に関するご質問への対応を承ります。