Ultrason ilə səmərəli hidrogen istehsalı

Hidrogen ətraf mühitə uyğunluğu və sıfır karbon dioksid emissiyası sayəsində üstünlük verilən alternativ yanacaqdır. Bununla birlikdə, ənənəvi hidrogen istehsalı iqtisadi kütləvi istehsal üçün səmərəli deyil. Suyun və qələvi su məhlullarının ultrasəs təbliğ olunan elektrolizi, daha yüksək hidrogen verimi, reaksiya dərəcəsi və dönüşüm sürəti ilə nəticələnir. Ultrasonik köməkli elektroliz hidrogen istehsalını iqtisadi və enerji baxımından səmərəli edir.
Elektroliz və elektrokoaqulyasiya kimi ultrasəs təbliğ olunan elektrokimyəvi reaksiyalar inkişaf etmiş reaksiya sürətini, sürətini və məhsullarını göstərir.

Sonikasiya ilə səmərəli hidrogen istehsalı

Hidrogen istehsalı məqsədi ilə suyun və sulu məhlulların elektrolizi təmiz enerji istehsalı üçün perspektivli bir prosesdir. Suyun elektrolizi, suyun iki qaza, yəni hidrogen (H2) və oksigen (O2) olmaq üçün elektrik cərəyanının tətbiq olunduğu elektrokimyəvi prosesdir. H-ni parçalamaq üçün – The – Elektroliz yolu ilə H bağları, suyun içindən elektrik cərəyanı keçir.
Elektrolitik reaksiya üçün, kortəbii olmayan reaksiyaya başlamaq üçün birbaşa elektrik valyutası tətbiq olunur. Elektroliz sadə, ekoloji cəhətdən təmiz, yaşıl prosesdə sıfır CO2 emissiyası ilə yüksək saflıqda hidrogen yarada bilər, çünki O2 yeganə əlavə məhsuldur.

Bu video birbaşa elektrod ultrasəsinin elektrik cərəyanına müsbət təsirini göstərir. O, elektrokimya təkmilləşdirməsi və titan elektrodu/sonotrotlu Hielscher UP100H (100 Vat, 30 kHz) ultrasəs homogenizatorundan istifadə edir. Seyreltilmiş kükürd turşusunun elektrolizi hidrogen qazı və oksigen qazı əmələ gətirir. Ultrasonikasiya elektrod səthində diffuziya təbəqəsinin qalınlığını azaldır və elektroliz zamanı kütlə ötürülməsini yaxşılaşdırır.

Sono-Elektro-Kimya - Partiya Elektrolizinə Ultrasəsin Təsirinin İllüstrasiyası

Video Miniatür

İnformasiya tələbi




Bizimlə əlaqə saxlayın Gizlilik Siyasəti.


Ultrasonik elektrokimyəvi sintez hidrogen istehsalı üçün yüksək effektiv üsuldur. Sono-elektrokimyəvi müalicə elektroliz yolu ilə H - O - H bağlarının parçalanmasını təşviq edir, su vasitəsilə elektrik cərəyanı keçir.

Probları olan UIP200hdT modelinin 2x ultrasəs prosessorları, elektrodlar, yəni katod və anod kimi çıxış edənlər. Ultrasəs vibrasiyası və kavitasiyası elektrokimyəvi hidrogen istehsalını təşviq edir.

 
Suyun elektrolizinə gəldikdə, suyun oksigen və hidrogenə bölünməsi bir elektrik cərəyanı suyun içindən keçərək əldə edilir.
Mənfi yüklü katodda təmiz suda reduksiya reaksiyası baş verir, burada katoddan elektronlar (e−) hidrogen kationlarına verilir ki, hidrogen qazı əmələ gəlir. Müsbət yüklü anodda oksidləşmə reaksiyası baş verir ki, bu da anoda elektronlar verərkən oksigen qazı yaradır. Bu o deməkdir ki, su anodda oksigen və müsbət yüklü hidrogen ionları (protonlar) yaratmaq üçün reaksiya verir. Beləliklə, aşağıdakı enerji balansı tənliyi tamamlanır:
 
2H+ (aq) + 2e → H2 (g) (katotda azalma)
2H2O (l) → O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e (anodda oksidləşmə)
Ümumi reaksiya: 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)
 
Çox vaxt hidrogen istehsal etmək üçün elektroliz üçün qələvi su istifadə olunur. Qələvi duzları qələvi metalların və qələvi torpaq metallarının həll olunan hidroksidləridir, bunlardan ümumi nümunələr bunlardır: Natrium hidroksid (NaOH, həmçinin kaustik soda kimi tanınır) və kalium hidroksid (KOH, həmçinin kaustik kalium kimi tanınır). Elektroliz üçün əsasən 20% -dən 40% -ə qədər kaustik məhlulun konsentrasiyası istifadə olunur.

Ultrasonik katodda hidrogenin son-elektrokimyəvi istehsalı.

Ultrasonik katodda hidrogenin son-elektrokimyəvi istehsalı.

 

Bu video H-Cell elektrolizator qurğusunda birbaşa elektrod ultrasəsinin elektrik cərəyanına müsbət təsirini göstərir. O, elektrokimya təkmilləşdirməsi və titan elektrodu/sonotrotlu Hielscher UP100H (100 Vat, 30 kHz) ultrasəs homogenizatorundan istifadə edir. Seyreltilmiş kükürd turşusunun elektrolizi hidrogen qazı və oksigen qazı əmələ gətirir. Ultrasonikasiya elektrod səthində diffuziya təbəqəsinin qalınlığını azaldır və elektroliz zamanı kütlə ötürülməsini yaxşılaşdırır.

Sono-elektro-kimya - H-hüceyrə elektrolizinə ultrasəs təsirinin təsviri

Video Miniatür

 

Hidrogenin Ultrasonik Sintezi

Hidrogen qazı elektrolitik reaksiya ilə istehsal olunduqda hidrogen birbaşa parçalanma potensialında sintez olunur. Elektrodların səthi, elektrokimyəvi reaksiya zamanı hidrogen əmələ gəlməsinin molekulyar mərhələdə baş verdiyi ərazidir. Hidrogen molekulları elektrod səthində nüvələnir, beləliklə hidrogen qaz balonları katot ətrafında mövcud olur. Ultrasonik elektrodlardan istifadə aktivlik empedanslarını və konsentrasiya empedansını yaxşılaşdırır və suyun elektrolizi zamanı hidrogen baloncuklarının yüksəlməsini sürətləndirir. Bir neçə tədqiqat ultrasəs hidrogen istehsalının hidrogen məhsuldarlığını səmərəli artırdığını göstərdi.

 
Ultrasonikanın Hidrogen Elektrolizinə Faydaları

  • Daha yüksək hidrogen verir
  • Enerji səmərəliliyi yaxşılaşdırılmışdır

ultrasəs nəticəsi olaraq:

  • artıb kütləvi transfer
  • Yığılmış empedansın sürətləndirilmiş azaldılması
  • Azaldılmış ohmik voltaj düşməsi
  • Aşırı potensial reaksiya azaldı
  • Azaldılmış parçalanma potensialı
  • Suyun / sulu məhlulun deqazasiyası
  • Elektrod katalizatorlarının təmizlənməsi

 

Elektrolizə ultrasəs təsirləri

Ultrasonically excited electrolysis is also known as sono-electrolysis. Various ultrasonic factors of sonomechanical and sonochemical nature influence and promote electrochemical reactions. These electrolysis-influencing factors are results of ultrasound-induced cavitation and vibration and include acoustic streaming, micro-turbulences, microjets, shock waves as well as sonochemical effects. Ultrasonic / acoustic cavitation occurs, when high-intensity ultrasound waves are coupled into liquid. The phenomenon of cavitation is characterized by the growth and collapse of so-called cavitation bubbles. The bubble implosion is marked by super-intense, locally occuring forces. These forces include intense local heating of up to 5000K, high pressures of up to 1000 atm, and enormous heating and cooling rates (>100k/sec) and they provoke a unique interaction between matter and energy. For instance, those cavitational forces impact hydrogen bondings in water and facilitate splitting of water clusters which subsequently results in a reduced energy consumption for the electrolysis.
 
Elektrodlara Ultrasonik Təsir

  • Çöküntülərin elektrod səthindən çıxarılması
  • Elektrod səthinin aktivləşdirilməsi
  • Elektrolitlərin elektrodlara doğru və ondan uzaqlaşması

 

Elektrod Səthlərinin Ultrasonik Təmizlənməsi və Aktivləşdirilməsi

Kütləvi ötürmə reaksiya dərəcəsini, sürəti və verimi təsir edən həlledici amillərdən biridir. Elektrolitik reaksiyalar zamanı reaksiya məhsulu, məsələn çöküntülər, birbaşa elektrod səthlərində olduğu kimi ətrafda da toplanır və təzə məhlulun elektrolizə çevrilməsini yavaşlatır. Ultrasonik olaraq təbliğ olunan elektrolitik proseslər, kütlə həllində və səthlərin yaxınlığında artan kütlə ötürülməsini göstərir. Ultrasonik titrəmə və kavitasiya passivasiya təbəqələrini elektrod səthlərindən kənarlaşdırır və bununla daima tam səmərəli saxlayır. Bundan əlavə, sonifikasiyanın sonokimyəvi təsirlərlə reaksiya yollarını artırdığı bilinir.

Aşağı Ohmik Gərginlik Düşmə, Reaksiya Aşırı Potensial və Ayrışma Potensialı

Elektrolizin baş verməsi üçün lazım olan gərginlik parçalanma potensialı olaraq bilinir. Ultrasəs elektroliz proseslərində zəruri parçalanma potensialını azalda bilər.

Ultrasonik Elektroliz hüceyrəsi

Su elektrolizi üçün ultrasəs enerji girişi, elektrod boşluğu və elektrolit konsentrasiyası su elektrolizinə və onun səmərəliliyinə təsir göstərən əsas amillərdir.
Qələvi elektroliz üçün ümumiyyətlə% 20-40% KOH və ya NaOH sulu kostik məhlulu olan bir elektroliz hüceyrəsi istifadə olunur. Elektrik enerjisi iki elektroda tətbiq olunur.
Elektrod katalizatorları reaksiya sürətini sürətləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Məsələn, Pt elektrodları reaksiya daha asan baş verdiyi üçün əlverişlidir.
Elmi tədqiqat məqalələrində suyun ultrasəs təbliğ olunan elektrolizindən istifadə edərək% 10 -25% enerji qənaəti bildirilir.

Pilot və Sənaye miqyasında hidrogen istehsalı üçün ultrasəs elektrolizatorları

Hielscher ultrason’ sənaye ultrasəs prosessorları tam yük altında və ağır işlərdə 24/7/365 əməliyyat üçün hazırlanmışdır.
Sağlam ultrasəs sistemləri, eyni zamanda elektrod və ultrasəs dalğa ötürücü kimi fəaliyyət göstərən xüsusi dizayn edilmiş sonotrodlar (zondlar) və elektroliz reaktorları təmin edərək, Hielscher Ultrasonics elektrolitik hidrogen istehsalı üçün xüsusi tələblərə cavab verir. UIP seriyasının bütün rəqəmsal sənaye ultrasəs cihazları (UIP500hdT (500 vat), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1.5kW), UIP2000hdT (2kW) və UIP4000hdT (4kW)) elektroliz tətbiqləri üçün yüksək performanslı ultrasəs vahidləridir.

Yüksək performanslı ultrasəs cihazı UIP2000hdT-nin ultrasəs zondu anod kimi fəaliyyət göstərir. Tətbiq olunan ultrasəs sahəsi sayəsində hidrogenin elektrolizi təşviq edilir.

UIP2000hdT ultrasəs zondu anod kimi fəaliyyət göstərir. Tətbiq olunan ultrasəs dalğaları hidrogenin elektrolitik sintezini gücləndirir.

Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir:

Partiyanın həcmi Axın tövsiyə Cihazlar
0.02 - 5L 0.05 - 1L / dəq UIP500hdT
0.05 - 10L 0.1 - 2L / dəq UIP1000hdT
0.07 - 15L 0.15 - 3L / dəq UIP1500hdT
0.1 20L üçün 04L / min .2 UIP2000hdT
10 100L üçün 10L 2 / dəq UIP4000hdT

Bizimlə əlaqə saxlayın! Bizdən soruşun!

Daha ətraflı məlumat üçün müraciət edin

Zəhmət olmasa, ultrasəs elektrodları və sono-elektrokimyəvi sistemlər, tətbiq detalları və qiymətlər haqqında əlavə məlumat tələb etmək üçün aşağıdakı formadan istifadə edin. Biz sizinlə sono-elektrokimyəvi prosesinizi müzakirə etməkdən və tələblərinizə cavab verən ultrasəs sistemi təklif etməkdən şad olarıq!









Xahiş edirik unutmayın Gizlilik Siyasəti.


Ultrasonik yüksək kəsici homogenizatorlar laboratoriya, dəzgah üstü, pilot və sənaye emalında istifadə olunur.

Hielscher Ultrasonics, laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında tətbiqetmələri qarışdırmaq, dağılmaq, emulsiya etmək və hasil etmək üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.



Bilmək lazımdır

Hidrogen nədir?

Hidrogen, H simvolu və atom nömrəsi 1 olan kimyəvi elementdir. Standart atom çəkisi 1.008 olan hidrogen dövri sistemdəki ən yüngül elementdir. Hidrogen kainatdakı ən çox yayılmış kimyəvi maddədir və bütün bariyonik kütlənin təxminən 75% -ni təşkil edir. H2, iki hidrogen atomunun birləşib hidrogen molekuluna çevrildiyi zaman meydana gələn bir qazdır. H2-yə molekulyar hidrogen də deyilir və diatomik, omonükleer molekuldur. İki proton və iki elektrondan ibarətdir. Neytral yükə sahib olan molekulyar hidrogen sabitdir və bununla da ən çox yayılmış hidrogen formasıdır.

Hidrogen sənaye miqyasında istehsal edildikdə, buxar islah edən təbii qaz ən çox istifadə edilən istehsal formasıdır. Alternativ üsul suyun elektrolizidir. Hidrogenin çoxu onun son istifadə olunduğu ərazinin yaxınlığında, məsələn, qalıq yanacaq emalı müəssisələrinin (məsələn, hidrokrekinq) və ammonyak əsaslı gübrə istehsalçılarının yaxınlığında istehsal olunur.

Ədəbiyyat / İstinadlar

Prosesinizi müzakirə etməkdən məmnun olarıq.

Əlaqə saxlayaq.