Sonoelektrolytisk brintproduktion fra fortyndet svovlsyre

Sonoelektrolyse opsætning 2 – Simpel batch

En glasbeholder er fyldt med en elektrolyt af fortyndet svovlsyre (H2SO4, 1,0M). I denne enkle elektrolytiske celle nedsænkes elektroderne i en opløsning af det forsurede vand. Den positive anodeelektrode er lavet af kulstof (8 mm). Den negative katode er en titan ultralyd sonoelektrode (10 mm, MS10, Hielscher UP100H, 100 watt, 30kHz). Elektrolyse finder kun sted, når elektricitet ledes gennem den fortyndede svovlsyreopløsning. Derfor er kulstofanoden og en titanikatode forbundet til en strømforsyning med konstant spænding (jævnstrøm). Titaniumelektroden og kulstofelektroden er inaktive. Brintgassen og iltgassen, der produceres ved elektrolysen af den fortyndede svovlsyre, opsamles ikke i denne opsætning. Videoen nedenfor viser denne meget enkle opsætning i drift.

Hvad sker der under elektrolyse?

Hydrogenionerne tiltrækkes af den negative katode. Der reduceres hydrogenion- eller vandmolekylerne til brintgasmolekyler ved en elektronforstærkning. Som et resultat udledes brintgasmolekyler som brintgas. Elektrolysen af mange reaktive metalsalte eller syreopløsninger producerer brint ved den negative katodeelektrode.
De negative sulfationer eller sporene af hydroxidi-ioner tiltrækkes af den positive anode. Selve sulfationen er for stabil, så der ikke sker noget. Hydroxiditioner eller vandmolekyler udledes og oxideres ved anoden for at danne ilt. Denne positive anodereaktion er en oxidationselektrodereaktion ved et elektrontab.

Hvorfor bruger vi fortyndet svovlsyre?

Vand indeholder kun små koncentrationer af hydrogenioner og hydroxidioner. Dette begrænser elektrisk ledningsevne. Høje koncentrationer af hydrogenioner og sulfationer fra den fortyndede svovlsyre forbedrer elektrolyttens elektriske ledningsevne. Alternativt kan du bruge alkalisk elektrolytopløsning såsom kaliumhydroxid (KOH) eller natriumhydroxid (NAOH) og vand. Elektrolysen af mange opløsninger af salte eller svovlsyre producerer brint ved den negative katode og ilt ved den positive anode. Elektrolysen af saltsyre eller chloridsalte producerer klor ved anoden.

Hvad er en elektrolysator?

En elektrolysator er en anordning til at adskille vand til brint og ilt i en proces kendt som elektrolyse. Elektrolysatoren bruger elektricitet til at producere brintgas og iltgas. Brintgassen kan lagres som komprimeret eller flydende gas. Brint er en energibærer til brug i brintbrændselsceller i biler, tog, busser eller lastbiler.
En grundlæggende elektrolysator indeholder en katode (negativ ladning) og en anode (positiv ladning) og perifere komponenter, såsom pumper, ventilationsåbninger, lagertanke, en strømforsyning, en separator og andre komponenter. Vandelektrolyse er en elektrokemisk reaktion, der forekommer i elektrolysatoren. Anoden og katoden drives af en jævnstrøm, og vandet (H20) opdeles i dets komponenter brint (H2) og ilt (O2).