Αποδοτική παραγωγή υδρογόνου με υπερήχους Το υδρογόνο είναι ένα εναλλακτικό καύσιμο που είναι προτιμότερο λόγω της φιλικότητάς του προς το περιβάλλον και των μηδενικών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Ωστόσο, η συμβατική παραγωγή υδρογόνου δεν είναι αποτελεσματική για την οικονομική μαζική παραγωγή. Η υπερηχητικά προωθημένη ηλεκτρόλυση του νερού και αλκαλικών διαλυμάτων νερού οδηγεί στις υψηλότερες αποδόσεις υδρογόνου, το ποσοστό αντίδρασης και την ταχύτητα μετατροπής. Υπερήχων υποβοηθούμενη ηλεκτρόλυση κάνει την παραγωγή υδρογόνου οικονομική και ενεργειακά αποδοτική. Υπερήχων προωθείται ηλεκτροχημικές αντιδράσεις, όπως η ηλεκτρόλυση και η ηλεκτροπήξη δείχνουν βελτιωμένη ταχύτητα αντίδρασης, το ποσοστό και τις αποδόσεις. Αποδοτική παραγωγή υδρογόνου με υπερήχηση Η ηλεκτρόλυση του νερού και των υδατικών διαλυμάτων για τους σκοπούς της παραγωγής υδρογόνου είναι μια πολλά υποσχόμενη διαδικασία για την παραγωγή καθαρής ενέργειας. Η ηλεκτρόλυση του νερού είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία όπου η ηλεκτρική ενέργεια εφαρμόζεται για να χωρίσει το νερό σε δύο αέρια, δηλαδή το υδρογόνο (H2) και οξυγόνο (O2). Για να διασπαστεί το H – ο – H ομόλογα με ηλεκτρόλυση, ένα ηλεκτρικό ρεύμα τρέχει μέσα από το νερό. Για την ηλεκτρολυτική αντίδραση, εφαρμόζεται ένα άμεσο ηλεκτρικό νόμισμα (DC) για να ξεκινήσει μια άλλη-σοφή μη αυθόρμητη αντίδραση. Η ηλεκτρόλυση μπορεί να παράγει υδρογόνο υψηλής καθαρότητας σε μια απλή, φιλική προς το περιβάλλον, πράσινη διαδικασία με μηδενικό CO2 εκπομπών ως O2 είναι το μόνο υποπροϊόν. 2x επεξεργαστές υπερήχων UIP2000hdT με τους ανιχνευτές, που ενεργούν ως ηλεκτρόδια, δηλ. Το υπερηχητικό πεδίο εντείνει την ηλεκτρολυτική σύνθεση του υδρογόνου από το νερό ή υδατικά διαλύματα. Όσον αφορά την ηλεκτρόλυση του νερού, ο διαχωρισμός του νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο επιτυγχάνεται με τη διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από το νερό. Στο καθαρό νερό στην αρνητικά φορτισμένη κάθοδο, μια αντίδραση μείωσης πραγματοποιείται όπου τα ηλεκτρόνια (e−) από την κάθοδο δωρίζονται στις κατιόντα υδρογόνου έτσι ώστε οι μορφές αερίου υδρογόνου. Στην θετικά φορτισμένη άνοδο, λαμβάνει χώρα μια αντίδραση οξείδωσης, η οποία παράγει αέριο οξυγόνου ενώ δίνει ηλεκτρόνια στην άνοδο. Αυτό σημαίνει ότι το νερό αντιδρά στην άνοδο για να σχηματίσει οξυγόνο και θετικά φορτισμένα ιόντα υδρογόνου (πρωτόνια). Με αυτόν τον τρόπο ολοκληρώνεται η ακόλουθη εξίσωση του ενεργειακού ισοζυγίου: 2H+ (aq) + 2ε– → H2 ζ) (μείωση στην κάθοδο) 2H2O ιβ) → O2 ζ) + 4H+ (aq) + 4ε– (οξείδωση στην άνοδο) Συνολική αντίδραση: 2H2O ιβ) → 2H2 ζ) + O2 ζ) τα 100 εκατ. Συχνά, το αλκαλικό νερό χρησιμοποιείται για την ηλεκτρόλυση προκειμένου να παραχθεί το υδρογόνο. Τα αλκαλικά άλατα είναι διαλυτά υδροξείδια αλκαλικών μετάλλων και αλκαλικών γήινων μετάλλων, από τα οποία κοινά παραδείγματα είναι: Υδροξείδιο του νατρίου (NaOH, επίσης γνωστό ως “καυστική σόδα") και υδροξείδιο του καλίου (KOH, γνωστό και ως “καυστική ποτάσα»). Για την ελετκρόλυση, χρησιμοποιούνται κυρίως συγκεντρώσεις 20% έως 40% καυστικού διαλύματος. Υπερηχητικός καθετήρας του UIP2000hdT λειτουργεί ως άνοδος. Τα εφαρμοσμένα υπερηχητικά κύματα εντείνουν την ηλεκτρολυτική σύνθεση του υδρογόνου. Αίτηση για πληροφορίες Ονομα Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (απαιτείται) προϊόν ή περιοχή ενδιαφέροντος Σημειώστε τις Πολιτική Απορρήτου. Ζητήστε πληροφορίες Υπερηχητική σύνθεση υδρογόνου Όταν το αέριο υδρογόνου παράγεται σε μια ηλεκτρολυτική αντίδραση, το υδρογόνο συντίθεται δεξιά στο δυναμικό αποσύνθεσης. Η επιφάνεια των ηλεκτροδίων είναι η περιοχή, όπου ο σχηματισμός υδρογόνου εμφανίζεται στο μοριακό στάδιο κατά τη διάρκεια της ηλεκτροχημικής αντίδρασης. Τα μόρια υδρογόνου πυρήνια στην επιφάνεια ηλεκτροδίων, έτσι ώστε στη συνέχεια φυσαλίδες αερίου υδρογόνου είναι παρόντες γύρω από την κάθοδο. Η χρήση ηλεκτροδίων υπερήχων βελτιώνει τις σύνθετη αντίσταση δραστηριότητας και τη σύνθετη αντίσταση συγκέντρωσης και επιταχύνει την αύξηση των φυσαλίδων υδρογόνου κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης νερού. Αρκετές μελέτες έδειξαν ότι η παραγωγή υδρογόνου υπερήχων αυξάνει τις αποδόσεις υδρογόνου αποτελεσματικά. Οφέλη των υπερήχων για την ηλεκτρόλυση υδρογόνου Υψηλότερες αποδόσεις υδρογόνου Βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης όπως ο υπέρηχος οδηγεί σε: αυξημένη μεταφορά μάζας Επιταχυνόμενη μείωση της συσσωρευμένης σύνθετης αντίστασης Μειωμένη πτώση ωμικής τάσης Μειωμένη αντίδραση υπερευαίδωτη Μειωμένο δυναμικό αποσύνθεσης Εξαέρωση νερού / υδατικού διαλύματος Καθαρισμός καταλυτών ηλεκτροδίων Υπερηχητικές επιδράσεις στην ηλεκτρόλυση Υπερήχων ενθουσιασμένος ηλεκτρόλυση είναι επίσης γνωστή ως sono-ηλεκτρόλυση. Διάφοροι υπερηχητικοί παράγοντες της sonomechanical και sonochemic επιρροή της φύσης και την προώθηση ηλεκτροχημικών αντιδράσεων. Αυτοί οι παράγοντες που επηρεάζουν την ηλεκτρόλυση είναι αποτελέσματα της δημιουργίας κοιλότητας και των κραδασμών που προκαλούνται από υπερήχους και περιλαμβάνουν ακουστική ροή, μικρο-αναταράξεις, μικροοταβόν, κρουστικά κύματα καθώς και sonochemical επιδράσεις. Υπερήχων / ακουστική σπηλαίωση εμφανίζεται, όταν υψηλής έντασης κύματα υπερήχων συνδέονται σε υγρό. Το φαινόμενο της σπηλαίωσης χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη και την κατάρρευση των λεγόμενων φυσαλίδων σπηλαίωσης. Η κατάρρευση φυσαλίδων χαρακτηρίζεται από τις έξοχες-έντονες, τοπικά υλίζοντας δυνάμεις. Αυτές οι δυνάμεις περιλαμβάνουν έντονη τοπική θέρμανση έως 5000K, υψηλές πιέσεις έως και 1000 ATM, και τεράστια ρυθμούς θέρμανσης και ψύξης (>100k/sec) και προκαλούν μια μοναδική αλληλεπίδραση μεταξύ ύλης και ενέργειας. Για παράδειγμα, αυτές οι δυνάμεις δημιουργίας κοιλότητας eimpact δεσμούς υδρογόνου στο νερό και να διευκολύνει το διαχωρισμό των συστάδων νερού που στη συνέχεια οδηγεί σε μειωμένη κατανάλωση ενέργειας για την ηλεκτρόλυση. Υπερηχητική επίδραση στα ηλεκτρόδια Αφαίρεση εναποθέσεων από την επιφάνεια του ηλεκτροδίου Ενεργοποίηση της επιφάνειας του ηλεκτροδίου Μεταφορά ηλεκτρολυτών προς και μακριά από ηλεκτρόδια Καθαρισμός και ενεργοποίηση επιφανειών Η μαζική μεταφορά είναι ένας από τους κρίσιμους παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό αντίδρασης, την ταχύτητα και την απόδοση. Κατά τη διάρκεια των ηλεκτρολυτικών αντιδράσεων, το προϊόν αντίδρασης, π.χ. κατακρημνίζει, συσσωρεύεται γύρω καθώς και άμεσα στις επιφάνειες των ηλεκτροδίων και επιβραδύνεται η ηλεκτρολυτική μετατροπή του φρέσκου διαλύματος στο ηλεκτρόδιο. Υπερήχων προωθείται ηλεκτρολυτικές διεργασίες δείχνουν αυξημένη μεταφορά μάζας στο διάλυμα χύμα και κοντά στις επιφάνειες. Υπερήχων δόνησης και σπηλαίωση αφαιρεί τα στρώματα παθητικότητας από τις επιφάνειες των ηλεκτροδίων και να τους κρατήσει με αυτόν τον τρόπο μόνιμα πλήρως αποτελεσματική. Επιπλέον, η ηχοποίηση είναι γνωστό ότι ενισχύει τις οδούς αντίδρασης από sonochemical επιδράσεις. Χαμηλότερη ωμική πτώση τάσης, υπερευθντική αντίδραση, και δυναμικό αποσύνθεσης Η τάση που απαιτείται για την ηλεκτρόλυση να συμβεί είναι γνωστή ως δυναμικό αποσύνθεσης. Ο υπέρηχος μπορεί να μειώσει το απαραίτητο δυναμικό αποσύνθεσης στις διαδικασίες ηλεκτρόλυσης. Υπερηχητικό κύτταρο ηλεκτρόλυσης Για την ηλεκτρόλυση νερού, η υπερηχητική ενεργειακή εισαγωγή, το χάσμα ηλεκτροδίων, και η συγκέντρωση ηλεκτρολυτών είναι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ηλεκτρόλυση νερού και την αποδοτικότητά της. Για αλκαλική ηλεκτρόλυση, χρησιμοποιείται ένα κύτταρο ηλεκτρόλυσης με υδατικό καυστικό διάλυμα συνήθως 20%-40% KOH ή NaOH. Η ηλεκτρική ενέργεια εφαρμόζεται σε δύο ηλεκτρόδια. Οι καταλύτες ηλεκτροδίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επιταχύνουν την ταχύτητα αντίδρασης. Για παράδειγμα, τα ηλεκτρόδια Pt είναι ευνοϊκά καθώς η αντίδραση εμφανίζεται πιο εύκολα. Τα άρθρα επιστημονικής έρευνας αναφέρουν 10%-25% εξοικονόμηση ενέργειας χρησιμοποιώντας την υπερηχητικά προωθημένη ηλεκτρόλυση του νερού. Υπερήχων Ηλεκτρολυστάρη για την παραγωγή υδρογόνου σε πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα Hielscher Υπέρηχοι’ οι βιομηχανικοί υπερηχητικοί επεξεργαστές χτίζονται για τη λειτουργία 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα/365 κάτω από το πλήρες φορτίο και στις βαρέων καθηκόντων διαδικασίες. Με την παροχή ισχυρών υπερηχητικών συστημάτων, ειδικά σχεδιασμένα sonotrodes (ανιχνευτές), τα οποία λειτουργούν ως πομπός ηλεκτροδίων και κυμάτων υπερήχων ταυτόχρονα, και αντιδραστήρες ηλεκτρόλυσης, Hielscher Ultrasonics εξυπηρετεί τις ειδικές απαιτήσεις για την παραγωγή ηλεκτρολυτικού υδρογόνου. Όλα τα ψηφιακά βιομηχανικά ultrasonicators της σειράς UIP (UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW), UIP2000hdT (2kW), και UIP4000hdT (4kW)) είναι υψηλής απόδοσης μονάδες υπερήχων για εφαρμογές ηλεκτρόλυσης. Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας: Μαζική Όγκος Ρυθμός ροής Προτεινόμενες συσκευές 00,02 έως 5L 00,05 έως 1L/λεπτό UIP500hdT 00,05 έως 10L 0.1 έως 2L/min UIP1000hdT 00,07 έως 15L 0.15 έως 3L/min UIP1500hdT 0.1 έως 20 λίτρα 0.2 έως 4 λίτρα / λεπτό UIP2000hdT 10 έως 100L 2 έως 10 λίτρα / λεπτό UIP4000hdT Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας! Ζητήστε περισσότερες πληροφορίες Παρακαλούμε χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα για να ζητήσετε πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με υπερήχους επεξεργαστές, εφαρμογές και τιμή. Θα χαρούμε να συζητήσουμε τη διαδικασία σας μαζί σας και να σας προσφέρουμε ένα υπερηχητικό σύστημα που πληροί τις απαιτήσεις σας! Ονομα Εταιρία Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (απαιτείται) Τηλεφωνικό νούμερο Διεύθυνση Πόλη, πολιτεία, ΤΑΧΥΔΡΟΜΙΚΌς κώδικας Χώρα Ενδιαφέρον Παρακαλείστε να σημειώσετε ότι η Πολιτική Απορρήτου. Ζητήστε πληροφορίες Hielscher Υπερήχων κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασποράς, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα. Λογοτεχνία / Αναφορές Islam Md H., Burheim Odne S., Pollet Bruno G. (2019): Sonochemical and sonoelectrochemical production of hydrogen. Ultrasonics Sonochemistry 51, 2019. 533–555. Cherepanov, Pavel; Melnyk, Inga; Skorb, Ekaterina V.; Fratzl, P.; Zolotoyabko, E.; Dubrovinskaia, Natalia; Dubrovinsky, Leonid Avadhut, Yamini S.; Senker, Jürgen; Leppert, Linn; Kümmel, Stephan; Andreeva, Daria V. (2015): The use of ultrasonic cavitation for near-surface structuring of robust and low-cost AlNi catalysts for hydrogen production. Green Chemistry Issue 5, 2015. 745-2749. Sherif S. Rashwan; Ibrahim Dincer; Atef Mohan; Bruno G. Pollet (2015): The Sono-Hydro-Gen process (Ultrasound induced hydrogen production): Challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy 44, 2019. 14500-14526. σχετικές αναρτήσεις Ηλεκτρο-Υπερήχηση – Ηλεκτρόδια υπερήχων Παραγωγή sonoelectrolytic υδρογόνου από το αραιό θειικό οξύ Σύνθεση υδριδίου μαγνησίου μέσω υδρόλυσης Εγκατάσταση sonoelectrochemistry – 2000 Watt Υπέρηχος Sono-Ηλεκτροχημεία και τα πλεονεκτήματά της Υπερήχων κάνει λίθιο-Ιόντων μπαταρία ανακύκλωσης πιο αποτελεσματική Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζουμε Τι είναι το υδρογόνο; Το υδρογόνο είναι το χημικό στοιχείο με το σύμβολο H και τον ατομικό αριθμό 1. Με τυπικό ατομικό βάρος 1,008, το υδρογόνο είναι το ελαφρύτερο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα. Το υδρογόνο είναι η πιο άφθονη χημική ουσία στο σύμπαν, αποτελώντας περίπου το 75% όλης της βαρυονικής μάζας. H2 είναι ένα αέριο που σχηματίζεται όταν δύο άτομα υδρογόνου συνδέονται μεταξύ τους και γίνονται μόριο υδρογόνου. H2 ονομάζεται επίσης μοριακό υδρογόνο και είναι ένα διατομικό, ομοπυρηνικό μόριο. Αποτελείται από δύο πρωτόνια και δύο ηλεκτρόνια. Έχοντας ουδέτερο φορτίο, το μοριακό υδρογόνο είναι σταθερό και ως εκ τούτου η πιο κοινή μορφή υδρογόνου. Όταν το υδρογόνο παράγεται σε βιομηχανική κλίμακα, η μεταρρύθμιση του φυσικού αερίου με ατμό είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μορφή παραγωγής. Μια εναλλακτική μέθοδος είναι η ηλεκτρόλυση του νερού. Το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου παράγεται κοντά στο σημείο της τελευταίας χρήσης του, π.χ. κοντά σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας ορυκτών καυσίμων (π.χ. υδροπυρόλυση) και παραγωγούς λιπασμάτων με βάση την αμμωνία.
Λογοτεχνία / Αναφορές Islam Md H., Burheim Odne S., Pollet Bruno G. (2019): Sonochemical and sonoelectrochemical production of hydrogen. Ultrasonics Sonochemistry 51, 2019. 533–555. Cherepanov, Pavel; Melnyk, Inga; Skorb, Ekaterina V.; Fratzl, P.; Zolotoyabko, E.; Dubrovinskaia, Natalia; Dubrovinsky, Leonid Avadhut, Yamini S.; Senker, Jürgen; Leppert, Linn; Kümmel, Stephan; Andreeva, Daria V. (2015): The use of ultrasonic cavitation for near-surface structuring of robust and low-cost AlNi catalysts for hydrogen production. Green Chemistry Issue 5, 2015. 745-2749. Sherif S. Rashwan; Ibrahim Dincer; Atef Mohan; Bruno G. Pollet (2015): The Sono-Hydro-Gen process (Ultrasound induced hydrogen production): Challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy 44, 2019. 14500-14526.