فن آوری اولتراسوند Hielscher

تولید هیدروژن کارآمد با مافوق صوت

هیدروژن یک سوخت جایگزین است که به دلیل زیست محیطی-دوستی و انتشار دی اکسید کربن صفر ترجیح داده می شود. با این حال، تولید هیدروژن معمولی برای تولید انبوه اقتصادی کارآمد نیست. الکترولیز مافوق صوت ترویج آب و محلول های قلیایی آب منجر به عملکرد هیدروژن بالاتر, نرخ واکنش و سرعت تبدیل. الکترولیز به کمک مافوق صوت باعث می شود تولید هیدروژن اقتصادی و انرژی کارآمد.
واکنش های الکتروشیمیایی ترویج مافوق صوت مانند الکترولیز و الکتروکواگولاسیون نشان می دهد بهبود سرعت واکنش, نرخ و بازده.

تولید هیدروژن کارآمد با فراصوت

الکترولیز آب و محلول های آبی به منظور تولید هیدروژن یک فرایند امیدوار کننده برای تولید انرژی پاک است. الکترولیز آب یک فرایند الکتروشیمیایی است که در آن برق برای تقسیم آب به دو گاز یعنی هیدروژن (H) اعمال می شودH2S) و اکسیژن (OH2S). به منظور cleave H – اميد – پیوندهای H توسط الکترولیز، یک جریان الکتریکی از طریق آب اجرا می شود.
برای واکنش الکترولیتی، یک ارز الکتریکی مستقیم (DC) برای آغاز یک واکنش غیر خودبه خودی دیگر عاقلانه اعمال می شود. الکترولیز می تواند هیدروژن خلوص بالا را در یک فرایند ساده، سازگار با محیط زیست، سبز با CO صفر تولید کندH2S انتشار به عنوان OH2S تنها محصول کناری است.

Ultrasonic electrolysis intensifies hydrogen production.

پردازنده های مافوق صوت 2x UIP2000hdT با پروب ها، که به عنوان الکترود عمل می کنند، یا کاتد و آند. میدان مافوق صوت تشدید سنتز الکترولیتی هیدروژن از آب و یا محلول های آبی.

در مورد الکترولیز آب، تقسیم آب به اکسیژن و هیدروژن با عبور یک جریان الکتریکی از طریق آب حاصل می شود.
در آب خالص در کاتد بار منفی، یک واکنش کاهشی صورت می گیرد که در آن الکترون ها (e−) از کاتد به کاتد به cations هیدروژن اهدا می شوند به طوری که گاز هیدروژن شکل می گیرد. در آند با بار مثبت، یک واکنش اکسیداسیون صورت می گیرد، که گاز اکسیژن تولید می کند در حالی که الکترون ها را به آند می دهد. یعنی آب در آند واکنش می دهد تا اکسیژن تشکیل دهد و یوون های هیدروژنی با بار مثبت (پروتون) تشکیل شود. در نتیجه معادله زیر تعادل انرژی تکمیل می شود:

2H+ (aq) + 2e → اچH2S (g) (کاهش در کاتد)
2HH2SO (l) → O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e (اکسیداسیون در آند)
واکنش کلی: 2HH2SO (l) → 2HH2S (g) + OH2S (گ)

اغلب از آب قلیایی برای الکترولیز به منظور تولید هیدروژن استفاده می شود. نمک های قلیایی هیدروکریدهای محلول فلزات قلیایی و فلزات قلیایی خاکی هستند که نمونه های رایج آن عبارتند از: هیدروکسید سدیم (NaOH که با نام های دیگر نیز شناخته می شود “سودای کوستیک") و هیدروکسید پتاسیم (KOH، همچنین به عنوان شناخته شده “caustic potash"). برای eletcrolysis عمدتاً از غلظت های ۲۰٪ تا ۴۰٪ محلول ایجاد کننده استفاده می شود.

The ultrasonic probe of the high-performance ultrasonicator UIP2000hdT functions as anode. Due to the ultrasonic field applied, the electrolysis of hydrogen is promoted.

کاوشگر مافوق صوت از UIP2000hdT توابع به عنوان آند. امواج مافوق صوت اعمال شده سنتز الکترولیتی هیدروژن را تشدید می کنند.

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


سنتز مافوق صوت هیدروژن

هنگامی که گاز هیدروژن در یک واکنش الکترولیتی تولید می شود، هیدروژن درست در پتانسیل تجزیه سنتز می شود. سطح الکترودها منطقه ای است که در آن تشکیل هیدروژن بر روی مرحله مولکولی در طول واکنش الکتروشیمیایی رخ می دهد. مولکول های هیدروژن در سطح الکترود هسته می شوند، به طوری که متعاقباً حباب های گاز هیدروژن در اطراف کاتد وجود دارند. با استفاده از الکترودهای مافوق صوت مانع فعالیت و مانع تمرکز را بهبود می بخشد و افزایش حباب های هیدروژن در طول الکترولیز آب را تسریع می کند. مطالعات متعددی نشان داد که تولید هیدروژن مافوق صوت بازده هیدروژن را به طور کارآمد افزایش می دهد.

مزایای سونوگرافی در الکترولیز هیدروژن

  • بازده هیدروژن بالاتر
  • بهبود بهره وری انرژی

به عنوان نتایج سونوگرافی در:

  • افزایش انتقال جرم
  • کاهش شتاب impedance انباشته
  • کاهش افت ولتاژ همیک
  • کاهش واکنش بیش از حد توان
  • کاهش پتانسیل تجزیه
  • آب زدایی / محلول آبی
  • تمیز کردن کاتالیزورهای الکترود

اثرات مافوق صوت بر الکترولیز

الکترولیز اولتراسونیک هیجان زده نیز به عنوان سونو الکترولیز شناخته می شود. عوامل مختلف مافوق صوت سونومکانیکی و سونوشیمیایی طبیعت تاثیر و ترویج واکنش های الکتروشیمیایی. این عوامل مؤثر بر الکترولیز نتایج حفره و لرزش ناشی از سونوگرافی هستند و شامل جریان صوتی، میکرو اغتشاشات، میکروجت ها، امواج شوک و همچنین اثرات سونوشیمیایی هستند. حفره مافوق صوت / صوتی رخ می دهد, زمانی که امواج سونوگرافی با شدت بالا به مایع همراه. پدیده حفره با رشد و فروپاشی حباب های به اصطلاح حفره ای مشخص می شود. نفوذ حباب توسط نیروهای فوق العاده شدید و محلی رخ می دهد مشخص شده است. این نیروها شامل گرمایش شدید محلی تا ۵۰۰۰K، فشارهای بالا تا ۱۰۰۰ خودسر، و نرخ گرمایش و خنک کننده عظیم (>۱۰۰k/sec) هستند و تعامل منحصر به فردی بین ماده و انرژی را تحریک می کنند. به عنوان مثال، آن دسته از نیروهای حفره ای پیوندهای هیدروژنی را در آب خارج می کنند و تقسیم خوشه های آبی را تسهیل می کنند که متعاقباً منجر به کاهش مصرف انرژی برای الکترولیز می شود.

تاثیر مافوق صوت بر الکترودها

  • حذف سپرده ها از سطح الکترود
  • فعال سازی سطح الکترود
  • انتقال الکترولیت ها به سمت و دور از الکترودها

تمیز کردن و فعال سازی سطوح

انتقال جرم یکی از عوامل بسیار مهم موثر بر سرعت واکنش، سرعت، و عملکرد است. در طول واکنش های الکترولیتی، محصول واکنش، به عنوان مانند بارش، تجمع در اطراف و همچنین به طور مستقیم بر روی سطوح الکترود و کاهش تبدیل الکترولیتی محلول تازه به الکترود. فرایندهای الکترولیتی ترویج مافوق صوت نشان می دهد افزایش انتقال جرم در محلول فله و در نزدیکی سطوح. لرزش مافوق صوت و حفره حذف لایه های فعال سازی از سطوح الکترود و نگه داشتن آنها را در نتیجه به طور دائم به طور دائم به طور کامل کارآمد. علاوه بر این، sonification شناخته شده است به منظور افزایش مسیرهای واکنش توسط اثرات سونوشیمیایی.

افت ولتاژ همیک پایین تر، واکنش بیش از حد پتانسیل، و تجزیه

ولتاژ مورد نیاز برای الکترولیز برای رخ دادن به عنوان پتانسیل تجزیه شناخته می شود. سونوگرافی می تواند پتانسیل تجزیه لازم در فرایندهای الکترولیز را کاهش دهد.

سلول الکترولیز مافوق صوت

برای الکترولیز آب، ورودی انرژی مافوق صوت، شکاف الکترود، و غلظت الکترولیت از عوامل کلیدی هستند که الکترولیز آب و کارایی آن را تحت تاثیر قرار می دهند.
برای یک الکترولیز قلیایی از یک سلول الکترولیز با محلول آبی باعث معمولاً ۲۰٪–۴۰٪ KOH یا NaOH استفاده می شود. انرژی الکتریکی به دو الکترود اعمال می شود.
از کاتالیزورهای الکترود می توان برای سرعت بخشیدن به سرعت واکنش استفاده کرد. به عنوان مثال، الکترودهای Pt مساعد هستند چرا که واکنش راحت تر رخ می دهد.
مقالات تحقیقات علمی گزارش 10%-25% صرفه جویی در انرژی با استفاده از الکترولیز مافوق صوت ترویج آب.

الکترولیتزرهای مافوق صوت برای تولید هیدروژن در مقیاس آزمایشی و صنعتی

شرکت Hielscher Ultrasonics ’ پردازنده های مافوق صوت صنعتی برای 24/7/365 عملیات تحت بار کامل و در فرایندهای وظیفه سنگین ساخته شده است.
با تامین سیستم های مافوق صوت قوی، sonotrodes طراحی شده ویژه (کاوشگر)، که عملکرد به عنوان الکترود و فرستنده موج سونوگرافی در همان زمان، و راکتورهای الکترولیز، Hielscher مافوق صوت پذیرایی از الزامات خاص برای تولید هیدروژن الکترولیتیک. تمام مافوق صوت های صنعتی دیجیتال از سری UIP (UIP500hdT (500 وات)، UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1.5kW), UIP2000hdT (2kW), and UIP4000hdT (4kW)) واحدهای مافوق صوت با عملکرد بالا برای برنامه های کاربردی الکترولیز هستند.
جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما:

دسته ای دوره نرخ جریان دستگاه های توصیه شده
0.02 تا 5L 0.05 تا 1L/min UIP500hdT
0.05 تا 10L 0.1 تا 2L/min UIP1000hdT
0.07 تا 15L 0.15 تا 3L/min UIP1500hdT
00.1 به 20L 00.2 به 4L / دقیقه UIP2000hdT
10 تا 100L 2 تا 10L / دقیقه UIP4000hdT

تماس با ما! / از ما بپرسید!

برای اطلاعات بیشتر بپرسید

لطفا فرم زیر را برای درخواست اطلاعات اضافی در مورد پردازنده مافوق صوت ، برنامه های کاربردی و قیمت استفاده کنید. ما خوشحال خواهد شد که به بحث در مورد روند خود را با شما و به شما ارائه سیستم اولتراسونیک جلسه مورد نیاز خود را!









لطفا توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher مافوق صوت تولید هموژنایزر مافوق صوت با عملکرد بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکنده، تقلید و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی است.

ادبیات/منابع



آمار ارزشمند دانستن

هیدروژن چیه؟

هیدروژن عنصر شیمیایی با نماد H و عدد اتمی ۱ است. هیدروژن با وزن اتمی استاندارد ۱٫۰۰۸ سبک ترین عنصر جدول دوره ای است. هیدروژن فراوان ترین ماده شیمیایی جهان است که تقریباً ۷۵٪ از کل جرم باریونیک را تشکیل می دهد. حسينH2S گازی است که زمانی شکل می گیرد که دو اتم هیدروژن به هم پیوند می دهند و به یک مولکول هیدروژن تبدیل می شوند. حسينH2S هیدروژن مولکولی نیز نامیده می شود و یک مولکول دیاتومی، همونو هسته ای است. از دو پروتون و دو الکترون تشکیل شده است. با داشتن بار خنثی، هیدروژن مولکولی پایدار است و در نتیجه رایج ترین شکل هیدروژن است.

هنگامی که هیدروژن در مقیاس صنعتی تولید می شود، بخار اصلاح گاز طبیعی پر استفاده ترین شکل تولید است. یک روش جایگزین الکترولیز آب است. بیشتر هیدروژن در نزدیکی محل استفاده اخیر خود تولید می شود، به عنوان مانند، در نزدیکی تأسیسات فرآوری سوخت فسیلی (به عنوان مانند، هیدروکراک) و تولیدکنندگان کود مبتنی بر آمونیاک.