היגישר טכנולוגיית אולטרה סאונד

ייצור מימן יעיל עם אולטרסוניקה

מימן הוא דלק חלופי העדיף בשל ידידותיות הסביבה שלה ואפס פליטת פחמן דו חמצני. עם זאת, ייצור מימן קונבנציונלי אינו יעיל לייצור המוני חסכוני. אולטרסוניקה קידם אלקטרוליזה של מים ופתרונות מים אלקליין תוצאות תפוקות מימן גבוהות יותר, קצב תגובה ומהירות המרה. אלקטרוליזה בסיוע Ultrasonically עושה ייצור מימן חסכוני ואנרגיה יעילה.
אולטראסוניקה קידם תגובות אלקטרוכימיות כגון אלקטרוליזה ואלקטרו קרישה להראות מהירות תגובה משופרת, קצב ותשואות.

ייצור מימן יעיל עם Sonication

אלקטרוליזה של מים ופתרונות מים למטרת ייצור מימן היא תהליך מבטיח לייצור אנרגיה נקייה. אלקטרוליזה של מים היא תהליך אלקטרוכימי שבו החשמל מוחל על פיצול מים לשני גזים, כלים מימן (H2) וחמצן (O2). על מנת ללקט את ה-ח – הו – קשרי H על ידי אלקטרוליזה, זרם חשמלי הוא לרוץ דרך המים.
עבור התגובה האלקטרוליטית, מטבע חשמלי ישיר (DC) מוחל כדי ליזום תגובה לא ספונטנית חכמה אחרת. אלקטרוליזה יכולה ליצור מימן של טוהר גבוה בתהליך פשוט, ידידותי לסביבה, ירוק עם אפס CO2 פליטה כ- O2 הוא תוצר החברה היחיד.

Ultrasonic electrolysis intensifies hydrogen production.

2x מעבדי אולטראסוניות UIP2000hdT עם גששים, שמפעלים כאלקטרודות, כלומר קתודה ואנודה. השדה אולטראסוניות מעצים את הסינתזה אלקטרוליטית של מימן ממים או פתרונות מים.

לגבי האלקטרוליזה של המים, פיצול מים לחמצן ומימן מושגת על ידי העברת זרם חשמלי דרך המים.
במים טהורים בקטודה טעונה שלילית, תגובת הפחתה מתרחשת כאשר אלקטרונים (e)מהקטודה נתרמים ל-cations מימן כך שגז מימן נוצר. באנודה טעונה חיובית, תגובת חמצון מתרחשת, אשר מייצרת גז חמצן תוך מתן אלקטרונים לאנודה. משמעות הדבר, מים מגיבים על האנודה כדי ליצור חמצן ויונים מימן טעונים חיובית (פרוטונים). ובכך תושלם המשוואה הבאה של מאזן האנרגיה:

2הות ותיה+ (aq) + 2e → H2 (ז) (הפחתה בקטודה)
2הות ותיה2O (l) → O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e (חמצון באנודה)
תגובה כללית: 2H2O (l) → 2H2 (ז) + O2 (g) מה אתה עושה כאן?

לעתים קרובות, מים אלקליין משמש אלקטרוליזה על מנת לייצר מימן. מלחי אלקלי הם הידרוקסידים מסיסים של מתכות אלקליות ומתכות אדמה אלקליין, אשר דוגמאות נפוצות הן: נתרן הידרוקסיד (NaOH, הידוע גם בשם “סודה קאוסטית") ואשלגן הידרוקסיד (KOH, הידוע גם בשם “אשלגן קאוסטי"). עבור אלתקרוליזה, בעיקר ריכוזים של 20% עד 40% פתרון קאוסטי משמשים.

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

בדיקה אולטראסוניות של UIP2000hdT פונקציות כאנודה. גלי אולטראסוניות מיושמים להעצים את הסינתזה אלקטרוליטית של מימן.

בקשת מידע





סינתזה אולטראסוניות של מימן

כאשר גז מימן מיוצר בתגובה אלקטרוליטית, המימן מסונתז ממש על פוטנציאל הריקבון. פני השטח של אלקטרודות הוא האזור, שבו היווצרות מימן מתרחשת על הבמה המולקולרית במהלך התגובה האלקטרוכימית. מולקולות המימן מתעבצות על פני האלקטרודה, כך שבועות גז מימן נמצאות לאחר מכן סביב הקתודה. באמצעות אלקטרודות אולטראסוניות משפר את הפרעות פעילות וריכוז מכשול ומאיץ את העלייה של בועות מימן במהלך אלקטרוליזה מים. מספר מחקרים הראו כי ייצור מימן אולטראסוניות מגביר את תשואות מימן ביעילות.

היתרונות של אולטרסוניקה על אלקטרוליזה מימן

  • תשואות מימן גבוהות יותר
  • יעילות אנרגטית משופרת

כמו תוצאות אולטרסאונד ב:

  • העברת מסה מוגברת
  • הפחתה מואצת של מכשול מצטבר
  • ירידה מופחתת במתח אומי
  • תגובה מופחתת יתר על פני פוטנטיות
  • פוטנציאל ריקבון מופחת
  • דגיגה של מים / תמיסה מים
  • ניקוי זרזים אלקטרודה

אפקטים אולטראסוניות על אלקטרוליזה

אלקטרוליזה נרגשת ultrasonically ידוע גם בשם sono-אלקטרוליזה. גורמים אולטרה סאונד שונים של השפעה טבע sonomechanical ו sonochemical ולקדם תגובות אלקטרוכימיות. גורמים אלה המשפיעים על אלקטרוליזה הם תוצאות של קוויטציה ורטט המושרה אולטרסאונד וכוללים הזרמה אקוסטית, מיקרו מערבולות, microjets, גלי הלם, כמו גם השפעות סונוכימיות. קוויטציה אולטראסוניות / אקוסטית מתרחשת, כאשר גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה הם בשילוב לתוך נוזל. תופעת הקביטציה מאופיינת בצמיחה וקריסה של בועות קביטציה כביכול. קריסה בועה מסומנת על ידי כוחות סופר אינטנסיביים, המתרחשים באופן מקומי. כוחות אלה כוללים חימום מקומי אינטנסיבי של עד 5000K, לחצים גבוהים של עד 1000 atm, וחימום עצום שיעורי קירור (>100k / שנייה) והם מעוררים אינטראקציה ייחודית בין חומר ואנרגיה. לדוגמה, כוחות קביטציה אלה eimpact מליטה מימן במים ולהקל על פיצול של אשכולות מים אשר לאחר מכן גורמת צריכת אנרגיה מופחתת עבור אלקטרוליזה.

השפעה אולטראסוניות על אלקטרודות

  • הסרת פיקדונות מפני האלקטרודה
  • הפעלת משטח האלקטרודה
  • הובלת אלקטרוליטים לכיוון והרחק מאלקטרודות

ניקוי והפעלה של משטחים

העברה המונית היא אחד הגורמים המכריעים המשפיעים על קצב התגובה, המהירות והתשואה. במהלך תגובות אלקטרוליטיות, מוצר התגובה, למשל משקעים, מצטברים סביב, כמו גם ישירות על משטחי האלקטרודה ולהאט את ההמרה האלקטרוליטית של פתרון טרי לאלקטרודה. תהליכים אלקטרוליטיים מקודמים Ultrasonically להראות העברת מסה מוגברת בתמיסה בתפזורת ליד המשטחים. רטט אולטראסוניות קביטציה מסיר שכבות passivation מפני משטחי אלקטרודה ולשמור אותם ובכך יעיל באופן קבוע באופן מלא. יתר על כן, sonification ידוע כדי לשפר את מסלולי התגובה על ידי השפעות סונוכימיות.

ירידה במתח אומי נמוך יותר, תגובה יתר על על על-זמנית ופוטנציאל ריקבון

המתח הדרוש להתרחשות אלקטרוליזה ידוע כפוטנציאל ריקבון. אולטרסאונד יכול להפחית את פוטנציאל הריקבון הדרוש בתהליכי אלקטרוליזה.

תא אלקטרוליזה אולטראסוניות

עבור אלקטרוליזה מים, קלט אנרגיה אולטראסוניות, פער אלקטרודה, וריכוז אלקטרוליט הם גורמי מפתח המשפיעים על אלקטרוליזה מים ויעילותו.
עבור אלקטרוליזה אלקליין, תא אלקטרוליזה עם תמיסה קאוסטית מים של בדרך כלל 20%-40% KOH או NaOH משמש. אנרגיה חשמלית מוחלת על שתי אלקטרודות.
זרזים אלקטרודה יכול לשמש כדי להאיץ את מהירות התגובה. לדוגמה, אלקטרודות Pt הן עדיפות כמו התגובה מתרחשת בקלות רבה יותר.
מאמרי מחקר מדעיים מדווחים 10%-25% חיסכון באנרגיה באמצעות אלקטרוליזה מקודמת ultrasonically של מים.

אלקטרוליזרים אולטראסוניות לייצור מימן בפיילוט וסקאלה תעשייתית

Hielscher אולטרסוניקה’ מעבדי אולטראסוניות תעשייתיים בנויים עבור הפעולה 24/7/365 תחת עומס מלא בתהליכים חובה כבדה.
על ידי אספקת מערכות אולטראסוניות חזקות, sonotrodes מיוחד מעוצב (בדיקות), אשר מתפקדים כמו אלקטרודה משדר גל אולטרסאונד באותו זמן, כורי אלקטרוליזה, Hielscher אולטרסוניקה מספק את הדרישות הספציפיות לייצור מימן אלקטרוליטי. כל אולטרסוניות תעשייתי דיגיטלי של סדרת UIP (UIP500hdT (500 וואט), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1.5kW), UIP2000hdT (2kW), ו- UIP4000hdT (4kW)) הן יחידות אולטרה סאונד ביצועים גבוהים עבור יישומי אלקטרוליזה.
הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו:

נפח תצווה קצב זרימה התקנים מומלצים
00.02 עד 5L 0.05 עד 1L/min UIP500hdT
00.05 עד 10 ל' 0.1 עד 2L/דקות UIP1000hdT
00.07 עד 15 ל'. 0.15 עד 3L/min UIP1500hdT
0.1 ל 20L 0.2 ל 4 ליטר / דקה UIP2000hdT
10 עד 100 ליטר 2 עד 10L / min UIP4000hdT

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף אודות מעבדים אולטרה סאונד, יישומים ומחיר. נשמח לדון בתהליך שלך איתך ולהציע לך מערכת אולטרה סאונד לפגישה הדרישות שלך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


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

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת הומוגניזרים אולטראסוניות ביצועים גבוהים עבור ערבוב יישומים, פיזור, אמולסיה וחילוץ על מעבדה, טייס בקנה מידה תעשייתי.

ספרות/הפניות



עובדות שראוי לדעת

מהו מימן?

מימן הוא היסוד הכימי עם הסמל H ומספר אטומי 1. עם משקל אטומי סטנדרטי של 1.008, מימן הוא היסוד הקל ביותר בטבלה המחזורית. מימן הוא החומר הכימי הנפוץ ביותר ביקום, המהווה בערך 75% מכל המסה הברונית. H2 הוא גז אשר נוצר כאשר שני אטומי מימן להתחבר יחד ולהיות מולקולת מימן. H2 נקרא גם מימן מולקולרי והוא מולקולה דיאטומית, הומו-נוקלרית. הוא מורכב משני פרוטונים ושני אלקטרונים. לאחר טעינה נייטרלית, מימן מולקולרי הוא יציב ובכך הצורה הנפוצה ביותר של מימן.

כאשר מימן מיוצר בקנה מידה תעשייתי, קיטור רפורמה גז טבעי היא צורת הייצור הנפוץ ביותר. שיטה חלופית היא אלקטרוליזה של מים. רוב המימן הוא לייצר ליד האתר של השימוש האחרון שלה, למשל, ליד מתקני עיבוד דלק מאובנים (למשל, hydrocracking) ויצרני דשן מבוססי אמוניה.