Hatékony hidrogéngyártás ultrahangos

A hidrogén egy alternatív üzemanyag, amely előnyösebb, mivel a környezetbarát és nulla szén-dioxid-kibocsátás. A hagyományos hidrogéntermelés azonban nem hatékony a gazdaságos tömegtermelés szempontjából. Az ultrahangos rázatással támogatott elektrolízis a víz és lúgvíz megoldások eredményez magasabb hidrogén hozamok, reakciósebesség és a konverziós sebesség. Ultrahangos rázatással kell támogatott elektrolízis teszi hidrogén termelés gazdaságos és energiatakarékos.
Ultrahangos rázatással támogatott elektrokémiai reakciók, mint az elektrolízis és elektrokoaguláció azt mutatják, jobb reakciósebesség, sebesség és a hozamok.

Hatékony hidrogén-generálás szonikálással

A víz és a vizes oldatok elektrolízise hidrogéntermelés céljából ígéretes folyamat a tiszta energia előállításához. A víz elektrolízise elektrokémiai folyamat, ahol villamos energiát alkalmaznak a víz két gázra, nevezetesen hidrogénre (H2) és oxigénre (O2) történő felosztására. Annak érdekében, hogy hasítsuk a H – O – H elektrolízissel kötődik, elektromos áram fut át a vízen.
Az elektrolitikus reakcióhoz közvetlen elektromos valutát alkalmaznak egy más-bölcs, nem spontán reakció elindítására. Az elektrolízis nagy tisztaságú hidrogént képes előállítani egyszerű, környezetbarát, zöld eljárással, nulla CO2-kibocsátással, mivel az O2 az egyetlen melléktermék.

Ez a videó bemutatja a közvetlen elektróda ultrahangos kezelés pozitív hatását az elektromos áramra. Hielscher UP100H (100 Watt, 30kHz) ultrahangos homogenizátort használ elektrokémiai frissítéssel és titán elektródával / sonotroddal. A híg kénsav elektrolízise hidrogéngázt és oxigéngázt termel. Ultrasonication csökkenti a diffúziós réteg vastagságát az elektróda felületén, és javítja a tömegátadást az elektrolízis során.

Sono-elektro-kémia - az ultrahang hatásának szemléltetése a kötegelt elektrolízisre

Videó indexképe

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Az ultrahangos elektrokémiai szintézis rendkívül hatékony módszer a hidrogén előállítására. A sono-elektrokémiai kezelés elősegíti a H - O - H kötések hasítását elektrolízissel, elektromos áramot vezetnek át a vízen.

2x ultrahangos processzorok a modell UIP200hdT szondákkal, amelyek elektródákként, azaz katódként és anódként működnek. Az ultrahang rezgés és kavitáció elősegíti az elektrokémiai hidrogéntermelést.

 
Ami a víz elektrolízisét illeti, a víz oxigénnel és hidrogénnel való felosztása úgy érhető el, hogy elektromos áramot ad át a vízen.
A negatív töltésű katód tiszta vizében redukciós reakció megy végbe, ahol a katódból származó elektronok (e−) hidrogénkationokhoz kerülnek, így hidrogéngáz képződik. A pozitív töltésű anódnál oxidációs reakció megy végbe, amely oxigéngázt generál, miközben elektronokat ad az anódnak. Ez azt jelenti, hogy a víz reakcióba lép az anódon, oxigént és pozitív töltésű hidrogénionokat (protonokat) képezve. Ezzel az energiamérleg következő egyenlete teljesedik ki:
 
2H.+ (aq) + 2e H. →2 g) (csökkentés a katódnál)
2H.2O (l) → O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e (oxidáció az anódnál)
Teljes reakció: 2H2O (l) → 2H2 g) + O2 g) A 2004/200
 
Gyakran lúgos vizet használnak az elektrolízishez hidrogén előállításához. Az alkálisók alkálifémek és alkáliföldfémek oldható hidroxidjai, amelyek gyakori példái: nátrium-hidroxid (NaOH, más néven marónátron) és kálium-hidroxid (KOH, más néven maró kálium). Az eletcrolysis esetében főként 20-40% -os maró oldatot alkalmazunk.

A hidrogén sono-elektrokémiai előállítása ultrahangos katódon.

A hidrogén sono-elektrokémiai előállítása ultrahangos katódon.

 

Ez a videó bemutatja a közvetlen elektróda ultrahangos kezelés pozitív hatását az elektromos áramra egy H-cellás elektrolizátor beállításban. Hielscher UP100H (100 Watt, 30kHz) ultrahangos homogenizátort használ elektrokémiai frissítéssel és titán elektródával / sonotroddal. A híg kénsav elektrolízise hidrogéngázt és oxigéngázt termel. Ultrasonication csökkenti a diffúziós réteg vastagságát az elektróda felületén, és javítja a tömegátadást az elektrolízis során.

Sono-elektrokémia - Az ultrahangos kezelés H-cellás elektrolízisre gyakorolt hatásának illusztrációja

Videó indexképe

 

A hidrogén ultrahangos szintézise

Amikor hidrogéngázt állítanak elő elektrolitikus reakcióban, a hidrogént a bomlási potenciál mellett szintetizálják. Az elektródák felülete az a terület, ahol a hidrogénképződés molekuláris stádiumban fordul elő az elektrokémiai reakció során. A hidrogénmolekulák az elektróda felszínén magvukleálódnak, így később hidrogéngázbuborékok vannak jelen a katód körül. Ultrahangos elektródák segítségével javítja tevékenység impedanciák és koncentráció impedancia és felgyorsítja a növekvő hidrogén buborékok során víz elektrolízis. Számos tanulmány kimutatta, hogy az ultrahangos hidrogén termelés növeli a hidrogén hozamok hatékonyan.

 
Előnyei ultrahangos hidrogén elektrolízis

  • Magasabb hidrogénhozamok
  • Jobb energiahatékonyság

ultrahang eredmények:

  • megnövekedett anyagátadási
  • A felhalmozott impedancia gyorsított csökkentése
  • Csökkentett ohmikus feszültségcsökkenés
  • Csökkent reakció túlpotenciál
  • Csökkentett bomlási potenciál
  • Vízgáztalanítás / vizes oldat
  • Elektródakatalizátorok tisztítása

 

Ultrahangos hatása elektrolízis

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.
 
Ultrahangos hatása az elektródák

  • Lerakódások eltávolítása az elektróda felületéről
  • Az elektródafelület aktiválása
  • Elektrolitok szállítása elektródák felé és attól távol

 

Ultrahangos tisztítás és az elektródafelületek aktiválása

A tömeges átvitel az egyik legfontosabb tényező, amely befolyásolja a reakciósebességet, a sebességet és a hozamot. Az elektrolitikus reakciók során a reakciótermék, pl. kicsapódik, felhalmozódik közvetlenül az elektróda felületeken, és lassítja a friss oldat elektródá történő elektrolitikus átalakítását. Ultrahangos rázatással támogatott elektrolitikus folyamatok azt mutatják, fokozott tömeg átvitel az ömlesztett oldat és a felületek közelében. Az ultrahangos rezgés és kavitáció eltávolítja a passziviációs rétegeket az elektróda felületekről, és ezáltal tartósan teljesen hatékony. Továbbá, szonifikáció ismert, hogy fokozza a reakció utak sonochemical hatások.

Alsó Ohmic feszültség csepp, reakció overpotential, és a bomlási potenciál

Az elektrolízis hez szükséges feszültséget bomlási potenciálnak nevezik. Ultrahang csökkentheti a szükséges bomlási potenciál elektrolízis folyamatok.

Ultrahangos elektrolízis cella

A víz elektrolízis, ultrahangos energia bemenet, elektróda rés, és az elektrolit koncentráció jattos tényezők, amelyek befolyásolják a víz elektrolízis és annak hatékonyságát.
Lúgikus elektrolízis esetén általában 20%–40% KOH vagy NaOH vizes maró oldattal rendelkező elektrolíziscellát használnak. Az elektromos energiát két elektródára alkalmazzák.
Elektróda katalizátorok lehet használni, hogy gyorsítsa fel a reakció sebességét. Például a Pt elektródák kedvezőek, mivel a reakció könnyebben bekövetkezik.
Tudományos kutatási cikkek jelentés 10%-25% energiatakarékosság segítségével az ultrahangos rázatással támogatott elektrolízis a víz.

Ultrahangos elektroliterek hidrogéngyártáshoz kísérleti és ipari méretekben

Hielscher Ultrasonics’ ipari ultrahangos processzorok épülnek a 24/7/365 működés teljes terhelés mellett és nagy teherbírású folyamatok.
Azáltal, hogy robusztus ultrahangos rendszerek, speciális tervezett összehegeszthetősége (szondák), amelyek működnek, mint elektróda és ultrahang hullám adó egyidejűleg, és elektrolízis reaktorok, Hielscher Ultrasonics előírja a különleges követelményeket elektrolitikus hidrogén termelés. Az UIP sorozat összes digitális ipari ultrasonicator-ja (UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5 kW), UIP2000hdT (2kW), és UIP4000hdT (4kW)) nagy teljesítményű ultrahangos egységek elektrolízishez.

Az ultrahangos szonda a nagy teljesítményű ultrasonicator UIP2000hdT működik anódként. Az alkalmazott ultrahangos mező miatt elősegítik a hidrogén elektrolízisét.

Az UIP2000hdT ultrahangos szondája anódként működik. Az alkalmazott ultrahangos hullámok fokozzák a hidrogén elektrolitikus szintézisét.

Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:

Kötegelt mennyiségÁramlási sebességAjánlott eszközök
00,02-5L között0.05–1L/minUIP500hdT
00,05-10L között0.1–2L/minUIP1000hdT
00,07-15L között0.15–3L/minUIP1500hdT
0.1-20L02 - 4 L / percUIP2000hdT
10-100 liter2 - 10 l / percUIP4000hdT

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, hogy további információkat kérjen az ultrahangos elektródákról és a sono-elektrokémiai rendszerekről, az alkalmazás részleteiről és az árakról. Örömmel megvitatjuk veled a szono-elektrokémiai folyamatot, és felajánlunk Önnek egy ultrahangos rendszert, amely megfelel az Ön igényeinek!









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Ultrahangos magas nyíró homogenizátorokat használnak laboratóriumi, asztali, kísérleti és ipari feldolgozásban.

Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok keverésalkalmazások, diszperziós, emulgeálás és extrakciós laboratóriumi, kísérleti és ipari méretű.



Tudni érdemes

Mi az a hidrogén?

A hidrogén a H szimbólummal és az 1-es atomszámmal ellátott kémiai elem. 1,008-as standard atomtömeggel a hidrogén a periódusos rendszer legkönnyebb eleme. A hidrogén a leggyakoribb vegyi anyag az univerzumban, amely nagyjából 75%-át teszi ki az összes bariontömegnek. A H2 egy gáz, amely akkor keletkezik, amikor két hidrogénatom összekapcsolódik, és hidrogénmolekulává válik. H2 is nevezik molekuláris hidrogén és egy kétatomi, homonukleáris molekula. Két protonból és két elektronból áll. Semleges töltéssel a molekuláris hidrogén stabil, és ezáltal a hidrogén leggyakoribb formája.

Amikor a hidrogént ipari méretekben állítják elő, a gőzreformáló földgáz a legszélesebb körben használt termelési forma. Egy másik módszer a víz elektrolízise. A hidrogén nagy részét az utóbbi felhasználás helyéhez közel állítják elő, például fosszilis tüzelőanyagokat feldolgozó létesítmények (pl. hidrokrakkolás) és ammóniaalapú műtrágyagyártók közelében.

Irodalom / Referenciák

Örömmel megvitassuk a folyamatot.

Lépjünk kapcsolatba.