希硫酸からのソノ電解水素生産

ソノ電解セットアップ2 – シンプルなバッチ

ガラス容器は希硫酸(H2SO4、1.0M)の電解質で満たされています。この単純な電解槽では、電極は酸性水の溶液に浸漬される。正極電極はカーボン(8mm)で作られています。負の陰極は、チタン超音波ソノ電極(10mm、MS10、ヒールシャーUP100H、100ワット、30kHz)です。電気分解は、希硫酸溶液を通じて電気が通過した場合にのみ行われます。そのため、炭素陽極とチタンカソードは定電圧電源(直流)に接続されている。チタン電極とカーボン電極は不活性である。希硫酸の電気分解で発生する水素ガスと酸素ガスは、この設定では回収されない。以下のビデオは、動作中のこの非常に簡単なセットアップを示しています。

電気分解中に何が起こるか?

水素イオンは陰極に引き付けられる。そこでは、水素イオンや水分子が電子利得によって水素ガス分子に還元される。その結果、水素ガス分子が水素ガスとして排出される。多くの反応性金属塩または酸溶液の電解は、負の陰極電極で水素を生成する。
負の硫酸イオンや水酸化物イオンの微量は、正の陽極に引き付けられます。硫酸イオン自体は安定しすぎて、何も起こらない。水酸化物イオンまたは水分子は、酸素を形成するために、アノードで排出および酸化されます。この正極反応は、電子損失による酸化電極反応である。

希硫酸を使用する理由

水には、水素イオンと水酸化物イオンの微量濃度のみが含まれています。これは、電気伝導性を制限します。希硫酸から高濃度の水素イオンと硫酸イオンは、電解質の電気伝導性を向上させます。また、水酸化カリウム(KOH)や水酸化ナトリウム(NAOH)、水などのアルカリ性電解質溶液を使用することもできます。塩や硫酸の多くの溶液の電解は、負の陰極で水素を生成し、陽極で酸素を生成します。塩酸または塩化物塩の電解は、陽極で塩素を生成します。

電解槽とは何ですか?

電解槽は、電気分解と呼ばれるプロセスで水を水素と酸素に分離する装置です。電気を使って水素ガスと酸素ガスを作り出します。水素ガスは圧縮ガスまたは液化ガスとして貯蔵することができる。水素は、自動車、電車、バス、トラック等の水素燃料電池に使用するエネルギーキャリアです。
基本的な電解槽には、カソード(負電荷)とアノード(正電荷)と、ポンプ、ベント、貯蔵タンク、電源、セパレータなどの周辺部品が含まれています。水電解は、電解槽内で起こる電気化学反応です。アノードとカソードは直流電流で駆動され、水(H20)は水素(H2)と酸素(O2)の成分に分割されます。