Producción ar nt'ot'e xi hño hidrógeno ko ultrasonidos

Generación ar nt'ot'e xi hño hidrógeno ko sonicación

Ar electrólisis ar dehe ne ya soluciones acuosas pa ár 'mu̲i generación hidrógeno ge 'nar proceso prometedor pa ar producción energía 'Beni. Ar electrólisis ar dehe ge 'nar proceso electroquímico ja da t'uni ñot'i pa gi ar dehe jar yoho gases, tso̲kwa saber, hidrógeno (H₂) ne oxígeno (wa₂). Jar 'mui tu̲ki ar H – Acerca ar – H da une ya electrólisis, 'nar corriente eléctrica ar corre a través de ar dehe.
Pa ar reacción electrolítica, da t'uni 'nar moneda eléctrica directa (DC) pa da du'mi 'nar reacción hingi espontánea. Ar electrólisis to generar hidrógeno mextha pureza ja 'nar proceso simple, respetuoso ko ar nt'uni mbo jar ximha̲i, xí ko 'nar₂ emisión komongu O₂ ar único ar subproducto.

2 x procesadores ultrasónicos UIP2000hdT ko ar sondas, da actúan komongu ar electrodos, ar mä, cátodo ne ar ánodo. Hwähi ultrasónico intensifica ar síntesis electrolítica hidrógeno a partir de ar dehe wa soluciones acuosas.

Dige ár electrólisis ar dehe, ar división ar dehe jar oxígeno ne hidrógeno ar logra thogi 'nar corriente eléctrica a través de ar dehe.
Jar dehe pura jar cátodo cargado negativamente, bí produce 'nar reacción reducción ho ya electrones (ne) ja ar cátodo bí donan bí cationes ar hidrógeno pa ndi ar forme gas hidrógeno. Ja ar ánodo cargado positivamente, pe̲ts'i lugar 'nar reacción oxidación, da genera gas oxígeno Mente xta electrones ja ar ánodo. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ar dehe reacciona ja ar ánodo pa formar oxígeno ne carga positivamente iones hidrógeno (protones). Ar nuna ar modo bí completa ar Xtí ecuación equilibrio energético:

2 h⁺ (aq) + 2e^– → H₂ (g) (reducción ja ar cátodo)
2 h₂Wa (l) → O2 (g) + 4 H⁺ (aq) + 4e^– (oxidación ja ar ánodo)
Reacción Nxoge: 2 H₂Wa (l) → H₂ (g) + wa₂ (g)

Tso̲kwa menudo, ar dehe alcalina ar gi japu̲'be̲fi pa ar electrólisis jar 'mui producir hidrógeno. Ya sales alcalinas ya hidróxidos solubles metales alcalinos ne metales ya ha̲i alcalinos, ja ya ne nuya ejemplos pa ngatho ya: hidróxido sodio (NaOH, 'nehe conocido komongu) “sóptico") ne hidróxido potasio (KOH, 'nehe conocido komongu “potasa cáustica"). Pa ar eletcrolisis, ar utilizan principalmente concentraciones 20% ma 40% njäts'i cáustica.

Síntesis Ultrasónica de Hidrógeno

Nu'bu̲ gas hidrógeno ar produce ja 'nar reacción electrolítica, ar hidrógeno bí sintetiza Hmunts'i ja ár hne ar descomposición. Superficie ya electrodos ge ar área, ho formación hidrógeno ar produce jar etapa molecular Nxoge ar reacción electroquímica. Ya moléculas hidrógeno nuclean ar superficie ar electrodo ja modo da 'mefa ya burbujas gas hidrógeno gi 'bu̲hu̲ 'bui mi 'be̲ni ar cátodo. Njapu'befi ya electrodos ultrasónicos mejora ya impedancias ya nt'ot'e ne ya impedancia concentración ne acelera aumento ya burbujas hidrógeno Nxoge ar electrólisis ar dehe. Varios ya nsadi demostraron da producción hidrógeno ultrasónico aumenta rendimiento hidrógeno ar bí nt'ot'e xi hño.

Efectos ultrasónicos ja ar electrólisis

Electrólisis excitada ya ultrasonidos 'nehe ar pädi komongu sononon electrólisis. Varios factores ultrasónicos jar 'mui sonomecánica ne sonoquímica influyen ne promueven reacciones electroquímicas. Nuya factores influyen ar electrólisis ge ya resultados ar cavitación ne ar vibración inducidas ya ultrasonidos ne incluyen transmisión acústica, micro-turbulencias, microrreactores, ondas choque, nja'bu komongu efectos sonoquímicos. Ar produce cavitación ultrasónica yá acústica, nu'bu̲ ya ondas ultrasonido mextha ar intensidad bí acoplan jar líquido. Ar fenómeno ar cavitación bí caracteriza ir nge ar crecimiento ne ar colapso ya llamadas burbujas cavitación. Ar implosión ar burbuja xí marcada ya nsani súper hmä, da ocurren localmente. Nuya ya ndu nzafi incluyen 'nar calentamiento ir intenso ar asta 5000 ë, altas presiones asta 1000 atm, ne enormes tasas calentamiento ne enfriamiento (>100 ë yá seg) ne provocan 'nar interacción ho̲ntho entre ar materia ne ar energía. Ngu, esas ndu cavitacionales eimpactión ya fijaciones hidrógeno jar dehe ne ár hño ja ar división ya cúmulos ar dehe 'mefa resulta ja 'nar me̲ti consumo energía pa ar electrólisis.

Impacto ultrasónico ja ya electrodos

• Extracción depósitos ar superficie ar electrodo
• Activación ar superficie ar electrodo
• Transporte electrolitos nu'bu ne ya'bu̲ electrodos

Limpieza ne activación superficies

Transferencia masa ge 'na ya factores cruciales da influyen ar velocidad reacción, ar velocidad ne ar rendimiento. Nxoge ya reacciones electrolíticas, producto reacción, ngu, ya precipitados, ar acumulan alrededor, nja'bu̲ komongu Hmunts'i dige ya superficies jar electrodo ne desaceleran ar conversión electrolítica ár njäts'i fresca ja ar electrodo. Ya procesos electrolíticos promovidos ya ultrasonidos muestran 'nar dätä transferencia masa jar ár njäts'i granel ne cerca de ya superficies. Ar vibración ar ultrasónica ne ar cavitación eliminan ya capas pasivación ya superficies ya electrodos ne da mantienen ya nt'ot'e nzäm'bu da totalmente eficientes. 'Nehe, sonificación ar conocida ya mejorar ya vías reacción ya efectos sonoquímicos.

Zu'we caída ar voltaje ohmico, reacción ya nga̲tho ar pa ne ar ár hne descomposición

Ar voltaje requerido pa ndi bí produzca ar electrólisis ar pädi komongu ár hne descomposición. Ar ultrasonido ar tsa̲ da reducir ár ár hne ar descomposición mahyoni ja ya procesos electrólisis.

Célula electrólisis ultrasónica

Pa ar electrólisis ar dehe, ar entrada energía ultrasónica, ar brecha ar electrodos ne ar concentración electrolitos ya factores clave da afectan ar electrólisis ar dehe ne ár dätä nt'ot'e.
Pa 'nar electrólisis alcalina, ar gi japu̲'be̲fi 'nar célula electrólisis ko 'nar njäts'i cáustica acuosa koh wa NaOH nu'bu̲ da nthe̲hu̲ 'ra ya ar 20% — 40%. Ar energía eléctrica da t'uni jar yoho ya electrodos.
Ya catalizadores electrodos ar xi utilizar pa acelerar ar velocidad reacción. Ngu, ya electrodos Pt ya favorables medida da ar reacción bí produce hingi hembi mäs da.
Xeni Nthuts'i nthoni científica reportan 10% — 25% ahorro energía utilizando electrólisis promovida ya ultrasonidos ar dehe.

Electrolizadores ultrasónicos pa ar producción hidrógeno escala piloto ne industrial

Hielscher Ultrasonics’ ya procesadores ultrasónicos industriales gi 'bu̲hu̲ construidos pa ar operación 24 yá 7 yá 365 jár carga nxo̲ge ne procesos hontho hñei.
Ir nge ar suministro sistemas ultrasónicos robustos, sonotrodos ar diseño hontho (sondas), da funcionan komongu electrodo ne transmisor ondas ultrasonido xkagentho ar pa, ne reactores electrólisis, Hielscher Ultrasonidos satisface ya requisitos específicos pa ar producción hidrógeno electrolítico. Ga̲tho ya ultrasonicadores industriales digitales ar serie UIP ar ()UIP500hdT (500 vatios), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5 kW), UIP2000hdT (2 kW), ne UIP4000hdT (4kW)) ya unidades ultrasónicas mar hñets'i rendimiento pa aplicaciones electrólisis.
Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximado HMUNTS'UJE ultrasonicators: