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

Ar hidrógeno ge 'nar combustible alternativo preferible nu'bya ár nt'emunsu ja ár nt'emunsu ar nt'uni mbo jar ximha̲i ne ár nula emisión dióxido carbono. Wat'i, generación convencional hidrógeno hingi ar nt'ot'e xi hño pa 'nar producción masiva bojä. Ar electrólisis ar dehe ne soluciones ar dehe alcalina promovida ya ultrasonidos xta komongu ar nt'uni pe̲ts'i rendimientos hidrógeno, velocidad reacción ne velocidad conversión. Electrólisis asistida ya ultrasonidos xí ne ar producción hidrógeno da Bojä ne ya nt'ot'e xi hño ndezu̲ ar punto ar thandi energético.
Ya reacciones electroquímicas promovidas ya ultrasonidos, komongu ar electrólisis ne ar electrocoagulación, muestran 'nar velocidad, 'nar velocidad reacción ne 'nar rendimiento mejorados.

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

Ar electrólisis ar dehe ne ya soluciones acuosas pa ar 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 (O2). Pa escindir ar H – O – Enlaces H ya electrólisis, 'nar corriente eléctrica pasa a través de ar dehe.
Pa ar reacción electrolítica, da t'uni 'nar moneda eléctrica directa pa da du'mi 'nar reacción hingi espontánea ar ma'na ar klase. Ar electrólisis to generar hidrógeno mextha pureza ja 'nar proceso sencillo, ecológico ne respetuoso ko ar nt'uni mbo jar ximha̲i ne ko cero emisiones CO2, ya ke ar O2 xí único ar subproducto.

 
Dige ár electrólisis ar dehe, ar división ar dehe jar oxígeno ne hidrógeno ar logra o̲t'e thoka 'nar corriente eléctrica a través de ar dehe.
Jar dehe pura jar cátodo cargado negativamente, bí produce 'nar reacción reducción dá da ya electrones (e —) ja ar cátodo bí donan ja ya cationes hidrógeno pa ndi bí forme ar gas hidrógeno. Ja ar ánodo cargado positivamente, bí produce 'nar reacción oxidación, da genera oxígeno gaseoso Mente proporciona electrones ar ánodo. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ar dehe reacciona ja ar ánodo da formar ya oxígeno ne ya iones ar hidrógeno cargados positivamente (protones). Ar nuna ar modo bí completa ar Xtí ecuación ar balance 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) → 2 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 alcalinotérreos, ja ya ne nuya ya ejemplos pa ngatho ya: hidróxido sodio (NaOH, 'nehe conocido komongu sosa cáustica) ne hidróxido potasio (KOH, 'nehe conocido komongu potasa cáustica). Pa ar eletrólisis, ar utilizan principalmente concentraciones 20% ma 40% ar njäts'i cáustica.

 

 

Síntesis ultrasónica hidrógeno

Nu'bu̲ ar produce gas hidrógeno ja 'nar reacción electrolítica, ar hidrógeno ar sintetiza justo jar ár hne ar descomposición. Superficie ya electrodos ge ar área ho bí produce ar formación hidrógeno jar etapa molecular Nxoge ar reacción electroquímica. Ya moléculas hidrógeno bí nuclean jár superficie ar electrodo ja modo da 'mefa Jawa burbujas gas hidrógeno 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 ya ultrasonidos aumenta rendimiento hidrógeno ar bí nt'ot'e xi hño.

 

Efectos ultrasónicos ja ar electrólisis

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.
 
Impacto ultrasónico ja ya electrodos

• Eliminación depósitos ar superficie ar electrodo
• Activación ar superficie ar electrodo
• Transporte electrolitos ntsuni ne ya electrodos ndezu̲

 

Limpieza ultrasónica ne activación superficies electrodos

Transferencia masa ge 'na ya factores cruciales da influyen ar velocidad reacción, ar velocidad ne ar rendimiento. Nxoge ya reacciones electrolíticas, producto jar reacción, ngu, ya precipitados, acumulan alrededor ne ya 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, ir ya mantienen nzäm'bu da completamente eficientes. 'Nehe, da mfädi ne ar sonificación mejora ya vías reacción ya efectos sonoquímicos.

Menor caída voltaje óhmico, sobrepotencial reacción ne ár hne descomposición

Ar voltaje requerido pa da ocurra ar electrólisis ar pädi komongu ár hne descomposición. Ya ultrasonidos ar xi reducir ar ár hne ar descomposición mahyoni ja ya procesos electrólisis.

célula electrólisis ultrasónica

Pa ar electrólisis ar dehe, ar entrada energía ultrasónica, espacio entre 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 celda electrólisis ko 'nar njäts'i cáustica acuosa ya nu'bu̲ da nthe̲hu̲ 'ra 20% ma 40% KOH wa ya NaOH. 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 ya ke ar reacción bí produce hingi hembi mäs da.
Ya xeni Nthuts'i nthoni científica informan 'nar ahorro energía 10% ja ar 25% jamädi ar electrólisis ar dehe promovida ya ultrasonidos.

Electrolizadores ultrasónicos pa ar producción hidrógeno escala piloto ne industrial

Hielscher Ultrasonics’ Ya procesadores ultrasónicos industriales gi 'bu̲hu̲ construidos pa ar funcionamiento 24 yá 7 yá 365 ya plena carga ne procesos pesados.
Ir nge ar suministro robustos sistemas ultrasónicos, sonotrodos (sondas) ho̲ntho nu'u̲ diseñados, da funcionan komongu electrodos ne transmisores ondas ultrasónicas jar xkagentho ar pa, ne reactores electrólisis, Hielscher Ultrasonics satisface ya requisitos específicos pa ar producción hidrógeno electrolítico. Ga̲tho ya ultrasonidos industriales digitales ar serie UIP ar ()UIP500hdT (500 vatios), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5 kW), UIP2000hdT (2kW), ne UIP4000hdT (4kW)) ya unidades ultrasónicas mar hñets'i rendimiento pa aplicaciones electrólisis.

Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximada ar HMUNTS'UJE ultrasonidos: