Hielscher Ultrasonics
Vom discuta cu plăcere despre procesul dumneavoastră.
Sunați-ne: +49 3328 437-420
Scrieți-ne: [email protected]

Producția sonoelectrolitică de hidrogen din acid sulfuric diluat

Electroliza acidului sulfuric diluat produce hidrogen gazos și oxigen gazos. Ultrasonicarea reduce grosimea stratului de difuzie de la suprafața electrodului și îmbunătățește transferul de masă în timpul electrolizei. Ultrasonicarea poate crește semnificativ ratele de producție a hidrogenului gazos în celula electrolitică.

Mai jos sunt descrise două configurații experimentale cu un anod de carbon și un catod de titan. Pentru a demonstra efectele pozitive ale ultrasonicării asupra electrolizei, catodul de titan este un sonoelectrod. Acesta adaugă vibrații ultrasonice și cavitație în producția electrolitică de hidrogen și oxigen din acid sulfuric diluat. Combinarea ultrasunetelor cu electricitatea este utilizată în sonoelectrochimie, sonoelectroliză și sonoelectrosinteză.
Omogenizatorul cu ultrasunete Hielscher UP100H (100 wați, 30kHz) este echipat cu un upgrade sonoelectrochimic. Acesta permite utilizarea sonotrodei drept catod sau anod într-un proces electrolitic. Pentru configurații sonoelectrolitice industriale, vă rugăm să faceți clic aici!

Solicitare de informații



Prezintă o sonotrodă ultrasonică din titan utilizată drept catod sonoelectrolitic în producția de hidrogen din acid sulfuric diluat.

Catod sonoelectric pe procesorul cu ultrasunete UP100H

Configurația de sonoelectroliză 1 – celulă nedivizată de tip H

Configurația utilizează acid sulfuric diluat (H2SO4, 1,0M). O celulă nedivizată de tip H este umplută cu electrolitul. Această celulă este cunoscută sub numele de voltametru Hofmann. Are trei cilindri verticali de sticlă uniți între ei. Cilindrul interior este deschis în partea de sus pentru a permite umplerea cu electrolit. Deschiderea robinetelor din partea superioară a tuburilor exterioare permite evacuarea oricărui gaz în timpul umplerii. În celula electrolitică, electrozii sunt etanșați cu inele de cauciuc și imersați cu capul în jos în soluția de apă acidulată. Electrodul anodic pozitiv este din carbon (8mm). Catodul negativ este un sonoelectrod ultrasonic din titan (10mm, sonotrodă specială cu suprafață mare, Hielscher UP100H, 100 wați, 30kHz). Sonoelectrodul de titan și electrodul de carbon sunt inerți. Electroliza va avea loc numai atunci când curentul electric trece prin soluția de acid sulfuric diluat. Prin urmare, anodul de carbon și un catod de titan sunt conectați la o sursă de alimentare cu tensiune constantă (curent continuu).
Hidrogenul gazos și oxigenul gazos produse în electroliza acidului sulfuric diluat sunt colectate în tuburile exterioare gradate de deasupra fiecărui electrod. Volumul de gaz dislocă electrolitul din tuburile exterioare, iar volumul de gaz suplimentar poate fi măsurat. Raportul teoretic al volumelor de gaz este 2:1. În timpul electrolizei, din electrolit este îndepărtată doar apa, sub formă de hidrogen gazos și oxigen gazos. Prin urmare, concentrația acidului sulfuric diluat crește ușor în timpul electrolizei.
Videoclipul de mai jos prezintă sonoelectroliza acidului sulfuric diluat folosind ultrasonicare pulsată (amplitudine 100%, mod ciclic, 0,2 secunde pornit, 0,8 secunde oprit). Ambele teste au fost efectuate la 2,1V (DC, tensiune constantă).

Sonoelectrochimie – ilustrarea influenței tratării cu ultrasunete asupra electrolizei într-o celulă de tip HAcest videoclip ilustrează influența pozitivă a tratării directe cu ultrasunete a electrodului asupra curentului electric într-un electrolizor cu celulă de tip H. Se utilizează un omogenizator cu ultrasunete Hielscher UP100H (100 wați, 30kHz), echipat cu un kit pentru electrochimie și un electrod/sonotrodă din titan. Electroliza acidului sulfuric diluat produce hidrogen gazos și oxigen gazos. Tratarea cu ultrasunete reduce grosimea stratului de difuzie de la suprafața electrodului și îmbunătățește transferul de masă în timpul electrolizei. Tratarea cu ultrasunete poate crește semnificativ rata de producere a hidrogenului gazos în celula electrolitică.
Acest videoclip ilustrează influența pozitivă a tratării directe cu ultrasunete a electrodului asupra curentului electric într-un electrolizor cu celulă de tip H. Se utilizează un omogenizator cu ultrasunete Hielscher UP100H (100 wați, 30kHz), echipat cu un kit pentru electrochimie și un electrod/sonotrodă din titan. Electroliza acidului sulfuric diluat produce hidrogen gazos și oxigen gazos. Tratarea cu ultrasunete reduce grosimea stratului de difuzie de la suprafața electrodului și îmbunătățește transferul de masă în timpul electrolizei. Tratarea cu ultrasunete poate crește semnificativ rata de producere a hidrogenului gazos în celula electrolitică.
SonoelectrochimieHielscher produce sonicatoare destinate utilizării ca electrozi în instalații pentru procese sonoelectrochimice. Utilizați această configurație pentru cercetare academică sau pentru producție! Sonicarea crește curentul electric, îndepărtează straturile de pasivare și îmbunătățește transferul de masă – sporind astfel viteza reacțiilor și randamentele.

Configurația de sonoelectroliză 2 – sistem simplu în șarjă

Un vas de sticlă este umplut cu un electrolit de acid sulfuric diluat (H2SO4, 1,0M). În această celulă electrolitică simplă, electrozii sunt imersați într-o soluție de apă acidulată. Electrodul anodic pozitiv este din carbon (8mm). Catodul negativ este un sonoelectrod ultrasonic din titan (10mm, MS10, Hielscher UP100H, 100 wați, 30kHz). Electroliza va avea loc numai atunci când curentul electric trece prin soluția de acid sulfuric diluat. Prin urmare, anodul de carbon și un catod de titan sunt conectați la o sursă de alimentare cu tensiune constantă (curent continuu). Electrodul de titan și electrodul de carbon sunt inerți. Hidrogenul gazos și oxigenul gazos produse în electroliza acidului sulfuric diluat nu sunt colectate în această configurație. Videoclipul de mai jos prezintă această configurație foarte simplă în funcțiune.

Sonoelectrochimie – ilustrarea influenței ultrasunetelor asupra electrolizei în șarjeAcest videoclip ilustrează influența pozitivă a tratării directe cu ultrasunete a electrodului asupra curentului electric. Se utilizează un omogenizator cu ultrasunete Hielscher UP100H (100 wați, 30kHz), echipat cu un kit pentru electrochimie și un electrod/sonotrodă din titan. Electroliza acidului sulfuric diluat produce hidrogen gazos și oxigen gazos. Tratarea cu ultrasunete reduce grosimea stratului de difuzie de la suprafața electrodului și îmbunătățește transferul de masă în timpul electrolizei. Tratarea cu ultrasunete poate crește semnificativ rata de producere a hidrogenului gazos în celula electrolitică.
Acest videoclip ilustrează influența pozitivă a tratării directe cu ultrasunete a electrodului asupra curentului electric. Se utilizează un omogenizator cu ultrasunete Hielscher UP100H (100 wați, 30kHz), echipat cu un kit pentru electrochimie și un electrod/sonotrodă din titan. Electroliza acidului sulfuric diluat produce hidrogen gazos și oxigen gazos. Tratarea cu ultrasunete reduce grosimea stratului de difuzie de la suprafața electrodului și îmbunătățește transferul de masă în timpul electrolizei. Tratarea cu ultrasunete poate crește semnificativ rata de producere a hidrogenului gazos în celula electrolitică.

Solicitați mai multe informații!

Vă rugăm să utilizați formularul de mai jos dacă doriți să solicitați informații suplimentare privind utilizarea sonoelectrochimiei. Vom fi bucuroși să vă oferim un sistem ultrasonic care să corespundă cerințelor dumneavoastră.





Ce se întâmplă în timpul electrolizei?

Ionii de hidrogen sunt atrași de catodul negativ. Acolo, ionul de hidrogen sau moleculele de apă sunt reduse la molecule de hidrogen gazos prin câștig de electroni. Ca rezultat, moleculele de hidrogen gazos sunt descărcate sub formă de hidrogen gazos. Electroliza multor săruri ale metalelor reactive sau a multor soluții acide produce hidrogen la electrodul catodic negativ.
Ionii sulfat negativi sau urmele de ioni hidroxid sunt atrași de anodul pozitiv. Ionul sulfat în sine este prea stabil, astfel încât nu se întâmplă nimic. Ionii hidroxid sau moleculele de apă sunt descărcați și oxidați la anod, formând oxigen. Această reacție la anodul pozitiv este o reacție de oxidare la electrod prin pierdere de electroni.

De ce folosim acid sulfuric diluat?

Apa conține doar concentrații infime de ioni de hidrogen și ioni hidroxid. Acest lucru limitează conductivitatea electrică. Concentrațiile ridicate de ioni de hidrogen și ioni sulfat din acidul sulfuric diluat îmbunătățesc conductivitatea electrică a electrolitului. Alternativ, puteți utiliza o soluție de electrolit alcalin, cum ar fi hidroxidul de potasiu (KOH) sau hidroxidul de sodiu (NAOH), și apă. Electroliza multor soluții de săruri sau de acid sulfuric produce hidrogen la catodul negativ și oxigen la anodul pozitiv. Electroliza acidului clorhidric sau a sărurilor de clorură produce clor la anod.

Ce este un electrolizor?

Un electrolizor este un dispozitiv care separă apa în hidrogen și oxigen într-un proces cunoscut sub numele de electroliză. Electrolizorul utilizează electricitate pentru a produce hidrogen gazos și oxigen gazos. Hidrogenul gazos poate fi stocat sub formă de gaz comprimat sau lichefiat. Hidrogenul este un purtător de energie utilizat în pila de combustie cu hidrogen din autoturisme, trenuri, autobuze sau camioane.
Un electrolizor de bază conține un catod (sarcină negativă) și un anod (sarcină pozitivă), precum și componente periferice, cum ar fi pompe, guri de aerisire, rezervoare de stocare, o sursă de alimentare, un separator și alte componente. Electroliza apei este o reacție electrochimică ce are loc în interiorul electrolizorului. Anodul și catodul sunt alimentate cu curent continuu, iar apa (H20) este descompusă în componentele sale, hidrogen (H2) și oxigen (O2).

Subiecte conexe

Literatură / Referințe

Vom discuta cu plăcere despre procesul dumneavoastră.

✕