Hielscher ultrazvučna tehnologija

Efikasna proizvodnja vodonika ultrazvučnim

Vodonik je alternativno gorivo koje je poželjno zbog svoje ekološke prihvatljivosti i nulte emisije ugljen-dioksida. Međutim, konvencionalna proizvodnja vodonika nije efikasna za ekonomiиnu masovnu proizvodnju. Ultrazvučno promovisana elektroliza vodenih i alkalnih vodenih rastvora rezultira većim prinosima vodonika, brzinom reakcije i brzinom konverzije. Ultrasonično potpomognuta elektroliza čini proizvodnju vodonika ekonomičnom i energetskom efikasnom.
Ultrasonično promovisane elektrohemijske reakcije kao što su elektroliza i elektrokoagulacija pokazuju poboljšanu brzinu reakcije, brzinu i prinose.

Efikasna proizvodnja vodonika sa sonikacijom

Elektroliza vode i aqueous rešenja za potrebe proizvodnje vodonika je obećavajući proces za proizvodnju čiste energije. Elektroliza vode je elektrohemijski proces gde se struja primenjuje da bi se voda podelila na dva gasa, tačnije na vodonik (H2) i kiseonik (O2). Da bi se odagnao H – O – H veze elektrolizom, električna struja prolazi kroz vodu.
Za elektrolitičku reakciju primenjuje se direktna električna valuta (DC) koja pokreće drugu ne-spontanu reakciju. Elektroliza može da generiše vodonik visoke čistoće u jednostavnom, ekološkom, zelenom procesu sa nultim zaostavčanima2 emisija kao O2 je jedini nisu proizvod.

Ultrasonic electrolysis intensifies hydrogen production.

2x ultrazvučni procesori УИП2000хдТ sa sondama, koje deluju kao elektrode, ili katode i anode. Ultrazvučno polje intenzivira elektrolitičku sintezu vodonika iz vode ili akustičnih rastvora.

Što se tiče elektrolize vode, cepanje vode na kiseonik i vodonik postiže se prolaskom električne struje kroz vodu.
U čistoj vodi kod negativno nabijene katode, dolazi do redukcione reakcije gde se elektroni (e−) iz katode donišu za cationacije vodonika tako da se formira vodonik. Na pozitivno nabijenu anodu, odvija se oksidaciona reakcija, koja generiše gas kiseonika dok elektroni daju anodu. To znači da voda reaguje na anodu da formira kiseonik i pozitivno nabijene jone vodonika (protone). Na taj način se dovršavanje jednačine energetskog balansa:

2H+ (aq) + 2e → H2 (g) (smanjenje kod katode)
2H2O (l) → O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e (oksidacija kod anode)
Ukupna reakcija: 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)

Često se alkalna voda koristi za elektrolizu u cilju proizvodnje vodonika. Alkalne soli su rastvorljivi hidroksidi alkalnih metala i alkalnih zemljanih metala, od kojih su česti primeri: Natrijum hidroksid (NaOH, poznat i kao “kaustična soda") i kalijum hidroksid (KOH, poznat i kao “kaustični potaš"). Za eletkrolizu koriste se uglavnom koncentracije od 20 do 40 odsto kaustičnog rastvora.

The ultrasonic probe of the high-performance ultrasonicator UIP2000hdT functions as anode. Due to the ultrasonic field applied, the electrolysis of hydrogen is promoted.

Ultrazvučna sonda УИП2000хдТ funkcioniše kao anode. Primenjeni ultrazvučni talasi intenziviraju elektrolitičku sintezu vodonika.

Захтев за информације




Obratite pažnju na naše Правила о приватности.


Ultrazvučna sinteza vodonika

Kada se vodonik proizvodi u elektrolitičkoj reakciji, vodonik se sintetiše upravo u potencijalu raspadanja. Površina elektroda je područje, gde se formiranje vodonika dešava na molekularnoj pozornici tokom elektrohemijske reakcije. Molekuli vodonika nukleate na površini elektrode, tako da su naknadno mehurići vodonika prisutni oko katode. Korišćenje ultrazvučnih elektroda poboljšava prepreke aktivnosti i impedansu koncentracije i ubrzava porast mehurića vodonika tokom elektrolize vode. Nekoliko studija je pokazalo da ultrazvučna proizvodnja vodonika efikasno povećava prinose na vodonik.

Prednosti ultrazvuka na elektrolizi vodonika

  • Veći prinosi vodonika
  • Poboljšana energetska efikasnost

kao što ultrazvuk rezultira u:

  • pojačano masovno prebacivanje
  • Ubrzano smanjenje akumulirane impedanse
  • Smanjen pad ohmiskog napona
  • Smanjena reakcija prenaglašenost
  • Smanjeni potencijal raspadanja
  • Degaziranje vode / aqueous rastvor
  • Čišćenje katalizatora elektroda

Ultrazvučni efekti na elektrolizu

Ultrasonično uzbuđena elektroliza je poznata i kao sono-elektroliza. Razni ultrazvučni faktori sonomehaničkog i sonohemičnog uticaja prirode i promovišu elektrohemijske reakcije. Ovi faktori koji utiču na elektrolizu su rezultati ultrazvučne kavitacije i vibracija i uključuju akustični protok, mikro turbulencije, mikrojetove, udarne talase kao i sonohemijske efekte. Ultrazvučna / akustična kavitacija se javlja, kada su ultrazvučni talasi visokog intenziteta u paru sa tečnošću. Fenomen kavitacije karakteriše rast i kolaps takozvanih mehurića kavitacije. Implozija mehurića je obeležena super-intenzivnim, lokalno nastajućim silama. Te snage uključuju intenzivno lokalno grejanje do 5000K, visok pritisak do 1000 bankomata i ogromne stope grejanja i hlađenja (>100k/sek) i izazivaju jedinstvenu interakciju između materije i energije. Na primer, te kavitacione sile eimpactiraju vezivanje vodonika u vodi i olakšavaju cepanje vodenih klastera što naknadno rezultira smanjenom potrošnjom energije za elektrolizu.

Ultrazvučni udar na elektrode

  • Uklanjanje naslaga sa površine elektroda
  • Aktiviranje elektrodne površine
  • Transport elektrolita prema i dalje od elektroda

Čišćenje i aktiviranje površina

Masovni transfer je jedan od ključnih faktora koji utiču na stopu reakcije, brzinu i prinos. Tokom elektrolitičkih reakcija, proizvod reakcije, npr. padavine, akumuliraju se okolo kao i direktno na elektrodnim površinama i zavaraju elektrolitičku konverziju svežeg rastvora u elektrodu. Ultrasonično promovisani elektrolitički procesi pokazuju povećan masovni prenos u masovnom rastvoru i u blizini površina. Ultrazvučna vibracija i kavitacija uklanjaju slojeve pasivacije sa elektrodnih površina i drže ih trajno u potpunosti efikasnim. Pored toga, poznato je da sinifikacija pospešuje puteve reakcije sonohemijskim efektima.

Lower Ohmic Voltage Drop, Reaction Overpotential, and Decomposition Potential

Napon potreban za pojavu elektrolize poznat je kao potencijal raspadanja. Ultrazvuk može da smanji neophodan potencijal raspadanja u procesima elektrolize.

Ćelija ultrazvučne elektrolize

Za elektrolizu vode, ultrazvučni energetski unos, jaz u elektrodama i koncentracija elektrolita su ključni faktori koji utiču na elektrolizu vode i njenu efikasnost.
Za alkalnu elektrolizu koristi se ćelija elektrolize sa akustičnim kaustičnim rastvorom od obično 20%–40% KOH ili NaOH. Električna energija se primenjuje na dve elektrode.
Elektrodni katalizatori se mogu koristiti za ubrzavanje brzine reakcije. Na primer, Pt elektrode su povoljne jer se reakcija lakše javlja.
Naučnoistraživački članci izveštavaju o uštedi energije od 10%-25% koristeći ultrasonično promovisanu elektrolizu vode.

Ultrazvučni elektrolizeri za proizvodnju vodonika na pilotskoj i industrijskoj skali

Хиелсцхер Ултрасонична терапија’ industrijski ultrazvučni procesori su izgrađeni za 24/7/365 operaciju pod punim opterećenjem i u teškim dežurnim procesima.
Snabdevanjem robusnih ultrazvučnih sistema, specijalnih dizajniranih sonotroda (sonotroda), koji funkcionišu kao elektrodni i ultrazvučni talasni odašiljač u isto vreme, i reaktori elektrolize, Hielscher Ultrasonics maže specifične zahteve za proizvodnju elektrolitičkog vodonika. Svi digitalni industrijski ultrazvučnici UIP serije (УИП500хдТ (500 vati), УИП1000хдТ (1kW), UIP1500hdT (1,5kW), УИП2000хдТ (2kW), i UIP4000hdT (4kW)) su ultrazvučne jedinice visokih performansi za primenu elektrolize.
Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја:

батцх tom Проток Препоручени уређаји
0.02 do 5L 0.05 do 1L/min УИП500хдТ
0.05 do 10L 0.1 do 2L/min УИП1000хдТ
0.07 do 15L 0.15 do 3L/min UIP1500hdT
0.1 до 20Л 0.2 до 4Л / мин УИП2000хдТ
10 до 100Л 2 до 10Л / мин UIP4000hdT

Контактирајте нас! / Питајте нас!

Traži više informacija

Koristite donji obrazac da biste zatražili dodatne informacije o Ultrason, procesorima, aplikacijama i ceni. Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu sa vama i da vam ponudimo ultrasonični sistem koji ispunjava vaše zahteve!









Molimo vas da zabeležite naše Правила о приватности.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za mešanje aplikacija, raspršivanje, emulzifikaciju i vađenje na laboratorijskoj, pilotskoj i industrijskoj skali.

Literatura/reference



Чињенице вреди знати

Šta je vodonik?

Vodonik je hemijski element sa simbolom H i atomskim brojem 1. Sa standardnom atomskom težinom od 1.008, vodonik je najsvetlije element u periodičnom stolu. Vodonik je najobilnija hemijska supstanca u univerzumu, koja čini otprilike 75% svih barionskih masa. H2 je gas koji nastaja kada se dva atoma vodonika zbliže i postanu molekul vodonika. H2 naziva se i molekularni vodonik i dijatomski je, homonuklearni molekul. Sastoji se od dva protona i dva elektrona. Imajući neutralan naboj, molekularni vodonik je stabilan i samim time najčešći oblik vodonika.

Kada se vodonik proizvodi na industrijskom nivou, reforma prirodnog gasa na pari je najšire korišćeni proizvodni oblik. Alternativna metoda je elektroliza vode. Većina vodonika proizvodi se u blizini mesta gde se koristi, npr.