การผลิตไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพด้วย Ultrasonics

ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่ได้รับความนิยมเนื่องจากเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม, รุ่นไฮโดรเจนธรรมดาไม่ได้มีประสิทธิภาพสําหรับการผลิตมวลประหยัด. อัลตราโซนิกส่งเสริมการไฟฟ้าของน้ําและสารละลายด่างน้ําผลในอัตราผลตอบแทนไฮโดรเจนที่สูงขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาและความเร็วในการแปลง ช่วย ultrasonically ไฟฟ้าทําให้การผลิตไฮโดรเจนประหยัดและพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีที่ส่งเสริม ultrasonically เช่นอิเล็กโทรไลซิสและแสดงปฏิกิริยาไฟฟ้าปรับปรุงความเร็วในการตอบสนองอัตราและอัตราผลตอบแทน

การสร้างไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพด้วย Sonication

อิเล็กโทรไลซิสของน้ําและสารละลายน้ําเพื่อวัตถุประสงค์ในการสร้างไฮโดรเจนเป็นกระบวนการที่มีแนวโน้มสําหรับการผลิตพลังงานสะอาด อิเล็กโทรไลซิสของน้ําเป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้าเพื่อแยกน้ําออกเป็นสองก๊าซคือไฮโดรเจน (H2) และออกซิเจน (O2) เพื่อที่จะแยก H – O – พันธบัตร H โดยกระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าจะทํางานผ่านน้ํา
สําหรับปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์จะใช้สกุลเงินไฟฟ้าโดยตรงเพื่อเริ่มปฏิกิริยาที่ไม่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ อิเล็กโทรไลซิสสามารถสร้างไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงในกระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยมีการปล่อย CO2 เป็นศูนย์เนื่องจาก O2 เป็นผลพลอยได้เพียงผลพลอยได้

วิดีโอนี้แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลเชิงบวกของ ultrasonication อิเล็กโทรดโดยตรงต่อกระแสไฟฟ้า ใช้ Hielscher UP100H (100 วัตต์, 30kHz) โฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกที่มีการอัพเกรดทางเคมีไฟฟ้าและอิเล็กโทรดไทเทเนียม / sonotrode อิเล็กโทรไลซิสของกรดซัลฟิวริกเจือจางผลิตก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจน Ultrasonication ช่วยลดความหนาของชั้นการแพร่กระจายที่พื้นผิวอิเล็กโทรดและปรับปรุงการถ่ายโอนมวลในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิส

Sono-Electro-Chemistry - ภาพประกอบของอิทธิพลของ Ultrasonics ต่ออิเล็กโทรไลซิสแบบแบตช์

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

ขอข้อมูล





การสังเคราะห์ไฟฟ้าเคมีอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิตไฮโดรเจน การบําบัดด้วยไฟฟ้าเคมีโซโนส่งเสริมความแตกแยกของพันธะ he H - O - H โดยอิเล็กโทรไลซิสกระแสไฟฟ้าจะถูกไหลผ่านน้ํา

โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก 2x ของรุ่น UIP200hdT พร้อมโพรบ ที่ทําหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดเช่นแคโทดและขั้วบวก การสั่นสะเทือนอัลตราซาวนด์และโพรงอากาศส่งเสริมการผลิตไฮโดรเจนทางเคมีไฟฟ้า

 
เกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าของน้ําการแยกน้ําเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนสามารถทําได้โดยการส่งผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านน้ํา
ในน้ําบริสุทธิ์ที่แคโทดที่มีประจุลบปฏิกิริยาการลดจะเกิดขึ้นโดยที่อิเล็กตรอน (e−) จากแคโทดถูกบริจาคให้กับไฮโดรเจนไอออนบวกเพื่อให้ก๊าซไฮโดรเจนก่อตัวขึ้น ที่ขั้วบวกประจุบวกปฏิกิริยาออกซิเดชันจะเกิดขึ้นซึ่งสร้างก๊าซออกซิเจนในขณะที่ให้อิเล็กตรอนกับขั้วบวก ซึ่งหมายความว่าน้ําทําปฏิกิริยาที่ขั้วบวกเพื่อสร้างออกซิเจนและไฮโดรเจนไอออนที่มีประจุบวก (โปรตอน) ดังนั้นสมการสมดุลพลังงานต่อไปนี้จึงเสร็จสมบูรณ์:
 
2ชั่วโมง+ (aq) + 2 → H2 (ก) (ลดที่แคโทด)
2ชั่วโมง2O (ลิตร) → O2 (กรัม) + 4H+ (aq) + 4 (ออกซิเดชันที่ขั้วบวก)
ปฏิกิริยาโดยรวม: 2H2O (ลิตร) → 2H2 (ก) + O2 (กรัม)
 
บ่อยครั้งที่น้ําอัลคาไลน์ถูกใช้สําหรับอิเล็กโทรไลซิสเพื่อผลิตไฮโดรเจน เกลืออัลคาไลเป็นไฮดรอกไซด์ที่ละลายน้ําได้ของโลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธซึ่งตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH หรือที่เรียกว่าโซดาไฟ) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH หรือที่เรียกว่าโปแตชกัดกร่อน) สําหรับ eletcrolysis ส่วนใหญ่จะใช้ความเข้มข้น 20% ถึง 40% สารละลายกัดกร่อน

การผลิตโซโนไฟฟ้าเคมีของไฮโดรเจนที่แคโทดอัลตราโซนิก

การผลิตโซโนไฟฟ้าเคมีของไฮโดรเจนที่แคโทดอัลตราโซนิก

 

วิดีโอนี้แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลเชิงบวกของอัลตราโซนิกอิเล็กโทรดโดยตรงต่อกระแสไฟฟ้าในการตั้งค่าอิเล็กโทรไลเซอร์ H-Cell ใช้ Hielscher UP100H (100 วัตต์, 30kHz) โฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกที่มีการอัพเกรดทางเคมีไฟฟ้าและอิเล็กโทรดไทเทเนียม / sonotrode อิเล็กโทรไลซิสของกรดซัลฟิวริกเจือจางผลิตก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจน Ultrasonication ช่วยลดความหนาของชั้นการแพร่กระจายที่พื้นผิวอิเล็กโทรดและปรับปรุงการถ่ายโอนมวลในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิส

Sono-Electro-เคมี - ภาพประกอบของอิทธิพลของอัลตราโซนิกต่ออิเล็กโทรไลซิส H-cell

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

 

อัลตราโซนิกการสังเคราะห์ไฮโดรเจน

เมื่อก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตในปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์ไฮโดรเจนถูกสังเคราะห์ที่เหมาะสมที่มีศักยภาพการสลายตัว พื้นผิวของขั้วไฟฟ้าคือพื้นที่ที่ก่อไฮโดรเจนเกิดขึ้นบนเวทีโมเลกุลในระหว่างปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า นิวเคลียสโมเลกุลไฮโดรเจนที่ผิวอิเล็กโทรดเพื่อให้ก๊าซไฮโดรเจนต่อมน้ําออกมามีรอบขั้ว การใช้อิเล็กโทรดล้ําช่วยเพิ่มความต้านทานกิจกรรมและความต้านทานความเข้มข้นและเร่งการเพิ่มขึ้นของฟองไฮโดรเจนในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสน้ํา การศึกษาหลายแสดงให้เห็นว่าการผลิตไฮโดรเจนอัลตราโซนิกเพิ่มผลผลิตไฮโดรเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 
ประโยชน์ของ Ultrasonics ในไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลซิส

  • อัตราผลตอบแทนไฮโดรเจนที่สูงขึ้น
  • ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

อัลตราซาวด์ผลใน:

  • เพิ่มขึ้นการถ่ายเทมวล
  • ลดความต้านทานสะสม
  • ลดแรงดันโอห์มิก
  • ปฏิกิริยาที่ลดลงเกินพอ
  • ลดศักยภาพการสลายตัว
  • การเดกาสของน้ํา / สารละลายน้ํา
  • การทําความสะอาดตัวเร่งปฏิกิริยาอิเล็กโทรด

 

อัลตราโซนิกผลกระทบในอิเล็กโทร

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.
 
ผลกระทบอัลตราโซนิกบนขั้วไฟฟ้า

  • การถอดเงินฝากออกจากพื้นผิวอิเล็กโทรด
  • การเปิดใช้งานของพื้นผิวอิเล็กโทรด
  • การขนส่งของอิเล็กโทรไลต่อและห่างจากขั้วไฟฟ้า

 

การทําความสะอาดอัลตราโซนิกและการเปิดใช้งานพื้นผิวอิเล็กโทรด

การถ่ายโอนมวลเป็นหนึ่งในปัจจัยสําคัญที่มีอิทธิพลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาความเร็วและผลผลิต ในระหว่างปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเช่นตะกอนสะสมรอบๆเช่นเดียวกับโดยตรงบนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าและชะลอการแปลงอิเล็กโทรไลต์ของการแก้ปัญหาสดไปยังขั้วไฟฟ้า กระบวนการอิเล็กโทรไลต์ที่ส่งเสริม ultrasonically แสดงการถ่ายโอนมวลเพิ่มขึ้นในการแก้ปัญหาจํานวนมากและใกล้พื้นผิว การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกและ cavitation เอาชั้น passivation จากพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าและให้พวกเขาจึงมีประสิทธิภาพอย่างถาวร นอกจากนี้, บุตรเป็นที่รู้จักกันเพื่อเพิ่มวิถีปฏิกิริยาโดยผลกระทบ sonochemical.

ลดแรงดันโอห์ม, ปฏิกิริยา overpotential, และศักยภาพการสลายตัว

แรงดันไฟฟ้าที่จําเป็นสําหรับกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเป็นที่รู้จักกันเป็นศักยภาพการสลายตัว อัลตราซาวนด์สามารถลดศักยภาพการสลายตัวที่จําเป็นในกระบวนการไฟฟ้า

เซลล์อิเล็กโทรไลซิสอัลตราโซนิก

สําหรับอิเล็กโทรไลซิสน้ํา, อินพุทพลังงานล้ําเสียง, ช่องว่างของอิเล็กโทรด, และความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลเป็นปัจจัยสําคัญที่ส่งผลกระทบต่อน้ําอิเล็กโทรไลซิสและมีประสิทธิภาพ.
สําหรับอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์เซลล์อิเล็กโทรไลซิสที่มีสารละลายกัดกร่อนในน้ํามักจะ 20% -40% KOH หรือ NaOH จะใช้ พลังงานไฟฟ้าถูกนําไปใช้กับขั้วไฟฟ้าสอง
ตัวเร่งปฏิกิริยาอิเล็กโทรดสามารถใช้เพื่อเร่งความเร็วของปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่นขั้วไฟฟ้า Pt เป็นปฏิกิริยาที่ดีเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้น
บทความวิจัยทางวิทยาศาสตร์รายงาน 10% -25% ประหยัดพลังงานโดยใช้ ultrasonically-ส่งเสริมอิเล็กโทรไลซิสของน้ํา

อัลตราโซนิกอิเล็กโทรไลเซอร์สําหรับการผลิตไฮโดรเจนที่ระดับนักบินและอุตสาหกรรม

Ultrasonics Hielscher’ ตัวประมวลผลอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมถูกสร้างขึ้นสําหรับการดําเนินงาน 24/7/365 ภายใต้ภาระเต็มและในกระบวนการหนัก
โดยการจัดหาระบบอัลตราโซนิกที่แข็งแกร่ง sonotrodes ออกแบบพิเศษ (โพรบ) ซึ่งทําหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดและคลื่นอัลตราซาวนด์ส่งสัญญาณในเวลาเดียวกันและเครื่องปฏิกรณ์อิเล็กโทรไลซิส Hielscher Ultrasonics caters ความต้องการเฉพาะสําหรับการผลิตไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลติก ทั้งหมด ultrasonicators อุตสาหกรรมดิจิตอลของชุด UIP (UIP500hdT (500 วัตต์), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1.5กิกิกิกิกิกิกิกิกิกิกิกิ), UIP2000hdT (2kW) และ UIP4000hdT (4kW)) เป็นหน่วยอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานไฟฟ้า

โพรบอัลตราโซนิกของ ultrasonicator ประสิทธิภาพสูง UIP2000hdT ทําหน้าที่เป็นขั้วบวก เนื่องจากสนามอัลตราโซนิกถูกนํามาใช้อิเล็กโทรไลซิสของไฮโดรเจนจึงได้รับการส่งเสริม

โพรบอัลตราโซนิกของ UIP2000hdT ฟังก์ชันเป็นขั้วบวก คลื่นอัลตราโซนิกใช้กระชับสังเคราะห์อิเล็กโทรไลต์ของไฮโดรเจน

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:

ปริมาณชุดอัตราการไหลอุปกรณ์ที่แนะนำ
002 ถึง 5L0.05 ถึง 1L / นาทีUIP500hdT
005 ถึง 10 ลิตร0.1 ถึง 2L / นาทีUIP1000hdT
007 ถึง 15L0.15 ถึง 3L / นาทีUIP1500hdT
00.1 เพื่อ 20L00.2 เพื่อ 4L / นาทีUIP2000hdT
10 100L2 ถึง 10L / นาทีUIP4000hdT

ติดต่อเรา! / ถามเรา!

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม

โปรดใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอิเล็กโทรดอัลตราโซนิกและระบบโซโนไฟฟ้าเคมีรายละเอียดการใช้งานและราคา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการ sono-electrochemical กับคุณและเพื่อเสนอระบบอัลตราโซนิกที่ตอบสนองความต้องการของคุณ!










อัลตราโซนิกสูงเฉือน homogenizers ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ, ม้านั่งด้านบน, นักบินและการประมวลผลอุตสาหกรรม

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมกระจาย emulsification และสกัดในห้องปฏิบัติการนักบินและอุตสาหกรรมขนาด



ข้อเท็จจริงที่รู้

ไฮโดรเจนคืออะไร?

ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีสัญลักษณ์ H และจํานวนอะตอม 1 ด้วยน้ําหนักอะตอมมาตรฐาน 1.008 ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่เบาที่สุดในตารางธาตุ ไฮโดรเจนเป็นสารเคมีที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในจักรวาลซึ่งประกอบประมาณ 75% ของมวลบารีโซนิคทั้งหมด H2 เป็นก๊าซซึ่งรูปแบบเมื่อสองพันธะอะตอมไฮโดรเจนเข้าด้วยกันและกลายเป็นโมเลกุลไฮโดรเจน ไฮโดรเจนไฮโดรเจนที่เรียกว่า H2 และเป็นโมเลกุลไดอะโตมิค, homonuclear ประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและอิเล็กตรอนสองตัว มีประจุเป็นกลางไฮโดรเจนโมเลกุลมีเสถียรภาพและจึงเป็นรูปแบบที่พบมากที่สุดของไฮโดรเจน

เมื่อไฮโดรเจนถูกผลิตในระดับอุตสาหกรรมก๊าซธรรมชาติปฏิรูปไอน้ําเป็นรูปแบบการผลิตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด อีกวิธีหนึ่งคืออิเล็กโทรไลซิสของน้ํา ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ผลิตใกล้กับสถานที่ใช้งานหลังเช่นใกล้กับโรงงานแปรรูปเชื้อเพลิงฟอสซิล (เช่น hydrocracking) และผู้ผลิตปุ๋ยที่ใช้แอมโมเนีย

วรรณกรรม / อ้างอิง

เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ

มาติดต่อกันเถอะ