Hielscher ультразвукова технологія

Ефективне виробництво водню з ультразвуком

Водень є альтернативним паливом, яке краще завдяки своїй екологічності і нульовому викиду вуглекислого газу. Однак звичайна генерація водню не є ефективною для економічного масового виробництва. Ультразвуковий електроліз водних і лужних водних розчинів призводить до підвищення врожайності водню, швидкості реакції та швидкості перетворення. Ультразвуковий електроліз робить виробництво водню економічним та енергоефективним.
Ультразвуково пропаговані електрохімічні реакції, такі як електроліз і електрокоагуляція, показують поліпшену швидкість реакції, швидкість і врожайність.

Ефективна генерація водню з соковиженням

Електроліз води і водних розчинів з метою генерації водню є перспективним процесом для виробництва чистої енергії. Електроліз води є електрохімічним процесом, коли електрика застосовується для розщеплення води на два гази, а саме водень (H2) і кисню (О2). Для того, щоб прищепити H – О. – H зв'язки за допомогою електролізу, електричний струм проходить через воду.
Для електролітичної реакції застосовується пряма електрична валюта (DC) для ініціювання іншої неспроможової реакції. Електроліз може генерувати водень високої чистоти в простому, екологічно чистому, зеленому процесі з нульовим СО2 емісії як О2 є єдиним продуктом.

Ultrasonic electrolysis intensifies hydrogen production.

2x ультразвукові процесори UIP2000hdT з зондами, які діють як електроди, тобто катод і анод. Ультразвукове поле посилює електролітичний синтез водню з води або водних розчинів.

Що стосується електролізу води, то розщеплення води на кисень і водень досягається шляхом проходження електричного струму через воду.
У чистій воді при негативно зарядженому катоді відбувається реакція зменшення, коли електрони (е−) з катоду подаровані водневим катіоням таким чином, щоб утворюється водневий газ. При позитивно зарядженому ангоді відбувається реакція окислення, яка генерує кисневий газ, в той час як дає електрони в ангод. Це означає, що вода реагує на анод, щоб утворити кисень і позитивно заряджені іони водню (протони). Таким чином, завершується наступне рівняння енергетичного балансу:

2H (2H)+ (aq) + 2e → H2 (g) (зменшення на катоді)
2H (2H)2O (l) → O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e (окислення в одді)
Загальна реакція: 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g) У 2008 році

Часто лужну воду використовують для електролізу для того, щоб виробляти водень. Лужні солі - це розчинні гідрокси з лужних металів і лужних земляних металів, з яких поширеними прикладами є: гідроксид натрію (NaOH, також відомий як “каудтичної соди») та гідроксиду калію (КОГ, також відомий як “каустиковий поташ"). При елеткролізі використовуються в основному концентрації від 20% до 40% їдкого розчину.

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

Ультразвуковий зонд UIP2000hdT функціонує як анод. Застосовані ультразвукові хвилі посилюють електролітичний синтез водню.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвуковий синтез водню

Коли водневий газ виробляється в електролітичній реакції, водень синтезується прямо в потенціалі розкладання. Поверхня електродів - це область, де утворення водню відбувається на молекулярній стадії під час електрохімічної реакції. Молекули водню зароджують поверхню електрода, так що згодом навколо катода присутні бульбашки водневого газу. Використання ультразвукових електродів покращує імп'якості активності і імп'юнс концентрації і прискорює зростання водневих бульбашок під час водного електролізу. Кілька досліджень продемонстрували, що виробництво ультразвукового водню ефективно збільшує врожайність водню.

Переваги ультразвуку на водневому електролізі

  • Більш високі врожаї водню
  • Підвищення енергоефективності

оскільки ультразвук призводить до:

  • збільшена масова передача
  • Прискорене зменшення накопиченого імпедицій
  • Зниження омічної перепаду напруги
  • Зниження реакції надпотужне
  • Зменшений потенціал розкладання
  • Дегасування води / водний розчин
  • Очищення електродів каталізаторами

Ультразвуковий вплив на електроліз

Ультразвуково збуджений електроліз також відомий як соно-електроліз. Різні ультразвукові фактори впливу сономеханічного та сонохімічного характеру сприяють електрохімічним реакціям. Ці фактори, що впливають на електроліз, є результатами кавітації та вібрації, викликаної ультразвуком, і включають акустичне потокове передавання, мікротурбулентність, мікроджети, ударні хвилі, а також снохімічні ефекти. Ультразвукова / акустична кавітація виникає, коли ультразвукові хвилі високої інтенсивності з'юсовані в рідину. Явище кавітації характеризується зростанням і колапсом так званих кавітаційних бульбашок. Імплозія бульбашок відзначається супер-інтенсивними силами, що відбуваються на місцевому рівні. Ці сили включають інтенсивне місцеве опалення до 5000K, високий тиск до 1000 атм, а також величезні тарифи на опалення та охолодження (>100k / sec), і вони провокують унікальну взаємодію між матерією та енергією. Наприклад, ці кавітаційні сили еімпокують водневі склеювання у воді і сприяють розщеплення скупчень води, що згодом призводить до зниження енергоспоживання для електролізу.

Ультразвуковий вплив на електроди

  • Видалення відкладень з поверхні електрода
  • Активація поверхні електрода
  • Транспортування електролітів у напрямку та подалі від електродів

Очищення та активація поверхонь

Масова передача є одним з найважливіших факторів, що впливають на швидкість реакції, швидкість і врожайність. Під час електролітичних реакцій реакційний продукт, наприклад, осадує, накопичується навколо, а також безпосередньо на поверхнях електрода і ускладжує електролітичне перетворення свіжого розчину на електрод. Ультразвуково пропаговані електролітичні процеси показують збільшення маси в об'ємному розчині і біля поверхонь. Ультразвукова вібрація і кавітація видаляє пасивні шари з поверхонь електрода і зберігає їх тим самим постійно повністю ефективними. Крім того, sonification, як відомо, для підвищення реакції шляхів сонохімічних ефектів.

Зниження напруги нижнього Оміча, надмірна реакція та потенціал розкладання

Напруга, необхідна для того, щоб стався електроліз, відома як потенціал розкладання. Ультразвук може знизити необхідний потенціал розкладання в процесах електролізу.

Ультразвукова клітина електролізу

Для водного електролізу, ультразвукового введення енергії, зазору електрода та концентрації електролітів є ключовими факторами, що впливають на електроліз води та її ефективність.
Для лужного електролізу використовується клітина електролізу з воднем їдким розчином зазвичай 20%-40% KOH або NaOH. Електрична енергія наноситься на два електроди.
Електрод каталізатори можуть бути використані для прискорення швидкості реакції. Наприклад, електроди Pt сприятливі, оскільки реакція відбувається легше.
Наукові дослідження статей повідомляють про 10%-25% енергозбереження за допомогою ультразвукового електролізу води.

Ультразвукові електролізатори для виробництва водню в пілотних і промислових масштабах

Hielscher Ультразвук’ промислові ультразвукові процесори побудовані для роботи 24/7/365 при повному навантаженні і в надважких процесах.
Постачаючи надійні ультразвукові системи, спеціальні розроблені сонотроди (зонди), які одночасно функціонують як електрод і ультразвуковий передавач хвиль, і реактори електролізу, Hielscher Ultrasonics обслуговує специфічні вимоги до виробництва електролітичного водню. Всі цифрові промислові ультразвукові апарати серії UIP (UIP500hdT (500 Вт), UIP1000hdT (1кВт), UIP1500hdT (1,5 кВт), UIP2000hdT (2кВт) і UIP4000hdT (4kW)) є високоестійкими ультразвуковими агрегатами для застосування електролізу.
У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:

пакетний Обсяг швидкість потоку Рекомендовані пристрої
0від .02 до 5L 0.05 до 1л/хв UIP500hdT
0.05 до 10l 0від .1 до 2l/хв UIP1000hdT
0від 0,07 до 15л 0.15 до 3l/хв UIP1500hdT
0.1 до 20 л 0.2 до 4л / хв UIP2000hdT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л / хв UIP4000hdT

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, програми та ціни. Ми будемо раді обговорити ваш процес з вами і запропонувати вам ультразвукову систему, що відповідає вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


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

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефотозні ультразвукові гомогенізатори для змішування застосувань, дисперсії, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних і промислових масштабах.

Література/довідники



Факти варті знати

Що таке водень?

Водень є хімічним елементом з символом H і атомним номером 1. При стандартній атомній вазі 1,008, водень є найлегшим елементом в періодичній таблиці. Водень є найбільш рясною хімічною речовиною у Всесвіті, що становить приблизно 75% від усю баріонічну масу. H2 — це газ, який утворюється, коли два атоми водню з'єднуються між собою і стають молекулою водню. H2 також називається молекулярним воднем і є діатомічою, гомонуклеарною молекулою. Він складається з двох протонів і двох електронів. Маючи нейтральний заряд, молекулярний водень стабільний і тим самим найпоширеніша форма водню.

Коли водень виробляється в промислових масштабах, реформування парового природного газу є найбільш широко використовуваною формою видобутку. Альтернативним методом є електроліз води. Більшість водню виробляється поблизу місця його останнього використання, наприклад, поблизу об'єктів переробки викопного палива (наприклад, гідрократії) та виробників добрив на основі аміаку.