Công nghệ siêu âm Hielscher

Sản xuất hydro hiệu quả với Ultrasonics

Hydro là một nhiên liệu thay thế thích hợp hơn do thân thiện với môi trường và không phát thải carbon dioxide. Tuy nhiên, sản xuất hydro thông thường không hiệu quả cho sản xuất hàng loạt kinh tế. Các ultrasonically thúc đẩy điện phân của nước và các giải pháp nước kiềm kết quả trong sản lượng hydro cao hơn, tốc độ phản ứng và tốc độ chuyển đổi. Ultrasonically hỗ trợ điện phân làm cho sản xuất hydro kinh tế và năng lượng hiệu quả.
Ultrasonically thúc đẩy các phản ứng điện hóa như điện phân và điện đông cho thấy tốc độ phản ứng được cải thiện, tốc độ và sản lượng.

Thế hệ hydro hiệu quả với Sonication

Điện phân nước và dung dịch nước cho mục đích tạo hydro là một quá trình đầy hứa hẹn cho việc sản xuất năng lượng sạch. Điện phân nước là một quá trình điện hóa, nơi điện được áp dụng để chia nước thành hai loại khí, cụ thể là hydro (H2) và oxy (O2). Để tách H – các – H liên kết bằng điện phân, một dòng điện được chạy qua nước.
Đối với phản ứng điện phân, một loại tiền tệ điện trực tiếp (DC) được áp dụng để bắt đầu một phản ứng không tự phát khác. Điện phân có thể tạo ra hydro có độ tinh khiết cao trong một quá trình đơn giản, thân thiện với môi trường, xanh với2 phát thải như O2 là sản phẩm bổ trợ duy nhất.

Ultrasonic electrolysis intensifies hydrogen production.

Bộ vi xử lý siêu âm 2x UIP2000hdT với đầu dò, hoạt động như các điện cực, tức là cực âm và cực dương. Trường siêu âm tăng cường tổng hợp điện phân hydro từ nước hoặc dung dịch nước.

Về điện phân nước, việc tách nước thành oxy và hydro đạt được bằng cách đi qua một dòng điện qua nước.
Trong nước tinh khiết ở cực âm tích điện, một phản ứng giảm diễn ra trong đó các electron (e−) từ cực âm được hiến tặng cho các ations hydro để khí hydro hình thành. Tại cực dương tích điện dương, một phản ứng oxy hóa diễn ra, tạo ra khí oxy trong khi cung cấp cho các electron cho cực dương. Điều này có nghĩa là, nước phản ứng ở cực dương để tạo thành oxy và các ion hydro tích điện dương (proton). Qua đó phương trình cân bằng năng lượng sau đây được hoàn thành:

2H+ (aq) + 2e → H2 (g) (giảm ở cực âm)
2H2O (l) → O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e (quá trình oxy hóa tại cực dương)
Phản ứng tổng thể: 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)

Thông thường, nước kiềm được sử dụng cho điện phân để sản xuất hydro. Muối kiềm là hydroxit hòa tan của kim loại kiềm và kim loại đất kiềm, trong đó các ví dụ phổ biến là: Natri hydroxit (NaOH, còn được gọi là “soda ăn da") và kali hydroxit (KOH, còn được gọi là “potash ăn da"). Đối với eletcrolysis, chủ yếu là nồng độ 20% đến 40% dung dịch ăn da được sử dụng.

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

Đầu dò siêu âm của UIP2000hdT chức năng như cực dương. Các sóng siêu âm được áp dụng tăng cường tổng hợp điện phân hydro.

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Tổng hợp siêu âm hydro

Khi khí hydro được sản xuất trong một phản ứng điện phân, hydro được tổng hợp ngay tại tiềm năng phân hủy. Bề mặt của các điện cực là khu vực, nơi sự hình thành hydro xảy ra trên giai đoạn phân tử trong phản ứng điện hóa. Các phân tử hydro tạo mầm ở bề mặt điện cực, do đó sau đó bong bóng khí hydro có mặt xung quanh cực âm. Sử dụng điện cực siêu âm cải thiện trở kháng hoạt động và trở kháng nồng độ và tăng tốc độ tăng của bong bóng hydro trong quá trình điện phân nước. Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng sản xuất hydro siêu âm làm tăng sản lượng hydro hiệu quả.

Lợi ích của Ultrasonics trên điện phân hydro

  • Năng suất hydro cao hơn
  • Cải thiện hiệu quả năng lượng

như siêu âm kết quả trong:

  • tăng khối lượng chuyển
  • Giảm nhanh trở kháng tích lũy
  • Giảm giảm điện áp ohmic
  • Giảm phản ứng overpotential
  • Giảm khả năng phân hủy
  • Khử khí nước / dung dịch nước
  • Làm sạch chất xúc tác điện cực

Hiệu ứng siêu âm trên điện phân

Ultrasonically kích thích điện phân còn được biết là sono-điện phân. Các yếu tố siêu âm khác nhau của sonomechanical và sonochemical thiên nhiên ảnh hưởng và thúc đẩy các phản ứng điện hóa. Những yếu tố ảnh hưởng đến điện phân là kết quả của siêu âm gây ra cavitation và rung động và bao gồm âm thanh streaming, vi nhiễu loạn, microjets, sóng xung kích cũng như các hiệu ứng sonochemical. Siêu âm / âm thanh cavitation xảy ra, khi sóng siêu âm cường độ cao được kết hợp thành chất lỏng. Hiện tượng cavitation được đặc trưng bởi sự tăng trưởng và sụp đổ của cái gọi là bong bóng cavitation. Sự nổ bong bóng được đánh dấu bằng các lực lượng siêu dữ dội, xảy ra cục bộ. Các lực này bao gồm sưởi ấm cục bộ dữ dội lên đến 5000K, áp suất cao lên đến 1000 atm và tốc độ sưởi ấm và làm mát khổng lồ (>100k / giây) và chúng kích thích sự tương tác độc đáo giữa vật chất và năng lượng. Ví dụ, những lực lượng cavitational eimpact liên kết hydro trong nước và tạo điều kiện tách các cụm nước mà sau đó dẫn đến giảm tiêu thụ năng lượng cho điện phân.

Tác động siêu âm trên các điện cực

  • Loại bỏ tiền gửi từ bề mặt điện cực
  • Kích hoạt bề mặt điện cực
  • Vận chuyển chất điện giải về phía và cách xa các điện cực

Làm sạch và kích hoạt bề mặt

Chuyển khối lượng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, tốc độ và năng suất. Trong các phản ứng điện phân, sản phẩm phản ứng, ví dụ như kết tủa, tích tụ xung quanh cũng như trực tiếp trên các bề mặt điện cực và giảm tốc độ chuyển đổi điện phân của dung dịch tươi sang điện cực. Ultrasonically thúc đẩy quá trình điện phân cho thấy một chuyển khối lượng tăng lên trong các giải pháp số lượng lớn và gần các bề mặt. Rung động siêu âm và cavitation loại bỏ các lớp thụ động từ các bề mặt điện cực và giữ chúng do đó vĩnh viễn hoàn toàn hiệu quả. Hơn nữa, sonification được biết là tăng cường con đường phản ứng bởi các hiệu ứng sonochemical.

Giảm điện áp Ohmic thấp hơn, phản ứng overpotential, và phân hủy tiềm năng

Điện áp cần thiết cho điện phân xảy ra được gọi là tiềm năng phân hủy. Siêu âm có thể làm giảm khả năng phân hủy cần thiết trong quá trình điện phân.

Tế bào điện phân siêu âm

Đối với điện phân nước, đầu vào năng lượng siêu âm, khoảng cách điện cực và nồng độ điện phân là những yếu tố chính ảnh hưởng đến điện phân nước và hiệu quả của nó.
Đối với điện phân kiềm, một tế bào điện phân với dung dịch ăn da nước thường được sử dụng 20%-40% KOH hoặc NaOH. Năng lượng điện được áp dụng cho hai điện cực.
Chất xúc tác điện cực có thể được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng. Ví dụ, pt điện cực là thuận lợi như phản ứng xảy ra dễ dàng hơn.
Các bài báo nghiên cứu khoa học báo cáo tiết kiệm năng lượng 10%-25% bằng cách sử dụng điện phân tăng cường ultrasonically của nước.

Máy điện phân siêu âm để sản xuất hydro ở quy mô thí điểm và công nghiệp

Hielscher Ultrasonics’ bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp được xây dựng cho các hoạt động 24/7/365 dưới tải đầy đủ và trong quá trình nhiệm vụ nặng nề.
Bằng cách cung cấp các hệ thống siêu âm mạnh mẽ, sonotrodes được thiết kế đặc biệt (đầu dò), có chức năng như điện cực và máy phát sóng siêu âm cùng một lúc, và lò phản ứng điện phân, Hielscher Ultrasonics phục vụ các yêu cầu cụ thể để sản xuất hydro điện phân. Tất cả các ultrasonicators công nghiệp kỹ thuật số của loạt UIP (UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW), UIP2000hdT (2kW), và UIP4000hdT (4kW)) là đơn vị siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng điện phân.
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
00,02 đến 5L 00,05 đến 1L/phút UIP500hdT
00,05 đến 10L 00,1 đến 2L/phút UIP1000hdT
00,07 đến 15L 00,15 đến 3L/phút UIP1500hdT
0.1 đến 20L 00,2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdT

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây để yêu cầu thêm thông tin về bộ vi xử lý siêu âm, ứng dụng và giá cả. Chúng tôi sẽ vui mừng để thảo luận về quá trình của bạn với bạn và để cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn!










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

Hielscher Ultrasonics sản xuất hiệu suất cao siêu âm homogenizers cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ tương và khai thác trên phòng thí nghiệm, thí điểm và quy mô công nghiệp.

Văn học/tài liệu tham khảo



Sự kiện đáng biết

Hydro là gì?

Hiđrô là nguyên tố hóa học có ký hiệu H và nguyên tử số 1. Với trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn là 1.008, hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong bảng tuần hoàn. Hydro là chất hóa học phổ biến nhất trong vũ trụ, chiếm khoảng 75% tổng khối lượng baryonic. H2 là một loại khí hình thành khi hai nguyên tử hiđrô liên kết với nhau và trở thành một phân tử hiđrô. H2 còn được gọi là hydro phân tử và là một phân tử diatomic, đồng nhân. Nó bao gồm hai proton và hai electron. Có điện tích trung tính, hydro phân tử ổn định và do đó là dạng hydro phổ biến nhất.

Khi hydro được sản xuất trên quy mô công nghiệp, hơi nước cải cách khí đốt tự nhiên là hình thức sản xuất được sử dụng rộng rãi nhất. Một phương pháp thay thế là điện phân nước. Hầu hết hydro được sản xuất gần vị trí sử dụng sau này của nó, ví dụ, gần các cơ sở chế biến nhiên liệu hóa thạch (ví dụ, hydrocracking) và các nhà sản xuất phân bón dựa trên amoniac.