Sản xuất hydro sonoelectrolytic từ axit sulfuric loãng

Điện phân axit sulfuric pha loãng tạo ra khí hydro và khí oxy. Ultrasonication làm giảm độ dày lớp khuếch tán tại bề mặt điện cực và cải thiện chuyển khối lượng trong quá trình điện phân. Ultrasonication có thể làm tăng tỷ lệ sản xuất khí hydro trong tế bào điện phân, đáng kể.

Hai thiết lập thử nghiệm với cực dương carbon và cực âm titan được mô tả dưới đây. Để chứng minh tác động tích cực của ultrasonication trên điện phân, cực âm titan là một sonoelectrode. Điều này thêm rung động siêu âm và cavitation để sản xuất điện phân của hydro và oxy từ axit sulfuric loãng. Sự kết hợp của ultrasonics với điện được sử dụng trong sonoelectrochemistry, sonoelectrolysis và sonoelectrosynthesis.
Hielscher siêu âm homogenizer UP100H (100 watt, 30kHz) được trang bị nâng cấp sonoelectrochemical. Điều này cho phép sử dụng sonotrode làm cực âm hoặc cực dương trong quá trình điện phân. Đối với các thiết lập sonoelectrolytic công nghiệp, vui lòng nhấp vào đây!

Show an ultrasonic titanium probe as a sonoelectrolytic cathode in hydrogen production from dilute sulfuric acid.

Sonoelectric Cathode trên bộ xử lý siêu âm UP100H

Thiết lập Sonoelectrolysis 1 – Ô không phân chia loại H

Thiết lập sử dụng axit sulfuric loãng (H2SO4, 1.0M). Một tế bào không phân chia loại H chứa đầy chất điện ly. Tế bào này được gọi là Máy đo vôn kế Hofmann. Nó có ba xi lanh thủy tinh thẳng đứng. Xi lanh bên trong được mở ở trên cùng để cho phép đổ đầy chất điện ly. Mở van ở đỉnh ống bên ngoài cho phép bất kỳ khí nào thoát ra trong quá trình chiết rót. Trong tế bào điện phân, các điện cực được niêm phong bằng vòng cao su và ngâm lộn ngược vào dung dịch nước axit hóa. Điện cực cực dương được làm bằng carbon (8mm). Cực âm là một sonoelectrode siêu âm titan (10mm, sonotrode diện tích bề mặt cao đặc biệt, Hielscher UP100H, 100 watt, 30kHz). Sonoelectrode titan và điện cực carbon trơ. Điện phân sẽ chỉ diễn ra khi điện được truyền qua dung dịch axit sulfuric loãng. Do đó, cực dương carbon và cực âm titan được kết nối với nguồn điện áp không đổi (dòng điện trực tiếp).
Khí hydro và khí oxy được sản xuất trong quá trình điện phân axit sulfuric loãng được thu thập trong các ống bên ngoài tốt nghiệp phía trên mỗi điện cực. Thể tích khí thay thế chất điện ly trong các ống bên ngoài và thể tích của khí bổ sung có thể được đo. Tỷ lệ lý thuyết của thể tích khí là 2:1. Trong quá trình điện phân, chỉ có nước được lấy ra khỏi chất điện ly như khí hydro và khí oxy. Do đó, nồng độ axit sulfuric loãng tăng nhẹ trong quá trình điện phân.
Video dưới đây cho thấy sonoelectrolysis của axit sulfuric loãng bằng cách sử dụng ultrasonication xung (100% biên độ, chế độ chu kỳ, 0,2 giây trên, tắt 0,8 giây). Cả hai thử nghiệm đều được chạy ở 2.1V (DC, điện áp không đổi).

Video này cho thấy việc sản xuất hydro sonoelectrolytic trong vôn kế Hofmann

Sản xuất hydro sonoelectrolytic trong Hofmann Voltameter

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Thiết lập Sonoelectrolysis 2 – Lô đơn giản

Một bình thủy tinh chứa đầy chất điện ly axit sulfuric pha loãng (H2SO4, 1.0M). Trong tế bào điện phân đơn giản này, các điện cực được ngâm vào dung dịch nước axit hóa. Điện cực cực dương được làm bằng carbon (8mm). Cực âm là một sonoelectrode siêu âm titan (10mm, MS10, Hielscher UP100H, 100 watt, 30kHz). Điện phân sẽ chỉ diễn ra khi điện được truyền qua dung dịch axit sulfuric loãng. Do đó, cực dương carbon và cực âm titan được kết nối với nguồn điện áp không đổi (dòng điện trực tiếp). Điện cực titan và điện cực carbon trơ. Khí hydro và khí oxy được sản xuất trong quá trình điện phân axit sulfuric pha loãng không được thu thập trong thiết lập này. Video dưới đây cho thấy thiết lập rất đơn giản này đang hoạt động.

Video này cho thấy sonoelectrolysis của nước để sản xuất hydro và oxy

Sonoelectrolysis của nước để hydro và oxy

Yêu cầu thêm thông tin!

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây, nếu bạn muốn yêu cầu thêm thông tin về việc sử dụng sonoelectrochemistry. Chúng tôi sẽ vui mừng cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn.










Điều gì xảy ra trong quá trình điện phân?

Các ion hydro bị thu hút bởi cực âm. Ở đó, ion hydro hoặc các phân tử nước được giảm xuống các phân tử khí hydro bằng cách tăng electron. Kết quả là các phân tử khí hydro được thải ra dưới dạng khí hydro. Điện phân của nhiều muối kim loại phản ứng hoặc các giải pháp axit tạo ra hydro ở điện cực cực âm.
Các ion sunfat âm hoặc dấu vết của các ion hydroxit bị thu hút bởi cực dương dương. Bản thân ion sunfat quá ổn định, do đó không có gì xảy ra. Các ion hydroxit hoặc các phân tử nước được thải ra và oxy hóa ở cực dương để tạo thành oxy. Phản ứng cực dương này là phản ứng điện cực oxy hóa do mất điện tử.

Tại sao chúng ta sử dụng axit sulfuric loãng?

Nước chỉ chứa nồng độ nhỏ các ion hydro và ion hydroxit. Điều này hạn chế độ dẫn điện. Nồng độ cao của các ion hydro và ion sunfat từ axit sulfuric loãng cải thiện độ dẫn điện của chất điện ly. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng dung dịch điện giải kiềm như kali hydroxit (KOH) hoặc natri hydroxit (NAOH) và nước. Điện phân của nhiều giải pháp muối hoặc axit sulfuric tạo ra hydro ở cực âm và oxy ở cực dương dương. Điện phân axit clohydric hoặc muối clorua tạo ra clo ở cực dương.

Electrolyzer là gì?

Máy điện phân là một thiết bị tách nước thành hydro và oxy trong một quá trình được gọi là điện phân. Máy điện phân sử dụng điện để sản xuất khí hydro và khí oxy. Khí hydro có thể được lưu trữ dưới dạng khí nén hoặc hóa lỏng. Hydrogen là một tàu sân bay năng lượng để sử dụng trong pin nhiên liệu hydro trong ô tô, xe lửa, xe buýt hoặc xe tải.
Một máy điện phân cơ bản chứa một cực âm (điện tích âm) và một cực dương (điện tích dương) và các thành phần ngoại vi, chẳng hạn như máy bơm, lỗ thông hơi, bể chứa, nguồn điện, dấu tách và các thành phần khác. Điện phân nước là một phản ứng điện hóa xảy ra trong máy điện phân. Cực dương và cực âm được cung cấp bởi một dòng điện trực tiếp và nước (H20) được chia thành các thành phần hydro (H2) và oxy (O2).

Văn học/tài liệu tham khảo