Producción eficiente ti' hidrógeno yéetel ultrasonidos
Le hidrógeno jach jump'éel combustible alternativo preferible debido a u respeto tumen u respeto u ka'a jeets' yéetel u nula emisión dióxido carbono. Ba'ale' le generación convencional ti' hidrógeno ma' jach eficiente ti' jump'éel producción masiva leti'. Le electrólisis ja' yéetel soluciones ja' alcalina promovida tumen ultrasonidos u ts'aik bey resultado mayores rendimientos hidrógeno, velocidad reacción yéetel velocidad tzeltalo'obo'. Le electrólisis asistida tumen ultrasonidos ku beetik u producción hidrógeno bixake' leti' ka eficiente tak le ch'aaj u sáasil energético.
Le reacciones electroquímicas promovidas tumen ultrasonidos, bey le electrólisis yéetel le electrocoagulación, muestran jump'éel velocidad, jump'éel velocidad reacción yéetel juntúul rendimiento mejorados.
Generación eficiente ti' hidrógeno yéetel sonicación
Le electrólisis ja' yéetel le soluciones acuosas utia'al u generación hidrógeno jach jump'éel tuukula' prometedor utia'al u producción energía Cho'. Electrólisis le ja'o' jach jump'éel tuukula' electroquímico le u aplica electricidad ti' ja'atsal le ja' ichil ka'ap'éel gases, in wojéeltik hidrógeno (H2) yéetel oxígeno (O2). Con el Fin de escindir le H – O – K'aanan H tumen electrólisis, jump'éel sáasilo' eléctrica ku yúuchul ti' le ja'o'.
Utia'al u reacción electrolítica, ku aplica jump'éel k'an eléctrica directa yo'osal máaxo'ob jump'éel reacción ma' espontánea u uláak' bin yano'ob. Le electrólisis je'el u páajtal u generar hidrógeno ka'anal pureza ti' jump'éel tuukula' sencillo, ecológico yéetel respetuoso yéetel ka'a jeets', yéetel cero emisiones CO2, ts'o'ok u le O2 jach k'áate' subproducto.
2 x procesadores ultrasónicos ti' le bix UIP200hdT yéetel sondas, u tuukulo'ob bey electrodos, es decir cátodo yéetel ánodo. Le vibración yéetel cavitación tumen ultrasonidos promueve le producción electroquímica ti' hidrógeno.
En cuanto a u electrólisis le ja', le división ja' ti' oxígeno hidrógeno u logra u beetik máan juntúul sáasilo' eléctrica ti' le ja'o'.
Ichil le ja'o' way ti' le cátodo cargado negativamente, ku yaantal jump'éel reacción reducción le ku le electrones (e-) ti' le cátodo ku donan ti' le cationes hidrógeno utia'al u forme le gas hidrógeno. Ti' le k'iin cargado positivamente, ku yaantal jump'éel reacción oxidación, u genera oxígeno gaseoso ka' jo'op' proporciona electrones le k'iin. Lela' u k'áat u ya'al ti' le ja'o' reacciona ti' le k'iino' utia'al u formar oxígeno yéetel iones u hidrógeno cargados positivamente (protones). Ti' le modo ku kuuch le uláak' ecuación le balance energético:
2 H+ (aq) + 2e– → H2 (g) (reducción ti' le cátodo).
2 H2Wa (l) → O2 (g) + 4 H+ (aq) + 4e– (oxidación ti' le k'iino').
Reacción tuláakal: 2 H2Wa (l) → 2 H2 (g) + O2 (g).
Tu menudo le ja'o' alcalina ku meyajtiko'ob utia'al u electrólisis con el fin de producir hidrógeno. Le sales alcalinas le hidróxidos solubles metales alcalinos yéetel metales alcalinotérreos, u le ju'unil le ejemplos náats'al le: hidróxido sodio (NaOH, bey xan k'ajóolta'an bix sosa cáustica) yéetel hidróxido potasio (KOH, bey xan k'ajóolta'an je'el bix potasa cáustica). Utia'al u eletrólisis, ku utilizan chuunil laat'a'an concentraciones 20 ti chúumuk u 40 ti chúumuk solución cáustica.
Producción sonoelectroquímica u hidrógeno ti' jump'éel cátodo ultrasónico.
Síntesis ultrasónica u hidrógeno
Le ken u yaantal gas hidrógeno ti' jump'éel reacción electrolítica, le hidrógeno ku sintetiza justo ti' le potencial descomposición. Superficie le electrodos jach yo'osal tu'ux ku yaantal le formación hidrógeno ti' le p'isibij molecular ti' le reacción electroquímica. Le moléculas hidrógeno ku nuclean way le electrodo, ti' modo u posteriormente yaan burbujas gas hidrógeno mentik kex le cátodo. U búukinta'al electrodos ultrasónicos mejora le impedancias actividad yéetel le impedancia concentración yéetel acelera u aumento le burbujas hidrógeno ti' le electrólisis le ja'o'. Ya'ab xook demostraron ti' le producción hidrógeno tumen ultrasonidos aumenta le rendimiento hidrógeno ti' bix ken eficiente.
Beneficios le ultrasonidos ti' le electrólisis le hidrógeno
- Mayores rendimientos hidrógeno
- Mejora le eficiencia energética
Ts'o'ok u le ecografía ku ts'aik bey resultado:
- Aumento le transferencia juuch'
- Reducción acelerada ti' le impedancia acumulada
- Caída voltaje óhmico u reducida
- Reducción le sobrepotencial reacción
- Reducción le potencial descomposición
- Desgasificación ja' leti' solución acuosa
- Limpieza catalizadores electrodos
Táanil ultrasónicos ti' le electrólisis
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.
Impacto ultrasónico ti' le electrodos
- Eliminación depósitos u superficie le electrodo
- Activación u superficie le electrodo
- Transporte electrolitos tak ka tak le electrodos
Limpieza ultrasónica yéetel activación meyajo'ob electrodos
Le transferencia juuch' jach juntúul le cruciales ba'ax ku influyen ti' le velocidad reacción, le velocidad yéetel le rendimiento. Ichil le reacciones electrolíticas, u producto le reacción je'ebix, le precipitados, ku acumulan paach yéetel Jun yóok'ol le meyajo'ob le electrodo yéetel desaceleran le tzeltalo'obo' electrolítica ti' le solución síis ti' le electrodo. Le procesos electrolíticos promovidos tumen ultrasonidos muestran asab transferencia juuch' ti' le solución granel yéetel naats' le meyajo'ob. Le vibración ultrasónica yéetel le cavitación eliminan le capas pasivación le meyajo'ob le electrodos yéetel, tune', le mantienen permanentemente completamente eficientes. Ku ts'o'okole', u yoojel u le sonificación mejora le vías reacción tumen sonoquímicos táanil.
Menor caída voltaje óhmico, sobrepotencial reacción yéetel potencial descomposición
Le voltaje requerido utia'al u ocurra u electrólisis u leti'e', k'ajolo'on bey potencial descomposición. Le ultrasonidos táan u béeytal u xu'ulsiko'ob u potencial u descomposición k'a'abéet ti' le procesos electrólisis.
célula electrólisis ultrasónica
Utia'al u electrólisis ja', yaan tu energía ultrasónica jool, le kúuchil ichil electrodos yéetel le concentración electrolitos le ba'ax clave ka afectan u electrólisis le ja' yéetel u eficiencia.
Utia'al u jump'éel electrólisis alcalina, ku meyajtiko'ob jump'éel celda electrólisis yéetel juntúul solución cáustica acuosa u ku 20 ti chúumuk u 40 ti Chúumuk ti' KOH wa NaOH. Le energía eléctrica aplica ka'atúul electrodos.
Le catalizadores electrodos ku páajtal utilizar utia'al u acelerar le velocidad reacción. Je'ebix, le electrodos Pt le favorables ts'o'ok u le reacción ku yaantal asab uchik.
Le artículos investigación científica informan ti' jump'éel t'áal k'u' energía ti' le 10 ti chúumuk u le 25 ti chúumuk óolal ti' Jaajal le electrólisis ja' promovida tumen ultrasonidos.
Electrolizadores ultrasónicos utia'al u producción hidrógeno escala piloto yéetel industrial
Hielscher Ultrasonics’ Le procesadores ultrasónicos industriales beta'aniko'ob utia'al u funcionamiento 24 leti' 7 leti' 365 molayil kuuch yéetel tu procesos aalo'ob.
Yo'osal le suministro robustos sistemas ultrasónicos, sonotrodos (sondas) especialmente diseñados, u funcionan bey electrodos ka transmisores u ondas ultrasónicas le k'iino' je'el xano' k'iin, yéetel reactores electrólisis ti', Hielscher Ultrasonics satisface le requisitos específicos utia'al u producción hidrógeno electrolítico. Tuláakal le ultrasonidos industriales digitales ti' le serie UIP (UIP500hdT (500 vatios), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5 kW), UIP2000hdT (2kW), ka UIP4000hdT (4kW)). le kúuchilo'ob ultrasónicas u ka'anal rendimiento utia'al u aplicaciones electrólisis.
Sonda ultrasónica ti' le UIP2000hdT Meyaj bey k'iin. Le ondas ultrasónicas aplicadas intensifican le síntesis electrolítica ti' hidrógeno.
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:
| Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0. 02 u 5L | 0. 05 u 1L leti' min | UIP500hdT |
| 0. 05 u 10L | 0. 1 u 2L leti' min | UIP1000hdT |
| 0.07 u 15L | 0. 15 u 3L leti' min | UIP1500hdT |
| 0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
| U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000hdT |
Xook k! Leti' k'áatiko'ob k!
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u aplicaciones mezcla, dispersión, emulsificación yéetel extracción escala ti' laboratorio, piloto yéetel industrial.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Ba'ax le le hidrógeno.
Le hidrógeno jach le elemento químico yéetel le símbolo H yéetel u meyaj ku atómico 1. Yéetel juntúul peso atómico estándar ti' 1,008, le hidrógeno jach le elemento asab ligero ti' le tabla periódica. Le hidrógeno jach le sustancia química asab abundante ti' le universo, constituyendo yan le 75 ti chúumuk tuláakal le juuch'o' bariónica. Le H2 jach jump'éel gas ku forma le ka'ap'éel átomos hidrógeno ku unen yéetel ku suutikuba'ob jump'éel molécula hidrógeno. Le H2 xan u k'aaba' hidrógeno molecular yéetel le jump'éel molécula diatómica yéetel homonuclear. U formado tuméen ka'ap'éel protones yéetel ka'ap'éel electrones. Yaan u yaantal jump'éel kuuch neutra, le hidrógeno molecular le estable yéetel, tune', u páajtalil asab común hidrógeno.
Le ken u hidrógeno yaantal escala industrial, le gas ku yúuchul ti' reformado yéetel vapor jach u páajtalil producción asab utilizada. Juntúul método alternativo jach u electrólisis le ja'o'. Le asab nu'ukulil le hidrógeno ku yaantal náats u kúuchil u ts'ook búukinta'al, je'ebix, naats' ti' le kúuchilo'ob procesamiento combustibles fósiles (je'ebix, hidrocraqueo) yéetel le productores fertilizantes yéetel amoníaco.
Bibliografía leti' Referencias
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- Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.
- Cherepanov, Pavel; Melnyk, Inga; Skorb, Ekaterina V.; Fratzl, P.; Zolotoyabko, E.; Dubrovinskaia, Natalia; Dubrovinsky, Leonid Avadhut, Yamini S.; Senker, Jürgen; Leppert, Linn; Kümmel, Stephan; Andreeva, Daria V. (2015): The use of ultrasonic cavitation for near-surface structuring of robust and low-cost AlNi catalysts for hydrogen production. Green Chemistry Issue 5, 2015. 745-2749.