RU2632815C1 - Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды - Google Patents

Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды Download PDF

Info

Publication number
RU2632815C1
RU2632815C1 RU2016126673A RU2016126673A RU2632815C1 RU 2632815 C1 RU2632815 C1 RU 2632815C1 RU 2016126673 A RU2016126673 A RU 2016126673A RU 2016126673 A RU2016126673 A RU 2016126673A RU 2632815 C1 RU2632815 C1 RU 2632815C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
chemical reaction
producing hydrogen
aluminium alloy
test
Prior art date
Application number
RU2016126673A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Александрович Троицкий
Валерий Сергеевич Терещук
Сергей Дмитриевич Самуйлов
Антон Андреевич Ковалев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
Priority to RU2016126673A priority Critical patent/RU2632815C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2632815C1 publication Critical patent/RU2632815C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/02Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения водорода на основе химической реакции электролиза алюминиевого сплава и щелочного раствора воды в заполненном электролитом электролизере, в котором расположены анод и катод. Способ характеризуется тем, что в качестве катода используют пористый алюминий с содержанием окиси кальция 1,5%, помещают его в раствор с содержанием щелочи от 0,2% до 1% и ведут реакцию при температуре от 15°C до 70°C, с использованием воды с pН от 7 до 12. Использование предложенного способа позволяет увеличить производство водорода более чем в 1,5 раза по сравнению с известным способом. 5 пр., 5 табл.

Description

Изобретение относится к способам получения водорода для различных потребностей народного хозяйства: для сухопутного и водного транспорта.
Известен способ получения водорода на основе химической реакции электролиза алюминиевого сплава и щелочного раствора воды в заполненном электролитом электролизере, в котором расположены анод и катод (Патент РФ №2532561, МПК С25В 1/04, 2012 г.).
Согласно этому способу в качестве электролита использована морская вода с содержанием соли от 3,5 до 40 г/л, а катод электролизера выполнен из активированного алюминиевого сплава. Изобретение позволяет повысить эффективность получения водорода и уменьшить габариты и массу электролизера.
Недостаток этого способа в его низкой производительности.
Техническим результатом разработки является увеличение производительности процесса.
Заявленный результат достигается способом получения водорода на основе химической реакции электролиза алюминиевого сплава и щелочного раствора воды в заполненном электролитом электролизере, в котором расположены анод и катод, в качестве которого используют пористый алюминий с содержанием окиси кальция 1,5%, помещают его в раствор с содержанием щелочи от 0,2% до 1% и ведут реакцию при температуре от 15°C до 70°C, с использованием воды с pН от 7 до 12.
В предложенном способе увеличение производительности процесса получения водорода достигается за счет использования пористого алюминия, получаемого при использовании в шихте порошкообразного алюминия в смеси с добавками окиси кальция, наличие которой в оптимизированных режимах проведения реакции способствует коррозии, и как следствие этого выделению водорода.
Изобретение поясняют примерами.
Пример 1
Испытание проведено на образце размером 1,5×1,5×1,5 см с поверхностью 13,5 см без учета пористости. Вес такого образца 1 г. Для испытания был приготовлен раствор 4 г NaOH на 1 л воды с pН=7,2. После растворения щелочи pН=11,6. Начальная температура раствора 21°C.
Неожиданным является результат по образованию водорода от 0,6 г израсходованного образца, который составил: 0,925 л/0,6 г=1,541 л/г вместо теоретических 1,244 л/г для чистого А1. Примечательным является и скорость выделения водорода в начале и в конце опыта. В начале - 125 мл за полтора часа, а в конце - за те же полтора часа всего 5 мл. Это говорит о почти полном расходовании реакционной части образца в конце опыта.
Пример 2
Испытание проведено на образце массой 7,3 г. В образце такого же размера, как в примере 1, с четырех сторон сделаны сверления, в которые поместили сухую щелочь в количестве 2,76 г на 0,5 л воды.
Выделение водорода происходит плавно с постепенным уменьшением. В данном испытании опыт прекратили через 2 часа с выделением водорода 6 мл/мин.
Пример 3
Испытание проведено на недоиспользованном образце по примеру 2, где сухая щелочь была помещена в порах. На этом испытании образец выполнял роль катода при электролизе. Роль анода выполняла медная пластина. В качестве электролита применена обычная водопроводная вода. После опыта: G=600 μS, pH=8,5. Напряжение между анодом и катодом Uвх=120 В.
Результаты данного испытания представлены в таблице 1,
где Q - количество водорода, выделившееся к данному моменту времени,
ΔQ - количество водорода, выделившееся за данный промежуток времени.
По сравнению с результатами испытаний по примеру 2 выход водорода примерно в 2 раза выше.
Figure 00000001
Пример 4
Испытание проведено на образце массой 1,92 г с поверхностью 20,5 см2 в растворе щелочи 4 г/л. В течение опыта раствор нагревался до 70°C при pH=11,6; в конце опыта масса образца равнялась 0,98 г, т.е. израсходовано 0,94 г образца. Испытание закончено на 19 минуте при переполнении измерительного цилиндра до 1150 мл.
Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Figure 00000002
Полнота выделения водорода составила 98%. Из представленных в таблице 2 результатов видно, как газовыделение зависит от температуры раствора.
Пример 5
Испытание было проведено на образце, в качестве которого использовали пористый алюминий с содержанием окиси кальция 1,5%, весом 5,38 г размером 30×30×24,5 мм и с поверхностью 48 см2. При этом электролиз проводился в электролите с концентрацией щелочи 4 г/л и с подогревом до 70°C с использованием воды с pН от 7 до 12.
Так как выделение водорода происходило очень интенсивно, то при каждом максимальном наполнении мерного цилиндра водорода до 1200 мл пришлось каждый раз прерывать испытание и по новой снаряжать измерительную аппаратуру для следующего испытания. Таких испытаний на одном и том же образце было три, что представлено на таблицах 3-5.
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Таким образом, при оптимальном режиме проведения способа (пример 5) за время испытаний выделилось 4,03 л водорода. Согласно известному способу с такого количества алюминиевого сплава максимум должно выделиться 2,6 л водорода, а согласно изобретению выделилось на 1,43 л больше.
Использование предложенного способа позволяет увеличить производство водорода для промышленных целей.

Claims (1)

  1. Способ получения водорода на основе химической реакции электролиза алюминиевого сплава и щелочного раствора воды в заполненном электролитом электролизере, в котором расположены анод и катод, отличающийся тем, что в качестве в качестве катода используют пористый алюминий с содержанием окиси кальция 1,5%, помещают его в раствор с содержанием щелочи от 0,2% до 1% и ведут реакцию при температуре от 15°C до 70°C, с использованием воды с pН от 7 до 12.
RU2016126673A 2016-07-04 2016-07-04 Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды RU2632815C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016126673A RU2632815C1 (ru) 2016-07-04 2016-07-04 Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016126673A RU2632815C1 (ru) 2016-07-04 2016-07-04 Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2632815C1 true RU2632815C1 (ru) 2017-10-10

Family

ID=60040762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016126673A RU2632815C1 (ru) 2016-07-04 2016-07-04 Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632815C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201127996A (en) * 2010-02-09 2011-08-16 Aquafairy Corp Hydrogen generating method and hydrogen generating appartus
RU2438966C2 (ru) * 2009-04-06 2012-01-10 Учреждение РАН Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Способ получения водорода
RU2532561C2 (ru) * 2012-09-20 2014-11-10 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук Способ и устройство получения водорода

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2438966C2 (ru) * 2009-04-06 2012-01-10 Учреждение РАН Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Способ получения водорода
TW201127996A (en) * 2010-02-09 2011-08-16 Aquafairy Corp Hydrogen generating method and hydrogen generating appartus
RU2532561C2 (ru) * 2012-09-20 2014-11-10 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук Способ и устройство получения водорода

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103014746B (zh) 一种电解法制备液体高铁酸盐装置及其工艺
WO2011133906A3 (en) Electrochemical synthesis of aryl-alkyl surfactant precursor
KR102260402B1 (ko) 과황산암모늄의 제조 방법
TW200738910A (en) Method and apparatus for achieving maximum yield in the electrolytic preparation of group IV and V hydrides
CN101525754B (zh) 采用一步法电化学制备高铁酸钾固态粉末的方法
RU2632815C1 (ru) Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды
CN113445063B (zh) 一种电解二氧化锰的制备方法
CN108796530B (zh) 一种电化学合成氨的新方法
CN101187028B (zh) 高铁酸钾的制备方法
JP2020158862A (ja) 過硫酸アンモニウムの製造方法
CN103160868A (zh) 一种用于生产含硫活性镍的电解液及其使用方法
US9682870B2 (en) Method of synthesizing ferrate
CN109112561B (zh) 一种延长硫酸亚锡保质期的方法
CN111910237A (zh) 一种等离子体仿生材料微弧氧化方法及装置
CN103590064A (zh) 一种电解二氧化碳制备氧气的方法
RU2524609C1 (ru) Способ получения магнетита
RU2438966C2 (ru) Способ получения водорода
RU2008118749A (ru) Способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия
RU2466214C1 (ru) Способ электрохимического получения раствора гипохлоритов магния и меди
RU2556001C1 (ru) БЕЗДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ ПИРИДО[1,2-а]БЕНЗИМИДАЗОЛОВ
RU2405066C1 (ru) Электрохимический способ получения гипохлорита натрия
CN109306502B (zh) 一种锰电解液添加剂及其使用方法
US1376207A (en) Process i
RU2372421C1 (ru) Способ получения нанодисперсного порошка карбида вольфрама
RU2418103C1 (ru) Способ получения основного карбоната свинца