UA150329U - Спосіб виробництва водню електролізом - Google Patents
Спосіб виробництва водню електролізом Download PDFInfo
- Publication number
- UA150329U UA150329U UAU202104200U UAU202104200U UA150329U UA 150329 U UA150329 U UA 150329U UA U202104200 U UAU202104200 U UA U202104200U UA U202104200 U UAU202104200 U UA U202104200U UA 150329 U UA150329 U UA 150329U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- electrolysis
- hydrogen
- electrodes
- carried out
- ultrasound
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000002999 depolarising effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 19
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000722921 Tulipa gesneriana Species 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OTILYRUTOZUYMB-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Cr].[V] Chemical compound [Fe].[Cr].[V] OTILYRUTOZUYMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Спосіб виробництва водню електролізом, в якому струм подають на електроди електрохімічного реактора без розділового елемента, з анодом з деполяризуючого сплаву алюмінію і з лужно-сульфатним електролітом при напрузі 0,3-1,2 В, густині струму 0,5-5 А/дм2, температурі 18-30 °C. Електроліз проводять із застосуванням ультразвуку потужністю 40-70 Вт/дм3 та частотою 40 кГц.
Description
Корисна модель належить до водневої енергетики, де водень застосовується з метою акумулювання та виробництва енергії а також до харчової промисловості, де водень використовується для гідрогенізації жирів, до металургії де отримання металів методом прямого відновлення руди відбувається із застосуванням водню. Також водень застосовується для отримання твердих сплавів. Чистий водень, який отримують електролізом, використовується й в електронній промисловості для створення відновної атмосфери, в енергетиці - для охолодження потужних турбогенераторів та інших галузях промисловості (11.
Тому слід відмітити, що на сьогодні потрібно не тільки збільшення загальної кількості електролізерів, але і постійне вдосконалення технології виробництва водню електролізом.
У зв'язку з розвитком малої енергетики віддалених об'єктів на основі поновлюваних джерел енергії, наземного та повітряного транспорту, у оборонної промисловості з'явився інтерес до водню як до енергоносія. Особливе місце займає електроліз води для систем життєзабезпечення замкнутих гермооб'єктів, включаючи пілотовані космічні апарати і атомні; підводні човни |21.
Відомим способом є отримання водню у водно-лужних електролізерах |2)|, в яких як електроліт застосовується 40 95-ий розчин гідроксиду натрію або калію. На катоді вода розкладається з утворенням водню і ОН групи, яка мігрує через розділову діафрагму в анодну область та на аноді окислюється з утворенням кисню. Такі електролізери працюють з високою продуктивністю (60 кг/год. водню), однак недоліком таких пристроїв є неможливість працювати при низьких густинах струму через складність відстеження навантаження |З).
Відомі способи одержання водню електролізом води із застосуванням ультразвукової обробки |4Ї1. Використовують нейтральні, кислі або лужні розчини та інертні електроди.
Випромінювачі ультразвуку можуть бути розташовані на корпусі електролізеру, або вмонтовані у електроди. Застосування ультразвуку підвищує продуктивність електролізу; на 5-18 95 |5|.
Однак крім водню у процесі електролізу утворюється також й кисень, тому електролізер містить діафрагму, що розділяє анодний та катодний простір, а експлуатація потребує обережності.
Найближчим аналогом є спосіб, який здійснюється наступним чином: струм від стаціонарного або відновлюваного джерела подають на електроди електрохімічного реактора без розділового елемента, з лужним електролітом, при напрузі 0,3-1,2 В, густині струму 0,5-5
А/дм?, температурі 18-30 С. Катоди із залізохромованадієвих сплавів. Аноди зі сплавів алюмінію. Електроліт містить 20-100 г/дм" гідроксиду натрію або калію та активатори Масі або
Ма?5О. в кількості 1-30 г/дм3. Водень утворюється на обох електродах при гарантованій відсутності виділення кисню |6)Ї. Однак продуктивність за воднем не перевищує 120 см3
Кгод.: дм).
Задачею даної корисної моделі є підвищення продуктивності за воднем. Для вирішення поставленої задачі в основу покладено створення способу одержання водню в електролізері, з використанням деполяризуючого сплаву АМГ як анод та лужно-сульфатного електроліту.
Процес відбувається без виділення кисню.
Для вирішення поставленої задачі підвищення продуктивності лужного електролізу з використанням деполяризуючого сплаву АМГ запропоновано застосування ультразвукових випромінювачей потужністю 40-70 Вт/дм3 та-частотою 40 кГц. Застосування ультразвукової обробки меншої за 40 Вт/дм" потужності приводить по підвищення продуктивності за воднем лише на 5-7 95, а більшої за 70 Вт/дм3 - призводить до підвищення енергозатрат при майже незмінній продуктивності за воднем.
В електролізері, який має прямокутну або циліндричну форму, розміщають катод зі сталі 12х1МФ та анод зі сплаву алюмінію АМГ. Далі електролізер герметизують. На корпусі електролізера закріплюють, ультразвукові випромінювачі. Електроліз проводять в лужно- сульфатному електроліті з концентрацією 20-100 г/дм3 гідроксиду натрію та 1-50 г/дм3 Ма?5Ом.
Процес здійснюють при густині струму 0,5-5 А/дм7, та температурі 18-30 "С. Потужність ультразвуку частотою 40 кГц встановлюють 60-40-70 Вт/дм3.
Проведемо порівняльну характеристику запропонованого винаходу та вибраного найближчого аналога (таблиця).
Таблиця
Порівняльна характеристика корисної моделі та найближчого аналога 11111111 | Найближчийаналогів| | Кориснамодель:/ . маон-100 (Напруга наелектролвер, В.Д: | / 087777 17777770 (Застосування ультразвуку.д/ ОЇ 777777117-111Ї111111111111сюс1С
Приклад 1
Електроліз зі сплавом алюмінію АМГ проводять в лужно-сульфатному електроліті з концентрацією 100 г/дм" гідроксиду натрію та 50 г/дм" Маг504. Електросинтез здійснюють при густині струму 5 А/дм: та температурі. 2022 "С без застосування ультразвуку. Площа поверхні електродів 1 дм". За одну годину на електродах виділяється 100-120 см3 водню |бІ.
Приклад 2
Електроліз зі сплавом алюмінію АМГ проводять в лужно-сульфатному електроліті з концентрацією 100 г/дм3 гідроксиду натрію та 50 г/дм" Маг25О4. Електросинтез здійснюють при густині струму 2 А/дм2 та температурі 18:22 "С. Потужність ультразвуку 60 Вт/дм3 (частота 40 кГц). Площа поверхні електродів 1 дм". За одну годину на електродах виділяється 2600-2635 см? водню.
Приклад З
Електроліз зі сплавом алюмінію АМГ проводять в лужно-сульфатному електроліті з концентрацією 20 г/дм3 гідроксиду натрію та 1 г/дм" Маг250»5. Електроліз здійснюють при густині струму 5 А/дм? та температурі 25:52 "С. Потужність ультразвуку 60 Вт/дм" (частота 40 кГц).
Площа поверхні/ електродів 1 дм?. За одну годину на електродах виділяється 492-511 см3 водню.
Приклад 4
Електроліз зі сплавом алюмінію АМГ проводили в лужно-сульфатному електроліті з концентрацією 50 г/дм" гідроксиду натрію та 30 г/дм" Маг5О5. Електроліз здійснюють при густині струму 0,5 А/дм? та температурі 28:22 "С. Потужність ультразвуку 60 Вт/дм7 (частота 40 кГц).
Площа поверхні; електродів 1 дм". За одну годину на електродах виділяється 1723-1798 см3 водню.
Таким чином, запропонований спосіб виробництва водню шляхом електролізу із застосуванням сплаву алюмінію АМГ як анод та ультразвуку потужністю 40-70 Вт/дм3 і частотою 40 кГц підвищує продуктивність за воднем у 5-26 рази.
Джерела інформації: 1. Дамаскин Б.Б. и др. Злектрохимия/Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирли на. - 2 є изд., испр. и перераб. - М.: Химия, Колосс, 2006. - 672 с. 2. Радченко Р.В. Водород в знергетике: учеб. пособиє/Р.В. Радченко, А.С. Мокрушин, В.В.
Тюльпа. - Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2014. - 229 с. 3. Зорина Н.Г. Пат. 93804 РФ, МПК С258 11/10, С258 1/04. Злектрохимическая ячейка для получения водорода/Н.Г. Зорина; патентообладатель Учреждение Российской академии наук
Государственньій научньій центр Российской Федерации - Институт медико-биологическихі проблем. - Мо 2009146448/22; заяв. 14.12.2009; опубл. 10.05.2010. 4. Зутев Вапієї. БопоєІесігтоспетіса! (20 КН?) ргодисійоп ої Нудгодеп їот адиеоив зоішіопв:
ТНевів зиртіней іп ассогдапсе мій Те гедцігетепів ої Те Опімегтзіу ої Віптіпдпат ог Те дедгеє ої Мазієг ої гезвагсп/Оапієї Зутев; Опімегейу ої Віптпіпапат. -Віптіпонат, 2011. 5. Зпепа-Оеє Ії, Спепа-Спісєп Мапу, Спип-Мипдуд Спеп. Умаїег еєІесігоїувзів іп їйе ргезепсе ої ап ийгавопіс ей / Гї 5пепд-Оє, Мапа Спепа-Спієп, Спеп-Спий-мМипад//ЕІесігоспітіса Асіа. - 2009. -
Мої. 54, Ібв5це 15. - Р. 3877-3883. 6. Пат. на кор. модель Мо 123739 Україна, МПК С25В8 1/04 (2006.01), СО18 3/02 (2006.01).
Спосіб виробництва водню електролізом з деполяризуючими сплавами алюмінію/Б.Ї.
Байрачний, А.О.
Майзеліс, ЮЖ Желавська, В.Б.
Байрачний; заявник та патентовласник НТУ "ХПГ. - Мо и201708335; заяв. 11.08.2017; опубл. 12.03.2018, Бюл.
Мо 5.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІСпосіб виробництва водню електролізом, в якому струм подають на електроди електрохімічного реактора без розділового елемента, з анодом з деполяризуючого сплаву алюмінію і з лужно- сульфатним електролітом при напрузі 0,3-1,2 В, густині струму 0,5-5 А/дм", температурі 18- З0"С, який відрізняється тим, що електроліз проводять із застосуванням ультразвуку потужністю 40-70 Вт/дм3 та частотою 40 кГц.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202104200U UA150329U (uk) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | Спосіб виробництва водню електролізом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202104200U UA150329U (uk) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | Спосіб виробництва водню електролізом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA150329U true UA150329U (uk) | 2022-02-02 |
Family
ID=89902755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202104200U UA150329U (uk) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | Спосіб виробництва водню електролізом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA150329U (uk) |
-
2021
- 2021-07-19 UA UAU202104200U patent/UA150329U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101634035B (zh) | 臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置 | |
| ES464252A1 (es) | Procedimiento mejorado para preparar un electrodo. | |
| DE60106419D1 (de) | Elektrolysezelle und elektrolyseverfahren | |
| RU2017141982A (ru) | Система обработки воды с использованием устройства для электролиза водного раствора щелочи и щелочного топливного элемента | |
| Grotheer et al. | Industrial electrolysis and electrochemical engineering | |
| KR880001846A (ko) | 니켈 합금 양극 | |
| NL178702B (nl) | Werkwijze voor het elektrolyseren van een waterige alkalimetaalchloride oplossing. | |
| UA150329U (uk) | Спосіб виробництва водню електролізом | |
| WO2003008670A3 (en) | Process for purification of molten salt electrolytes | |
| CN104862730A (zh) | 一种离子膜电解制备高锰酸钾的方法及应用于该方法的专用电解槽 | |
| CN101864578B (zh) | 利用超声电化学制备过一硫酸的方法 | |
| CN101864577B (zh) | 电化学制备过一硫酸的方法 | |
| GB1080119A (en) | Improvements in or relating to methods of manufacturing pure nickel hydroxide | |
| CA1289509C (en) | Energy-saving type zinc electrolysis method | |
| JPS5675583A (en) | Production of alkali hydroxide | |
| US3796647A (en) | Apparatus for hydrogen production | |
| ES8104440A1 (es) | Cuba electrolitica para la electrodeposicion de aluminio. | |
| US4154662A (en) | Process and apparatus for the electrolytic production of hydrogen | |
| US4240887A (en) | Process of water electrolyis | |
| SE8205475D0 (sv) | Katalyserad elektrokemisk forgasning av kolhaltiga material vid anoden av en elektrolyscell | |
| GB1499619A (en) | Electrochemical oxygen production method and device | |
| US2093989A (en) | Process of effecting electrochemical reductions and oxidations | |
| Takehara et al. | Hybrid process for hydrogen production by the use of HBr electrolysis in LiBr-KBr melts | |
| JPS57171674A (en) | Electrolyzing method for water | |
| FR2449733A1 (fr) | Cellule chlore-alcali avec electrolyte compose d'un polymere solide et procede d'electrolyse l'utilisant |