Выделение водорода при электролизе

Электролиз выделение водорода - Справочник химика 21

    Изучение водородного перенапряжения позволяет выяснить механизм этой реакции и представляет большой интерес с теоретической точки зрения. Установленные при этом закономерности можно частично распространить и на другие электрохимические реакции, что значительно повышает теоретическую значимость работ по водородному перенапряжению. Изучение водородного перенапряжения имеет также большое практическое значение, потому что современная промышленная электрохимия является преимущественно электрохимией водных растворов, и процессы электролитического разложения воды могут накладываться на любые катодные и анодные реакции. Водородное перенапряжение составляет значительную долю напряжения на ваннах по электролизу воды и растворов хлоридов. Знание природы водородного перенапряжения позволяет уменьшить его, а следовательно, снизить расход электроэнергии и улучшить экономические показатели этих процессов. В других случаях (электролитическое выделение металлов, катодное восстановление неорганических и органических веществ, эксплуатация химических источников тока) знание природы водородного перенапряжения позволяет успешно решать обратную задачу — нахождение рациональных путей его повышения. Все эти причины обусловили то, что изучение процесса катодного выделения водорода и природы водородного перенапряжения всегда находилось и находится в центре внимания электрохимиков. [c.397]

    В практике электролиза цинка чрезвычайно важно повысить перенапряжение выделения водорода на цинке. Это достигается повышением плотности тока, снижением температуры электролита, максимальной очисткой раствора от примесей, имеющих низкое перенапряжение водорода, и добавкой в раствор поверхностно активных веществ. [c.437]

    Как упоминалось выще, N1 и Со относятся группе металлов с низким перенапряжением выделения водорода на них. Что -касается РЬ, 5п, Сс1, то перенапряжение водорода на этих металлах весьма значительно. Поэтому их электролиз можно вести и при pH = 1. Напри/ме р, -свинец в кислых растворах ведет себя как электроположительный металл. Сульфат свинца слабо растворим, его концентрация в воде при 25° С равна 1,5- 10 г-моль л. Но и при столь малой концентрации свинец осаждается на катоде из насыщенного раствора сульфата в губчатой форме с практически теоретическим выходом по току. [c.44]

    И связанного с этим уменьшения потенциала пары 2Н+/Н2 предупредить выделение водорода при электролизе можно также, проводя электролиз с ртутным катодом. Перенапряжение водорода на ртути особенно велико (около —1 в), поэтому применение ртутного катода дает возможность количественно выделять многие металлы, которые нельзя осадить на платине вследствие выделения водорода. Другое преимущество ртутного катода заключается в том, что выделяющиеся металлы образуют с ртутью амальгамы— разбавленные растворы этих металлов в ртути, и значительно меньше переходят в раствор (т. е. окисляются), чем эти же металлы в чистом виде. Вследствие этого на ртутном катоде можно выделить (при низкой концентрации Н+-ионов) даже щелочные металлы. Большое значение имеет применение ртутного катода для отделения Ре + и ряда других катионов от А1 +, Цз+ и т. д. [c.436]

    В лабораториях водород получают большей частью электролизом водных растворов NaOH или КОН. Концентрация этих растворов выбирается такой, которая отвечает их максимальной электропроводности (25% для NaOH и 34% для КОН). Электроды обычно изготовляют из листового никеля. Этот металл не подвергается коррозии в растворах щелочей, даже будучи анодом. В случае надобности получающийся водород очищают от паров воды и от следов кислорода. Из других лабораторных методов наиболее распространен метод выделения водорода из растворов серной или соляной кислот действием на них цинка. Реакцию обычно проводят в аппарате Киппа (рис.105). [c.343]

    Выделение водорода сопровождается значительным перенапряжением, зависящим от природы электрода, состава раствора и условий электролиза. В первую очередь следует отметить влияние на перенапряжение плотности тока, которое выражается экспериментальной ф

Электролиз | Гидрогеника

Вода + Электричество = Водород

Способность водорода соединяться с кислородом была впервые отмечена Генри Кавендишем в 1766 году. Первый электролизер впоследствии появился в 1800 году, когда Николсон и Карлайл навели в воду статический заряд. Спустя более 200 лет Hydrogenics продолжает развиваться и совершенствовать эти фундаментальные открытия.

Электролизные ячейки различаются по типу электролита. Существует два типа низкотемпературного электролиза, в которых активна гидрогенизация: щелочной и протонообменная мембрана (PEM).

Благодаря десятилетиям исследований и разработок в обеих технологиях, Hydrogenics имеет уникальную возможность предлагать PEM и щелочные системы и выбирать наиболее подходящую, исходя из ее стоимости, мощности и использования.

Обе технологии Alkaline и PEM способны обеспечить:

• Водород на месте и по запросу (с учетом нагрузки)
• Водород под давлением без компрессора
• Чистый, сухой и не содержащий углерода водород 99,999%

В щелочном электролизе реакция происходит в растворе, состоящем из воды и жидкого электролита (30% КОН) между двумя электродами.Когда между двумя электродами приложено достаточное напряжение, на катоде молекулы воды забирают электроны, образуя ионы OH⁻ и молекулу H ₂ . Ионы OH⁻ проходят через 30% -ный электролит КОН к аноду, где они объединяются и отдают свои лишние электроны, чтобы образовать воду, электроны и O ₂ .

На этом этапе рекомбинации водорода и кислорода можно избежать с помощью высокоэффективной запатентованной ионообменной мембраны IMET ^® . Наша мембрана IMET ^® изготовлена ​​из высокопрочных неорганических материалов и не содержит асбеста.Электролит остается в системе благодаря продуманной замкнутой системе рециркуляции без насоса.

Hydrogenics ’ HySTAT ^® установлены на сотнях промышленных предприятий, электростанций, хранилищ энергии и заправочных станций по всему миру. Это безопасные и надежные системы, используемые всеми основными поставщиками промышленного газа в тяжелых условиях.

В электролизере PEM используется твердый полимер с ионной проводимостью.Когда между двумя электродами прикладывается разность потенциалов (напряжение), отрицательно заряженный кислород в молекулах воды отдает свой электрон на аноде, образуя протоны, электроны и O ₂ на аноде. Ионы H + проходят через протонпроводящий полимер к катоду, где они захватывают электрон и становятся нейтральными атомами H, которые объединяются, образуя H ₂ на катоде. Электролит и два электрода зажаты между двумя биполярными пластинами. Роль биполярной пластины заключается в транспортировке воды к пластинам, транспортировке продуктовых газов от ячейки, проведении электричества и циркуляции охлаждающей жидкости для охлаждения процесса.

Как и топливные элементы, многие отдельные элементы электролизера могут быть соединены последовательно, чтобы образовать основной компонент системы электролизера, батарею элементов, в которой производятся и водород, и кислород.

Некоторое охлаждение потребуется для охлаждения технологического и производимого газа, будет установлена ​​система очистки воды для производства деминерализованной воды из подаваемой водопроводной воды, система очистки будет очищать водород для подачи газа высокой чистоты в соответствии с требованиями заказчика. Спецификации, будет установлена ​​силовая стойка для управления мощностью, необходимой для реакции (преобразование переменного тока, подаваемого сетью, в постоянный ток, используемый для процесса), а панель управления позволит оператору иметь обзор всего пакета .Все это грамотно подобранное и специально изготовленное оборудование будет затем установлено в здании или упаковано в наружный корпус

Прорыв в электролизе может решить водородную загадку

Водородный газ - идеальное экологически чистое топливо: его можно извлечь из воды, и он не загрязняет окружающую среду. Но хотя водород является самым распространенным элементом во Вселенной, в природе он не встречается в больших количествах в виде газа на Земле.

Водородный газ - это идеальное экологически чистое топливо: его можно извлечь из воды, и он не загрязняет окружающую среду.Но хотя водород является самым распространенным элементом во Вселенной, в природе он не встречается в больших количествах в виде газа на Земле.

Гонка продолжается, чтобы найти дешевые, эффективные, экологически чистые способы производства и хранения водорода. Давно известно, что электрический ток заставляет элементы воды - водород и кислород - расщепляться с образованием водорода и кислорода в процессе, известном как электролиз. Этот процесс также можно обратить для выработки электричества, когда газообразные водород и кислород взаимодействуют в топливном элементе (НАСА использовало топливные элементы для питания спутников и космических капсул с 1960-х годов).

До недавнего времени стоимость электроэнергии была препятствием на пути производства газообразного водорода в промышленных количествах путем электролиза. Но недорогие технологии возобновляемой электроэнергии устранили этот барьер.

Еще одно препятствие состоит в том, что для эффективного разделения воды на водород и кислород потребовались катализаторы из редких и дорогих металлов, таких как платина и иридий. Иридий - один из самых редких и дорогостоящих элементов на Земле - его часто переносят метеориты.И даже самые стабильные катализаторы на основе иридия могут выдержать электролиз лишь в течение короткого времени.

«Если вы увеличите температуру во время электролиза воды, катализатор на основе иридия растворится, и вы его потеряете», - поясняет доктор Александр Симонов из Химической школы Монаша. «Это худшее, что может случиться - растворить что-то, что стоит сотни долларов за грамм. Это также может попасть в другие компоненты вашего электролитического устройства, загрязняя их и препятствуя их нормальной работе.«

Первые водные электролизеры использовали щелочную воду, и это остается традиционным подходом, говорит д-р Симонов. Но более продвинутая и эффективная технология использует кислую среду с использованием твердотельных электролитов - к сожалению, катализаторы не могут выдерживать эту среду в течение длительного времени.

Доктор Симонов и члены его исследовательской группы, включая доктора Манджуната Чатти и Джеймса Гардинера, сделали открытие с огромным потенциалом для решения проблемы нестабильности, сделав производство водорода электролизом воды более экономически выгодным.

«Мы заменяем иридий элементами, которые в изобилии, дешевы и работают более стабильно», - говорит д-р Симонов. «Мы продемонстрировали их стабильность в очень кислых условиях и при температуре до 80 ° C, что является промышленно приемлемой температурой. Мы не достигли абсолютно никакой деградации».

Доктор Симонов описывает систему, которую он разрабатывает со своей командой, как «самовосстанавливающуюся». Поскольку все металлы - даже иридий - растворяются во время электролиза, исследователи задались вопросом, может ли растворенный материал повторно осесть на электроде во время работы.

«Оказалось, что может», - говорит он. «Мы создали высокоактивную поверхность электрода на основе большого количества металлов, которая поддерживает промышленно приемлемые скорости расщепления воды». По его словам, высокая температура и сильнокислая среда «отличает нашу последнюю работу от почти всех в научном мире и приближает нас к промышленному применению».

Австралийское агентство по возобновляемым источникам энергии (ARENA) финансирует дальнейшие исследования с целью повышения эффективности и разработки масштабируемого процесса производства электродов, подходящего для промышленности. Д-р Симонов и его команда работают для достижения этой цели с профессором химии Monash Дугласом Макфарлейном и сотрудниками Австралийского национального университета, профессором Антонио Триколи и профессором Юн Лю.

Австралия, с ее обилием солнца и ветра, может стать сверхдержавой в области возобновляемых источников энергии.Используя электролиз, водородный газ может быть получен из избыточной электроэнергии, вырабатываемой крупными проектами возобновляемой энергетики. Этот водород можно было бы использовать в качестве топлива в Австралии и экспортировать в страны, жаждущие альтернатив ископаемым видам топлива.

Автобусы, работающие на водороде, сейчас ездят по дорогам Бразилии, а Южная Корея и Япония уже продемонстрировали твердую приверженность внедрению водородных транспортных средств и водорода в качестве основного энергоносителя.

Министр федеральных ресурсов Мэтт Канаван на этой неделе подписал письмо о намерениях с Южной Кореей разработать план по водороду к концу года, сигнализируя о намерении правительства Австралии расширить экспортный потенциал.Этот толчок совпал с выпуском отчета Geoscience Australia, в котором страна названа будущим «мировым лидером» в этой области.

Но газообразный водород легко воспламеняется, и его транспортировка сопряжена с некоторыми проблемами. Одна из будущих возможностей - преобразовать газ в аммиак. Эта цель также исследуется д-ром Симоновым и его коллегами в рамках проекта Monash Ammonia Project, возглавляемого профессором Макфарлейном.

Д-р Симонов говорит, что тем временем поставщик энергии AGL изучает, как можно расширить прорыв в области электролиза, чтобы добавить устойчиво производимый водород в линии природного газа в Австралии в качестве способа сокращения выбросов углерода.По словам Симонова, водород уже используется таким образом в северном полушарии. Еще одна ведущая австралийская компания, проявляющая большой интерес к водородным технологиям, - это Woodside, которая вложила значительные средства в исследования Monash.

Доктор Симонов и профессор Макфарлейн также сотрудничают с молодой австралийской компанией ANT Energy Solutions, которая разрабатывает портативный водородный электролизер при финансовой поддержке Программы совместных исследовательских центров. Портативный блок можно погрузить в грузовик и перевезти туда, где доступна дешевая возобновляемая энергия.- говорит Симонов.

Ссылка : Прорыв в электролизе может решить водородную головоломку (25 сентября 2019 г.) получено 29 октября 2020 с https: // физ.org / news / 2019-09-electrolysis-прорыв-водород-conundrum.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Сверхмалые наночастицы из полого сплава для синергетического катализа выделения водорода

Поскольку водородное топливо обладает высокой плотностью энергии и не загрязняет окружающую среду, теперь оно продемонстрировало потенциал для замены ископаемой энергии.Реакция выделения водорода (HER) - один из наиболее многообещающих способов получения водорода как полуреакция электролиза воды. В настоящее время традиционные соединения на основе Pt используются в качестве наиболее активных электрокатализаторов для реакций выделения водорода. Однако платина относительно редка и дорога. Таким образом, разработка и синтез высокоэффективных, стабильных и недорогих катализаторов является передовой темой в области электролиза воды.

Недавно Чжэньсин Ли и его команда из Китайского нефтяного университета (Пекин) достигли впечатляющих успехов в приготовлении HER-катализаторов, используя простой однореакторный метод для синтеза сверхмалых полых наночастиц тройного сплава, включая наночастицы PtNiCu, PtCoCu. наночастицы и наночастицы CuNiCo.Во время синтеза важную роль в формировании полых структур играли реакция замещения и окислительное травление. Средний размер наночастиц PtNiCu составляет всего 5 нм и содержит только 10% Pt. Уникальная полая структура и большая удельная поверхность увеличивают степень воздействия поверхностных атомов, обеспечивают большое количество активных центров и заставляют наночастицы PtNiCu проявлять превосходную электрокаталитическую активность и стабильность. В щелочном электролите перенапряжение полых наночастиц PtNiCu при 10 мА · см ^-2 составляет всего 28 мВ по сравнению с RHE с тафелевым наклоном 52.1 мВ дек. ^-1 , что ниже, чем у коммерческого Pt / C. Кроме того, его массовая активность в 5,62 раза выше, чем у коммерческой системы Pt / C. Это эффективно снижает стоимость электрокатализаторов на основе платины и обеспечивает более эффективное использование атомов платины.

Путем анализа заполнения связывающих и разрыхляющих орбиталей расчеты по теории функционала плотности (DFT) показывают, что ΔGH * наночастиц PtNiCu составляет 0,05 эВ, что близко к нулю. В процессе реакции реакции выделения водорода (HER) сила связи различных металлов с промежуточным водородом (H *) была в порядке Pt> Co> Ni> Cu.Таким образом, отличные характеристики HER полых наночастиц PtNiCu можно отнести к умеренно синергетическим взаимодействиям между тремя металлами и H *. Комбинируя теоретические расчеты с экспериментальными данными, эта работа обеспечивает новую стратегию разработки и изготовления недорогих и высокоэффективных катализаторов HER.

Ссылка : Сверхмалые наночастицы из полого сплава для синергетического катализа выделения водорода (28 октября 2020 г.) получено 29 октября 2020 с https: // физ.org / news / 2020-10-ultra-small-hollow-сплава-nanoparticles-synergistic.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Hydrogenics создаст крупнейшую в мире установку для электролиза водорода

25 февраля 2019 г.
Hydrogenics поставит крупнейшую в мире установку для электролиза водорода

Air Liquide выбирает компанию для установки 20 МВт

Миссиссога, Онтарио, Канада - 25 февраля 2019 г. - Hydrogenics Corporation (NASDAQ: HYGS; TSX: HYG) («Компания» или «Hydrogenics»), ведущий разработчик и производитель генераторов водорода и модули водородных топливных элементов, сегодня объявили, что получили награду от Air Liquide Canada («Air Liquide») спроектировать, построить и установить систему электролизера мощностью 20 МВт для водородного производство находится в Канаде.Предполагается, что объект будет коммерческим. к концу 2020 года с производительностью чуть менее 3000 тонн водорода ежегодно. На заводе мощностью 20 МВт будет использоваться усовершенствованный крупномасштабный ПЭМ Hydrogenics. технология электролиза, обеспечивающая наименьшие размеры и максимальную мощность плотность в отрасли. Обладая лучшей в своем классе эффективностью и рентабельностью, Hydrogenics зарекомендовала себя как лидер на рынке многомегаваттных ПЭМ электролизеры для клиентов по всему миру, включая Air Liquide. Обе компании продолжают увидеть растущий интерес и возможности для развертывания крупномасштабных электролиз по всему миру.

«Мы очень рады, что нас выбрали Air Liquide для этого крупномасштабного внедрения нашего ведущего в мире электролиза PEM технологии », - сказал Дэрил Уилсон, президент и главный исполнительный директор Hydrogenics. «С более чем 500 активных электролизеров, работающих в настоящее время во всем мире, мы продолжаем поддерживать сильные лидирующие позиции в отрасли. Hydrogenics была первой на рынке с масштабируемым электролизом PEM, и этот порядок основан на недавних успехах и основные вехи - включая ввод в эксплуатацию в 2018 году первого в Северной Америке мегаваттного Электроэнергетический объект.Мы рады удовлетворить потребности Air Liquide в водороде в Канада, особенно в области применения возобновляемого водорода с использованием гидроэнергетика ».

О компании Гидрогеника

Hydrogenics Corporation (www.hydrogenics.com) - мировой лидер в области проектирования и строительства технологий. требуется для ускорения глобального сдвига власти. Со штаб-квартирой в Миссиссауга, Онтарио, Hydrogenics обеспечивает производство водорода и хранение энергии и водородные силовые модули своим клиентам и партнерам по всему миру.Hydrogenics имеет производственные площадки, офисы, инженеров и специалистов по обслуживанию. в Германии, Бельгии и Канаде и сервисные центры в России, Европе, США и Канада.

Заявления о перспективах

Этот выпуск содержит прогнозные заявления в смысле «безопасной гавани» положения Закона США о реформе судебных разбирательств по частным ценным бумагам 1995 года, и в соответствии с действующим канадским законодательством о ценных бумагах. Эти утверждения основаны на текущие ожидания руководства и фактические результаты могут отличаться от этих прогнозные заявления из-за множества факторов, в том числе: наша неспособность увеличить наши доходы или привлечь дополнительное финансирование для продолжения работы, выполнить наш бизнес-план или развивать наш бизнес; неспособность решить медленную возврат к экономическому росту и его влияние на наш бизнес, результаты операции и консолидированное финансовое состояние; наша ограниченная операционная история; неспособность реализовать нашу бизнес-стратегию; колебания наших квартальных полученные результаты; неспособность поддерживать нашу клиентскую базу, которая генерирует большинство наши доходы; валютные колебания; отсутствие достаточной страховки покрытие; изменения в стоимости нашей деловой репутации; неспособность значительного рынка разрабатывать для наших продуктов; отказ от доступности водорода на рентабельная основа; изменения в государственной политике и правилах; неудача единых кодов и стандартов для автомобилей, работающих на водороде, и связанных с ними инфраструктура для развития; ответственность за ущерб окружающей среде в результате наши исследования, разработки или производственные операции; неспособность конкурировать с другие разработчики и производители продукции в нашей отрасли; Неспособность конкурировать с разработчиками и производителями традиционных и альтернативных технологии; отказ наладить партнерские отношения с оригинальным оборудованием производители, правительства, системные интеграторы и другие третьи стороны; невозможность получить достаточное количество материалов и компонентов для нашей продукции из поставщики; неспособность управлять расширением нашей деятельности; неспособность управлять зарубежные продажи и операции; неспособность набрать, обучить и сохранить ключ управленческий персонал; неспособность интегрировать приобретения; неспособность развиваться адекватные производственные процессы и возможности; неспособность завершить разработка коммерчески жизнеспособных продуктов; неспособность произвести конкурентоспособная по цене продукция; сбой или задержка в полевых испытаниях нашей продукции; неспособность производить продукцию без дефектов или ошибок; неспособность адаптироваться к технологические достижения или новые правила и стандарты; неспособность защитить наши интеллектуальная собственность; наше участие в судебных процессах по интеллектуальной собственности; подверженность искам об ответственности за качество продукции; несоблюдение правил в отношении пассивного компании с иностранными инвестициями; действия наших значимых и принципиальных акционеры; разводнение в результате значительных выпусков наших общих акции и привилегированные акции; неспособность инвесторов США обеспечить соблюдение гражданских судебные решения об ответственности против нас; волатильность цены наших обыкновенных акций; а также разводнение в результате исполнения опционов; и несоблюдение продолжалось листинговые требования Nasdaq.Читатели не должны чрезмерно полагаться на Заявления о перспективах Hydrogenics. Инвесторам рекомендуется ознакомиться с раздел под названием «Факторы риска» в нормативных документах Hydrogenics с Органы регулирования ценных бумаг Канады и Ценные бумаги и биржа США Комиссия для более полного обсуждения факторов, которые могут повлиять Будущее гидрогеники. Кроме того, прогнозные заявления содержащиеся здесь, сделаны на дату этого выпуска, и Hydrogenics не берет на себя обязательств по пересмотру или обновлению каких-либо прогнозных заявлений в чтобы отразить события или обстоятельства, которые могут возникнуть после даты этого выпуск, если иное не предусмотрено законом.Заявления о перспективах содержащиеся в этом выпуске, прямо оговорены этим.

За дополнительной информацией обращайтесь:
Марк Байсхайм
Финансовый директор
(905) 361-3660
[email protected]

Крис Уитти
Hydrogenics по связям с инвесторами
(646) 438-9385
[email protected]

Смотрите также

• 
  Количество выделений при месячных норма
• 
  Обильные желтые выделения после месячных
• 
  Приоритетность образования требует выделения значительных средств из бюджета
• 
  После мазка выделения при беременности
• 
  Выделения после родов у козы
• 
  Какие выделения после утрожестана
• 
  После месячных коричневые слизистые выделения
• 
  От утрожестана выделения белые
• 
  Розовые выделения в день предполагаемых месячных
• 
  После установки мирены нет выделений
• 
  Коричневые выделения при беременности во втором триместре без болей