DOI: https://doi.org/10.20998/10.20998/2079-0821.2020.02.06

ЕФЕКТИВНІСТЬ ВОДНОЛУЖНОГО ЕЛЕКТРОЛІЗУ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРМЕТРІВ КОРОЗІЙНОГО ТА АНОДНОГО РОЗЧИНЕННЯ АЛЮМІНІЮ

Nataliia Oleksandrivna Rudenko, Boris Ivanovych Bairachniy

Анотація


В роботі представлені особливості синтезу водню, що виділяється в результаті розчинення сплаву алюмінію АМг. Для більш повного визначення технологічних характеристик синтезу водню були проведені дослідження об’ємів водню, що виділяється в реакторі в результаті розчинення алюмінієвого сплаву АМг. Встановлений механізм розчинення сплаву з урахуванням впливу домішок в сплаві на процес анодного розчинення. Визначені умови прискорення анодного розчинення сплаву АМг в присутності іонів хлору за умов дії «негативного диференц ефекту». Розчинення сплаву АМг в лужно-хлоридному розчині має електрохімічну природу в основі якої реалізується електрохімічний механізм відновлення водню з послідуючим процесом його дифузії в газову фазу. Хлоридні іони прискорюють активне розчинення алюмінію при густинах струму до 5 А/дм2 замість 3 А/дм2 при кімнатних температурах та шорсткості поверхні 3-5 класу (≈5 мкм). Найбільший вплив на швидкість розчинення  сплаву має концентрація NaOH, температура розчинення та клас чистоти поверхні. Головним технологічним показником удосконалення електросинтезу водню є використання анодної деполяризації алюмінію, його негативних значень і як наслідок виділення водню на обох електродах. Ефект деполяризації досягається шляхом розчинення сплаву алюмінію замість реакції виділення кисню на аноді. Напруга на електролізері при цьому в 2 рази нижче в порівнянні з промисловим воднолужним електролізом. Це дає можливість економити до 50 % електроенергії. Відсутність виділення кисню робить даний процес більш безпечним.


Ключові слова


водень; деполяризація; сплав алюмінію;напруга електролізу; синтез

Повний текст:

PDF

Посилання


Ilyukhina A. V., Ilyukhin A. S., Shkolnikov E. I. Hydrogen generation from water by means of activated aluminum. International Journal of Hydrogen Energy. 2012. Vol. 37, pp. 16382–16387.

Anthony Newell, Ravindranathan Thampi K. Novel amorphous aluminum hydroxide catalysts for aluminum–water reactions to produce H2 in demand. International Journal of Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42, pp. 23446–23454.

Kozin L. F., Volkov S. V. Sovremennaya ehnergetika i ehkologiya: problemy i perspektivy [Modern energy and ecology: problems and prospects]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 2006. 773 p.

Shejdlin А. E., Zhuk А. Z. Kontseptsiya alyumovodorodnoj ehnergetiki [The concept of aluminum hydrogen energy]. Rossijskij khimicheskij zhurnal. 2006, vol. 1, no. 6, pp. 105–108.

Lukashhuk T. S., Larin V. I. Korrozionnoe povedenie alyuminiya i ego splavov v rastvorakh gidroksida natriya [Corrosion behavior of aluminum and its alloys in sodium hydroxide solutions]. Vіsnik Kharkіvskogo natsіonal’nogo unіversitetu. Seriya: Khіmіya. 2009, vol. 17(40), no. 870, pp. 253–258.

Grigor’eva I. O., Dresvyannikov А. F., Masnik O. Yu., Zakirov R. А. Ehlektrokhimicheskoe povedenie alyuminiya v rastvorakh gidroksida ammoniya i gidroksida natriya [Electrochemical behavior of aluminum in ammonium hydroxide and sodium hydroxide solutions]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Khimiya. 2011, no. 6,

pp. 72–78.

Korosh Mahmoodi, Babak Alinejad. Enhancement of hydrogen generation rate in reaction of aluminum with water. International Journal of Hydrogen Energy. 2010. Vol. 35, pp. 5227–5232.

Porciunkula C. B., Marcilio N. R., Tessaro I. C., Gerchmann M. Production of hydrogen in the reaction between aluminum and water in the presence of NaOH and KOH. Brasilian Journal of Chemical Engineering. 2012. Vol. 29, pp. 337–348.

DSTU 2839–94. Splavi alyumіnієvі livarnі. Tekhnіchnі umovi [State Standard 2893–94 Aluminum casting alloys. Specifications]. Kyiv: State Standard of Ukraine Publ., 1996. 55 p.

Xiani Huang, Tong Gao, Xiaole Pan, Dong Wei, Chunju Lv, Laishun Qin, Yuexiang Huang. Feasibility of hydrogen generation from the reaction between aluminum and water for fuel cell applications. Journal of Power Sources. 2013. Vol. 229,

pp. 133–140.

Stepanenko O. M., Rejter L. G., Ledovs’kikh V. M., Іvanov S. V. Zagal’na ta neorganіchna khіmіya: u 2-kh ch. CH. 2: pіdruchnik dlya stud. VNZ [General and inorganic chemistry: in 2 p. Part 2: textbook for stud. High schools]. Kyiv, Pedagogіchna presa Publ., 2000. 783 p.

Sheikhbahaei V., Baniasadi E., Nateree G. F. Experimental investigation of solar assisted hydrogen production from water and aluminum. International Journal of Hydrogen Energy. 2018. Vol. 43, pp. 9181–9191.