永磁体强化电解水制氢的实现

发布时间：2021-06-12 00:27

　　本实验在磁场驱动强化电解水制氢的可行性的前提下,通过实验结合有效的气液两相流动分析。揭示磁场在电解槽内引发的多种形式的磁对流对电极间气液两相流动驱动机制和气相产物分布规律。最终通过优化外部磁场配置实现磁场强化电解水制氢的高效利用。 

【文章来源】：河南化工. 2020,37(02)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

实验装置布置图

泡沫电极孔隙率相同且电流密度相同的前提下，有无磁场存在明显的区别。通过对酸、镍组，酸、铜组在无磁场和有磁场两种条件下进行实验(两电极分别施加0.1、0.05、0.025、0.0125 A四种电流强度)，总共获得8组实验数据，本文选取两组进行展示如图2所示。图3 酸、铜有无磁场情况下的尺寸-数量对比图(0.025A)

图2 酸、镍有无磁场情况下的尺寸-数量对比图(0.1 A)由图2和图3分析可知，当存在磁场时，泡沫电极空腔挤出气泡的直径较无磁场时更小，并且小直径气泡数量更多。产生差异的原因在于几乎所有的离子都在两个电极之间移动，基于高斯定理，电场集中分布在阳极和阴极之间，因此该处产生的洛伦兹力远大于电解槽的其他部分。而洛伦兹力驱动的对流类似于泵送效应，驱动电解质形成循环流动，电解质通过泡沫电极的孔隙，具有冲刷泡沫电极内部空间的作用，有助于在泡沫电极产生的气泡达到最大体积之前将气泡带走，并随电解质循环将新电解质从电解槽的上部带到电极上[6-7]。与未施加磁场的情况相比，施加磁场时，泡沫电极挤出的大气泡直径更小，小直径气泡数目更多，电解质循环流动降低了电极表面溶解气体的超溶性，降低了反应过电位，恒电流下的能量消耗就会下降。


本文编号：3225571