本實驗在磁場驅(qū)動強化電解水制氫的可行性的前提下,通過實驗結(jié)合有效的氣液兩相流動分析。揭示磁場在電解槽內(nèi)引發(fā)的多種形式的磁對流對電極間氣液兩相流動驅(qū)動機制和氣相產(chǎn)物分布規(guī)律。最終通過優(yōu)化外部磁場配置實現(xiàn)磁場強化電解水制氫的高效利用。 

【文章來源】：河南化工. 2020,37(02)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

實驗裝置布置圖

泡沫電極孔隙率相同且電流密度相同的前提下，有無磁場存在明顯的區(qū)別。通過對酸、鎳組，酸、銅組在無磁場和有磁場兩種條件下進行實驗(兩電極分別施加0.1、0.05、0.025、0.0125 A四種電流強度)，總共獲得8組實驗數(shù)據(jù)，本文選取兩組進行展示如圖2所示。圖3 酸、銅有無磁場情況下的尺寸-數(shù)量對比圖(0.025A)

圖2 酸、鎳有無磁場情況下的尺寸-數(shù)量對比圖(0.1 A)由圖2和圖3分析可知，當(dāng)存在磁場時，泡沫電極空腔擠出氣泡的直徑較無磁場時更小，并且小直徑氣泡數(shù)量更多。產(chǎn)生差異的原因在于幾乎所有的離子都在兩個電極之間移動，基于高斯定理，電場集中分布在陽極和陰極之間，因此該處產(chǎn)生的洛倫茲力遠大于電解槽的其他部分。而洛倫茲力驅(qū)動的對流類似于泵送效應(yīng)，驅(qū)動電解質(zhì)形成循環(huán)流動，電解質(zhì)通過泡沫電極的孔隙，具有沖刷泡沫電極內(nèi)部空間的作用，有助于在泡沫電極產(chǎn)生的氣泡達到最大體積之前將氣泡帶走，并隨電解質(zhì)循環(huán)將新電解質(zhì)從電解槽的上部帶到電極上[6-7]。與未施加磁場的情況相比，施加磁場時，泡沫電極擠出的大氣泡直徑更小，小直徑氣泡數(shù)目更多，電解質(zhì)循環(huán)流動降低了電極表面溶解氣體的超溶性，降低了反應(yīng)過電位，恒電流下的能量消耗就會下降。


本文編號：3225571