FenixEdu™

Dissertação

Alkaline Water Electrolysis: Ultrasonic Presence and Hydrogen Bubble Formation EVALUATED

Detalhes: A acumulação de bolhas no elétrodo em células de eletrólise alcalina está ligada ao aumento do sobrepotencial de concentração. Estudos indicam que um campo de ultrassons numa célula de eletrólise melhora a remoção de bolhas do elétrodo e a transferência de massa. Contudo, a informação presente na literatura, foi obtida utilizando soluções NaOH de baixa concentração à temperatura ambiente. Existe um desconhecimento em relação aos benefícios de um campo de ultrassons em condições comerciais. Este projeto focou-se em combater esta lacuna com uma avaliação experimental do efeito de ultrassons a uma frequência de 40 kHz, usando três soluções KOH com concentrações 15, 25, 35% (w/w) à temperatura de 30, 40, 50, 60 ºC. Foi registada uma redução no sobrepotencial que foi máxima a 30 ºC para 15 e 25% KOH, registando valores de 52 e 34 mV, respetivamente, e foi diminuindo com o aumento de temperatura. A redução de potencial para 35% KOH não foi afetada pela temperatura com valores entre 16-19 mV nos vários testes. Esta diferença presume-se que seja consequência da frequência e energia dos ultrassons, requerendo futuros ensaios. Seguiu-se uma análise sobre a formação e acumulação de bolhas no elétrodo em que se mediram os diâmetros críticos das bolhas de hidrogénio obtendo-se os valores 0.404, 0.356 e 0.293 mm, usando soluções de 15, 25 e 35% KOH, respetivamente, ou seja, o diâmetro diminuiu com o aumento de concentração. Isto será uma consequência de maior viscosidade do fluído e maior produção de gases a concentrações mais altas.
Keywords: Eletrolisador Alcalino, Sobrepotencial, Campo de Ultrassons, Acumulação de Bolhas, Diâmetro Crítico, Curvas de Polarização

Discussão: novembro 22, 2023, 9:0